V prispevku je razložen preprost elektronski krmilnik ali regulator regulacijskega tokokroga, ki samodejno uravnava in nadzoruje hitrost vrtenja hidroelektričnega generatorja z dodajanjem ali odštevanjem vrste lažnih obremenitev. Postopek zagotavlja stabiliziran izhod napetosti in frekvence za uporabnika. Idejo je zahteval gospod Aponso

Tehnične specifikacije:

Hvala za odgovor in dva tedna sem bil zunaj države. Hvala za informacije in časovno vezje zdaj deluje zelo dobro.
Primer II, potrebujem elektronski krmilnik obremenitve (ELC) Moja hidroelektrarna je enofazna 220 kV in 50 Hz z močjo 5 kw in potrebujem nadzor nad odvečno močjo z uporabo ELC. Prosimo, navedite zanesljivo vezje za moje zahteve
Ponovno

Dizajn

Če ste eden izmed tistih srečnežev, ki imajo blizu vašega dvorišča prosti potok, rečni tok ali celo aktiven majhen vodni tok, si lahko zelo omislite, da bi ga pretvorili v brezplačno elektriko, preprosto tako, da namestite mini hidro generator na pot pretok vode in dostop do brezplačne električne energije za celo življenje.

Vendar je glavna težava takšnih sistemov hitrost generatorja, ki neposredno vpliva na njegove napetostne in frekvenčne lastnosti.

Tu je hitrost vrtenja generatorja odvisna od dveh dejavnikov, moči vodnega toka in obremenitve, povezane z generatorjem. Če se kaj od tega spremeni, se spremeni tudi hitrost generatorja, kar povzroči enakovredno zmanjšanje ali povečanje izhodne napetosti in frekvence.

Kot vsi vemo, da so za številne naprave, kot so hladilniki, izmenični tokovi, motorji, vrtalni stroji itd., Napetost in frekvenca lahko ključnega pomena in so lahko neposredno povezani z njihovo učinkovitostjo, zato kakršne koli spremembe teh parametrov ni mogoče sprejeti zlahka.

Da bi rešili zgornjo situacijo, tako da sta napetost in frekvenca ohranjeni v sprejemljivih mejah, se v vseh hidroelektrarnah običajno uporablja ELC ali elektronski regulator obremenitve.

Ker nadzor pretoka vode ne more biti izvedljiva možnost, postane izračunani nadzor obremenitve edini izhod za zgoraj obravnavano težavo.

To je pravzaprav precej enostavno, gre le za uporabo vezja, ki nadzira napetost generatorja in vklopi ali izklopi nekaj lažnih obremenitev, ki nato nadzirajo in kompenzirajo povečanje ali zmanjšanje hitrosti generatorja.

Spodaj sta obravnavana dva enostavna vezja elektronskega krmilnika obremenitve (ELC) (ki sem jih zasnoval sam) in jih je mogoče enostavno zgraditi doma in uporabiti za predlagano regulacijo katere koli mini hidroelektrarne. Naučimo se njihovega delovanja z naslednjimi točkami:

ELC vezje z uporabo IC LM3915

Prvo vezje, ki uporablja nekaj kaskadnih integriranih vezij LM3914 ali LM3915, je v osnovi konfigurirano kot 20-stopenjsko vezje gonilnika detektorja napetosti.

Spremenljiv od 0 do 2,5 V enosmerni vhod na svojem zatiču št. 5 proizvaja enakovreden zaporedni odziv na 20 izhodih obeh IC, začenši od LED # 1 do LED # 20, kar pomeni, da pri 0.125V zasveti prva LED. medtem ko vhod doseže 2,5 V, zasveti 20. LED (svetle svetleče diode).

Vse, kar je vmes, povzroči preklapljanje ustreznih vmesnih LED izhodov.

Predpostavimo, da ima generator specifikacije 220V / 50Hz, kar pomeni, da bi znižanje njegove hitrosti povzročilo znižanje določene napetosti in frekvence, in obratno.

V predlaganem prvem vezju ELC 220V zmanjšamo na zahtevano nizko potencialno enosmerno napetost prek uporniške delilne mreže in napajalnega zatiča št. 5 IC, tako da prvih 10 LED (LED # 1 in ostale modre točke) kar sveti.

Zdaj so ti LED izhodi (od LED # 2 do LED # 20) poleg domačega bremena pritrjeni tudi s posameznimi lažnimi obremenitvami prek posameznih gonilnikov MOSFET-a.

Domače uporabne obremenitve so povezane preko releja na izhodu LED # 1.

V zgornjem stanju zagotavlja, da pri 220 V, ko so v uporabi vse gospodinjske obremenitve, 9 dodatnih preskusnih bremen tudi zasveti in kompenzira, da proizvede zahtevanih 220 V pri 50 Hz.

Zdaj predpostavimo, da se hitrost generatorja ponavadi dvigne nad oznako 220V, kar bi vplivalo na zatič # 5 IC, ki bi ustrezno preklopil LED, označene z rdečimi pikami (od LED # 11 in več).

Ko se te LED-diode vklopijo, se ustrezne preskusne obremenitve dodajo v obrambo in s tem stisnejo hitrost generatorja, tako da se obnovi v običajnih specifikacijah, saj se to zgodi, da se preskusne obremenitve spet izklopijo v zaporedju, to se nadaljuje samonastavitev, tako da hitrost motorja nikoli ne preseže običajnih vrednosti.

Nato predpostavimo, da se hitrost motorja zmanjšuje zaradi nižje moči pretoka vode, LED diode, označene z modro, se zaporedno izklopijo (od LED # 10 in navzdol), to zmanjša lažne obremenitve in nato razbremeni motor pred odvečno obremenitvijo in s tem obnovi njegova hitrost proti prvotni točki, se v procesu obremenitve običajno vklopijo / izklopijo zaporedoma, da se ohrani natančno priporočena hitrost motorja generatorja.

Navidezne obremenitve lahko izberete glede na nastavitve uporabnika in pogojne specifikacije. Prirastek po 200 vatov na vsakem LED izhodu bi bil verjetno najugodnejši.

Lažne obremenitve morajo biti uporovne narave, na primer žarnice z žarilno nitko 200 vatov ali grelne tuljave.

Shema vezja

ELC vezje z uporabo PWM

Druga možnost je precej zanimiva in še bolj preprosta. Kot je razvidno iz danega diagrama, se nekaj 555 IC uporablja kot generator PWM, ki spreminja svojo oznako / prostorno razmerje kot odziv na ustrezno spreminjajočo se napetost, ki se napaja na zatiču št. 5 IC2.

“kako delati bluetooth ”

Dobro izračunana navidezna obremenitev z visoko močjo je pritrjena z edinstveno stopnjo krmilnika MOSFET na zatiču št. 3 v IC # 2.

Kot je razloženo v zgornjem poglavju, se tudi tu na nizu št. 5 IC2 uporabi nižja vzorčna enosmerna napetost, ki ustreza 220V, tako da se osvetlitve lažnih obremenitev prilagodijo domačim obremenitvam, da zadržijo izhod generatorja v območju 220V.

Zdaj predpostavimo, da bi vrtilna hitrost generatorja odnesla proti višji strani, ustvarila enakovreden porast potenciala na zatiču št. 5 IC2, kar bi posledično povzročilo višje razmerje oznak v MOSFET-u, kar bi mu omogočilo, da prenese več toka na obremenitev .

S povečanjem toka obremenitve bi se motor težje vrtel, s čimer bi se vrnil na prvotno hitrost.

Ravno nasprotno se zgodi, ko se hitrost nagiba k nižjim nivojem, ko je lažna obremenitev oslabljena, da se hitrost motorja dvigne na običajne specifikacije.

Nenehno „vlečenje vrvi“ se nadaljuje, tako da hitrost motorja nikoli ne odstopa preveč od zahtevanih specifikacij.

Zgornja vezja ELC se lahko uporabljajo z vsemi vrstami mikrohidro sistemov, vodnimi mlini in tudi vetrnimi sistemi.

Zdaj pa poglejmo, kako lahko uporabimo podobno vezje ELC za uravnavanje hitrosti in frekvence generatorja vetrnice. Idejo je zahteval gospod Nilesh Patil.

Tehnične specifikacije

Sem velik oboževalec vaših elektronskih vezij in hobijev, da jih ustvarite. V bistvu sem iz podeželja, kjer imamo 15 ur odklopa električne energije, s katerim se soočamo vsako leto

Tudi če se odločim za nakup pretvornika, ki se prav tako ne zaračuna zaradi izpada električne energije.

Iz njega sem ustvaril generator vetrnih mlinov (po zelo poceni ceni), ki bo podpiral polnjenje 12-voltne baterije.

Za istega, ki ga želim kupiti krmilnik polnilne turbine na veter, ki je predrag.

Torej načrtujemo, da bomo ustvarili svojega, če bomo od vas imeli ustrezen dizajn

Kapaciteta generatorja: 0 - 230 AC volt

vhod 0 - 230 v AC (Vary odvisen od hitrosti vetra)

izhod: 12 V DC (zadnja napetost).

Preobremenitev / praznjenje / lažno obremenitev

Ali mi lahko predlagate ali mi pomagate, da ga razvijem in od vas zahteva komponente in PCB

Morda sem zahteval veliko istih vezij, ko enkrat uspe.

Dizajn

Zgoraj zahtevano zasnovo lahko izvedemo preprosto z uporabo transformatorja navzdol in regulatorja LM338, kot je bilo že omenjeno v mnogih mojih objavah prej.

Spodaj razložena zasnova vezja ni pomembna za zgornjo zahtevo, temveč obravnava precej zapleteno težavo v primerih, ko se generator vetrnice uporablja za obratovanje izmeničnih obremenitev, določenih s frekvenčnimi specifikacijami omrežja 50 Hz ali 60 Hz.

Kako deluje ELC

Elektronski regulator obremenitve je naprava, ki sprosti ali zaduši hitrost pripadajočega motorja generatorja električne energije s prilagoditvijo preklopa skupine preskusnih ali neobremenjenih bremen, povezanih vzporedno z dejanskimi uporabnimi obremenitvami.

Zgornji postopki postanejo potrebni, ker lahko zadevni generator poganja nepravilen, spremenljiv vir, kot je tekoča voda iz potoka, reke, slapa ali vetra.

Ker se lahko zgornje sile močno razlikujejo glede na pripadajoče parametre, ki urejajo njihove velikosti, bi lahko bil generator tudi prisiljen ustrezno povečati ali zmanjšati svojo hitrost.

Povečanje hitrosti bi pomenilo povečanje napetosti in frekvence, ki bi lahko bile izpostavljene priključenim obremenitvam, kar bi povzročilo neželene učinke in škodo na obremenitvah.

Dodajanje obremenitev odlagališč

Z dodajanjem ali odštevanjem zunanjih obremenitev (dump obremenitev) preko generatorja bi lahko njegovo hitrost učinkovito preprečili proti energiji prisilnega vira, tako da se hitrost generatorja vzdržuje približno na določeni frekvenci in napetosti.

O preprostem in učinkovitem vezju elektronskega krmilnika obremenitve sem že razpravljal v enem od svojih prejšnjih prispevkov, sedanja ideja je iz njega navdihnjena in je precej podobna tej zasnovi.

Spodnja slika prikazuje, kako je mogoče konfigurirati predlagani ELC.

Srce vezja je IC LM3915, ki je v bistvu gonilnik LED s piko / črto, ki se uporablja za prikaz variacij napajanega analognega vhodnega napetosti skozi zaporedne LED osvetlitve.

Zgornjo funkcijo IC smo tukaj izkoristili za izvajanje funkcij ELC.

Generator 220V se najprej spusti na 12V enosmernega toka s pomočjo transformatorja navzdol in se uporablja za napajanje elektronskega vezja, ki je sestavljeno iz IC LM3915 in pripadajočega omrežja.

Ta usmerjena napetost se napaja tudi na zatič št. 5 IC, ki je zaznavni vhod IC.

Ustvarjanje sorazmernih zaznavnih napetosti

Če predpostavimo, da je 12V iz transformatorja sorazmerno z 240V iz generatorja, to pomeni, da bi se, če napetost generatorja naraste na 250V, 12V od transformatorja sorazmerno povečalo na:

12 / x = 240/250

x = 12,5V

Podobno, če napetost generatorja pade na 220V, sorazmerno pade napetost transformatorja na:

12 / x = 240/220
x = 11V

in tako naprej.

Zgornji izračuni jasno kažejo, da so vrtljaji, frekvenca in napetost generatorja izredno linearni in sorazmerni med seboj.

V spodnji predlagani izvedbi vezja elektronskega krmilnika obremenitve je popravljena napetost, ki se napaja na zatič št. 5 IC, nastavljena tako, da so pri vseh vklopljenih uporabnih obremenitvah samo tri lažne obremenitve: žarnica # 1, žarnica # 2 in žarnica # 3. lahko ostane vklopljen.

To postane razumno nadzorovana nastavitev za regulator obremenitve, seveda je mogoče prilagoditi obseg variacij prilagajanja in prilagoditi različnim velikostim, odvisno od uporabniških želja in specifikacij.

To lahko storite z naključnim prilagajanjem dane prednastavitve na nožici št. 5 IC ali z uporabo različnih sklopov obremenitev na 10 izhodih IC.

Nastavitev ELC

Zdaj z zgoraj omenjeno nastavitvijo predpostavimo, da generator deluje pri 240V / 50Hz z vklopljenimi prvimi tremi svetilkami v zaporedju IC in tudi vsemi zunanjimi uporabnimi obremenitvami (napravami).

V tem primeru, če bi nekaj naprav izklopili, bi generator razbremenil določene obremenitve, kar bi povzročilo povečanje njegove hitrosti, vendar bi povečanje hitrosti ustvarilo tudi sorazmerno povečanje napetosti na nožici 5 IC.

To bo IC spodbudilo, da vklopi svoje nadaljnje pinout-e v vrstnem redu, s čimer je lahko ON vklopljen z žarnico št. 4,5,6 in tako naprej, dokler se hitrost generatorja ne zaduši, da ohrani želeno dodeljeno hitrost in frekvenco.

Recimo obratno, domnevamo, da bi, če bi se hitrost generatorja zaradi poslabšanja pogojev energije vira nagibala navzdol, IC vklopil žarnico # 1,2,3 eno za drugo ali nekaj izmed njih, da bi preprečil padec napetosti pod nastavljeno vrednostjo , pravilne specifikacije.

Vse navidezne obremenitve se zaporedno zaključijo prek PNP odbojnih tranzistorskih stopenj in nadaljnjih NPN močnostnih tranzistorskih stopenj.

Vsi tranzistorji PNP so 2N2907, NPN pa TIP152, ki jih je mogoče nadomestiti z N-MOSFET-ji, kot je IRF840.

Ker zgoraj omenjene naprave delujejo samo z enosmernim tokom, se izhod generatorja ustrezno pretvori v enosmerni preko diodnega mostu 10amp za potrebno preklapljanje.

Žarnice so lahko z močjo 200 vatov, 500 vatov ali po želji uporabnika in specifikacije generatorja.

Shema vezja

Doslej smo se naučili učinkovitega vezja elektronskega krmilnika obremenitve z uporabo zaporednega koncepta večkratnega lažnega preklapljanja obremenitve, tukaj razpravljamo o veliko preprostejši zasnovi istega z uporabo koncepta zatemnitve triac in z eno samo obremenitvijo.

Kaj je stikalo za zatemnitev

Naprava za zatemnitev je nekaj, kar vsi poznamo in jih lahko vidimo nameščene v naših domovih, pisarnah, trgovinah, nakupovalnih središčih itd.

Zatemnilno stikalo je elektronska naprava, ki se napaja iz omrežja in se lahko uporablja za krmiljenje pritrjene obremenitve, kot so luči in ventilatorji, preprosto s spreminjanjem pripadajoče spremenljive upornosti, imenovane lonec.

Nadzor v bistvu opravlja triak, ki je prisiljen preklopiti z inducirano frekvenco časovne zakasnitve, tako da ostane vklopljen le med delci polkrogov izmeničnega toka.

Ta preklopni zamik je sorazmeren s prilagojeno upornostjo pota in se spreminja, ko se odpornost pota spreminja.

Če je upor lonca tako nizek, lahko triak vodi daljši časovni interval med faznimi cikli, kar omogoča pretok več toka skozi obremenitev, to pa omogoči, da se obremenitev aktivira z večjo močjo.

Nasprotno, če se odpornost lonca zmanjša, je triak omejen, da deluje sorazmerno za veliko manjši odsek faznega cikla, zaradi česar je obremenitev z njegovo aktivacijo šibkejša.

V predlaganem vezju elektronskega krmilnika obremenitve se uporablja enak koncept, vendar je tu lonec nadomeščen z optično spojko, izdelano s skrivanjem sklopa LED / LDR znotraj svetlobno neprepustne ohišja.

Uporaba zatemnilnega stikala kot ELC

Koncept je pravzaprav precej preprost:

LED v optiki poganja sorazmerno padla napetost, ki izhaja iz izhoda generatorja, kar pomeni, da je svetlost LED zdaj odvisna od napetostnih sprememb generatorja.

Upor, ki je odgovoren za vpliv na triak prevodnost, je nadomeščen z LDR znotraj opto sklopa, kar pomeni, da zdaj stopnje svetlosti LED postanejo odgovorne za prilagajanje ravni triak prevodnosti.

Sprva se vezje ELC uporablja z napetostjo generatorja, ki deluje z 20% večjo hitrostjo, kot je pravilno določena hitrost.

Z ELC je zaporedno pritrjena razumno izračunana preskusna obremenitev, P1 pa je nastavljen tako, da preskusna obremenitev nekoliko osvetli in prilagodi hitrost in frekvenco generatorja na pravilno raven v skladu z zahtevanimi specifikacijami.

To se izvede pri vseh zunanjih napravah v vklopljenem položaju, ki so lahko povezane z močjo generatorja.

Zgornja izvedba krmilnik nastavi optimalno za odpravljanje morebitnih neskladnosti v hitrosti generatorja.

Zdaj, če je nekaj naprav izklopljeno, bi to ustvarilo nizek pritisk na generator, zaradi česar bi se moral hitreje vrteti in ustvarjati več električne energije.

Vendar bi to tudi prisililo LED v opto, da postane sorazmerno svetlejše, kar bi posledično zmanjšalo upor LDR in s tem prisililo triak, da bi več vodil in sorazmerno izpraznil odvečno napetost skozi lažno obremenitev.

Lažna obremenitev, ki je očitno žarnica z žarilno nitko, je v tej situaciji žarela sorazmerno močneje, tako da je odvajala dodatno moč, ki jo je generiral generator, in obnavljala hitrost generatorja na prvotni vrtljaji.