Jak vyrobit regulátor pro větrný generátor vlastními rukama: zařízení, princip činnosti, montážní schéma

Mechanická konstrukce větrného generátoru v jeho čisté podobě je pouze částí kompletní větrné elektrárny. Plně použitelný systém má kromě mechanické struktury také řadu elektronických součástek.

Potřebný je například regulátor větrného generátoru - zařízení funkčně určené ke stabilizaci parametrů nabíjení baterie při provozu větrné turbíny.

Pojďme zjistit, jaké funkce zařízení provádí, a poskytnout schémata pro sestavení ovladače sami. Kromě toho nastíníme vlastnosti práce a vhodnost nákupu čínské elektronické jednotky pro větrný mlýn.

Větrné generátory a regulátory nabíjení baterií

Pokud je docela možné vyrobit mechanický větrný mlýn sami, je možné vyrobit ovladač větrného mlýna sami?

Abychom měli nějakou představu o ovladačích větrných generátorů a úspěšně reprodukovali takové zařízení vlastními rukama, nebudou základní informace o těchto zařízeních nadbytečné.

Ovladač, který obsluhuje baterie, je primárně určen k řízení procesu nabíjení baterie. Toto je jeho hlavní funkce, ale měla by být podmíněně rozdělena do několika podfunkcí.

Jedna funkce například monitoruje nabíjecí proud a samovybíjecí proud. Další funkce implementuje akce zaměřené na měření teploty a tlaku. Třetí je zodpovědný za kompenzaci rozdílu v tocích energie při nabíjení baterie současně s aktuálním odběrem zátěže.

Regulátor nabíjení baterie pro větrný generátor s nízkým výkonem. Ovládání některých parametrů systému se provádí pomocí vestavěného LCD displeje

Průmyslově vyráběná zařízení jsou vybavena plnou funkčností. To samé se ale nedá říct o amatérských návrzích. Zařízení vyrobená na základě jednoduchých obvodových řešení doma s vlastními rukama jsou regulátory, které mají daleko k dokonalým modelům.

Přesto fungují a umožňují vám pracovat poměrně produktivně různé typy větrných generátorů. Domácí návrhy zpravidla implementují pouze jednu funkci - ochranu před přepětím a hlubokým vybitím.

Jedna z mnoha variací regulátorů pro větrné turbíny, vlastními silami. Takové návrhy se vyznačují jednoduchým technickým řešením a jednoduchou instalací.

Proč je zavedení regulátoru do systému větrných turbín nutností?

Protože v režimu doplňování energie baterie bez použití ovladače je třeba očekávat nepříjemné důsledky:

1. Degradace struktury baterie v důsledku nekontrolovaných chemických procesů.
2. Nekontrolovaný nárůst tlaku a teplotu elektrolytu.
3. Ztráta vlastností nabíjení baterie kvůli dlouhodobému vybíjení.

Regulátor nabíjení pro okruh větrné turbíny je obvykle vyroben ve formě samostatného elektronického modulu. Tento modul je vyjímatelný a rychle odpojitelný. Průmyslově vyráběná zařízení jsou nutně vybavena indikací režimů a stavů - světelných nebo vizuálně přenášených přes displej.

V praxi lze použít dva typy zařízení: zařízení zabudovaná přímo do krytu větrného generátoru a zařízení připojená k baterii.

Obvodová řešení pro vlastní montáž

Po celou dobu od objevení prvního domácí větrné mlýny počet řešení řídicích obvodů se mnohonásobně zvýšil. Mnoho návrhů obvodů má k dokonalosti daleko, ale existují některé možnosti, kterým byste měli věnovat pozornost.

Pro domácí použití jsou samozřejmě relevantní jednoduchá schémata, která vyžadují malé finanční investice, jsou efektivní a spolehlivá.

Na základě těchto požadavků můžete začít s regulátorem pro větrný generátor, vytvořeným na základě regulátorů automobilových relé. Obvod využívá jak relé s negativním ovládacím kontaktem, tak relé s pozitivním ovládacím kontaktem.

Tato možnost zaujme malým počtem dílů a jednoduchou instalací. Potřebujete pouze jedno relé, jeden výkonový tranzistor (efekt pole), jeden rezistor.

Schéma regulátoru, které nakreslil jistý elektronik vlastníma rukama. Vše je zde jednoduché a jasné bez zbytečných slov. Vlastně jako v samotné vyrobitelnosti řešení. Minimální počet dílů – maximální úspora (+)

Obvod se nazývá „předřadník“, protože využívá dodatečné zatížení ve formě běžné žárovky. Seznam dílů tak bude doplněn o další prvek - lampu.

V závislosti na výkonu systému se používá 12voltová automobilová lampa (nebo několik lamp). Místo tohoto prvku je také přípustné použít jiný typ zatěžovacího odporu: výkonný odpor, elektrický ohřívač, ventilátor atd.

Provoz „předřadného“ okruhu s mínusem

Činnost automobilového relé-regulátoru přímo souvisí s úrovní nabití baterie. Pokud napětí na svorkách baterie stoupne nad 14,2 V, relé se aktivuje a otevře záporný obvod výkonového tranzistoru.

Na druhé straně se na tranzistoru otevírá přechod, který připojuje přímou žárovku k baterii. V důsledku toho je nabíjecí proud vybíjen vláknem žárovky. Když se napětí na svorkách baterie sníží, proces se obrátí. To zajišťuje udržení stabilní úrovně napětí baterie.

Jak funguje „balastní“ obvod s plusem?

Mírně modernizovanou verzí „balastního“ regulátoru nabíjení pro větrný mlýn je druhý obvod na reléovém regulátoru s kladným ovládacím kontaktem. Vhodné jsou například relé z vozů VAZ.

Rozdíl oproti předchozímu zapojení je použití polovodičového relé, např. GTH6048ZA2 pro proud 60A místo tranzistoru. Výhody jsou zřejmé: obvod vypadá ještě jednodušeji a zároveň má větší spolehlivost a účinnost.

Další jednoduché řešení návrhu obvodu pro sestavení regulátoru nabíjení baterie větrného generátoru. Účinnost a spolehlivost obvodu je zvýšena díky použití polovodičového relé (+)

Zvláštností tohoto jednoduchého řešení je přímost připojení k terminálům baterie generátoru větrné turbíny. Vodiče regulátoru nabíjení jsou také „zasazeny“ přímo na kontakty baterie.

Obě tyto části schématu spolu ve skutečnosti nijak nesouvisí.Napětí z větrného generátoru je neustále přiváděno do baterie. Když napětí na svorkách baterie dosáhne 14,2 W, polovodičové relé připojí zátěž k resetování. Tímto způsobem je baterie chráněna zařízením před přebitím.

Zde může nejen žárovka fungovat jako předřadník. Je docela možné připojit jakékoli jiné zařízení určené pro proud až 60 A. Například elektrický trubkový ohřívač.

V tomto obvodu je také důležité, že činnost polovodičového relé je charakterizována plynule rostoucí amplitudou. V podstatě je patrný efekt profesionálně vyrobeného PWM regulátoru.

Složitá verze řídicího obvodu

Pokud předchozí verze návrhu obvodu regulátoru nabíjení baterie připomíná pouze zařízení PWM (pulse width modulation), zde je tento princip implementován specificky.

Tento řídicí obvod pro větrný mlýn s třífázovým generátorem má určité potíže, protože zahrnuje použití mikroobvodů - zejména operačních zesilovačů na tranzistorech s efektem pole jako součást sestavy TL084.

Na desce plošných spojů však vše nevypadá tak složitě jako na kousku papíru.

Obvodové řešení pro sestavení ovladače vlastníma rukama pomocí mikrosestavy TL084. Princip činnosti je také postaven pomocí relé pro přepínání režimů, ale je možné upravit body přerušení (+)

Stejně jako u předchozích řešení je jako spínací prvek zátěže předřadníku použito relé. Relé je navrženo pro práci s 12voltovou baterií, ale v případě potřeby si můžete vybrat 24wattový model.

Předřadný odpor je vyroben ve formě silného odporu (vinutí na nichromové keramice).Pro nastavení rozsahu provozního napětí (11,5-18 W) využívá obvod proměnné rezistory zahrnuté v řídicím obvodu mikroelektronické sestavy TL084.

Tento regulátor nabíjení baterie větrného mlýna funguje následovně. Třífázový proud přijímaný z větrného generátoru je usměrněn výkonovými diodami.

Na výstupu diodového můstku je generováno konstantní napětí, které je přiváděno na vstup obvodu přes kontakty relé, přídavnou diodu, baterii a poté do stabilizátoru v obvodu (78L08) a na vstup obvodu. Sestava TL084.

Okamžik přepnutí spouště do jednoho ze stavů je určen hodnotami proměnných rezistorů (Low V a High V) spodních a horních napěťových prahů.

Dokud je na svorkách baterie napětí, které nepřesahuje 14,2 voltu (splňující nastavení R High V), nabíjení se provádí. Jakmile se hodnoty změní směrem nahoru, operační zesilovač TL084 dodá signál do báze tranzistoru, který ovládá relé.

Produkt pro kutily založený na schématu mikromontáže TL084. Vše je extrémně jednoduché, dokonce místo kvalitního plošného spoje byla zvolena deska pro povrchovou montáž. Domácí designy nás vždy potěší okamžiky, jako jsou tyto.

Relé je aktivováno, silový obvod obvodu je přerušen a zkratován k předřadnému odporu. K resetování předřadníku dochází, dokud není baterie vybitá, blízko k hodnotě nastavení proměnného odporu Low V.

Po dosažení této hodnoty přepne druhý operační zesilovač TL084 obvod do reverzního stavu. Takto funguje ovladač.

Čínská elektronická alternativa

Výroba regulátoru větrného generátoru vlastníma rukama je prestižní záležitostí.Ale vzhledem k rychlosti vývoje elektronických technologií smysl sebemontáže často ztrácí svůj význam. Většina navrhovaných schémat je navíc již zastaralá.

Vyjde levněji koupit hotový produkt, vyrobený profesionálně, s vysoce kvalitní instalací, s použitím moderních elektronických součástek. Například na Aliexpress si můžete koupit vhodné zařízení za rozumnou cenu.

Rozsah nabídek na čínském webu je působivý. Regulátory pro větrné generátory pro různé úrovně výkonu se prodávají za ceny od 1000 rublů. Na základě tohoto množství, pokud jde o sestavení zařízení vlastníma rukama, hra zjevně nestojí za svíčku.

Například mezi návrhy čínského portálu je model pro 600wattový větrný mlýn. Zařízení stojí 1070 rublů. Vhodné pro použití s ​​12/24 V bateriemi, provozní proud až 30 A.

Docela slušný regulátor nabíjení čínské výroby určený pro 600wattový větrný generátor. Takové zařízení lze objednat z Číny a obdržet poštou přibližně za měsíc a půl

Kvalitní skříň regulátoru do každého počasí o rozměrech 100x90 mm je vybavena výkonným chladičem. Konstrukce krytu odpovídá třídě ochrany IP67. Rozsah venkovní teploty od –35 do +75ºС. Na krytu je světelná indikace stavů větrného generátoru.

Otázkou je, jaký má smysl trávit čas a úsilí sestavováním jednoduché konstrukce vlastníma rukama, pokud existuje skutečná příležitost koupit něco podobného a technicky vážného?

No, pokud tento model nestačí, Číňané mají opravdu skvělé možnosti. Mezi novinkami tedy byl 2 kW model s provozním napětím 96 voltů.

Čínský produkt ze seznamu nových produktů. Zajišťuje řízení nabíjení baterie, pracuje ve spojení s 2 kW větrným generátorem. Přijímá vstupní napětí až 96 voltů

Je pravda, že náklady na tento ovladač jsou již pětkrát dražší než předchozí vývoj. Ale opět, když porovnáte náklady na výrobu něčeho podobného vlastníma rukama, vypadá koupě jako racionální rozhodnutí.

Jediné, co nás na čínských výrobcích mate je to, že mají tendenci náhle přestat fungovat v těch nejméně vhodných případech. Zakoupené zařízení je proto často nutné dovést k realizaci - přirozeně vlastníma rukama. Ale je to mnohem jednodušší a jednodušší, než si sami vyrobit regulátor nabíjení větrného generátoru od začátku.

Pro milovníky domácích produktů má naše webová stránka řadu článků věnovaných výrobě větrných generátorů:

1. Udělej si sám větrný generátor z autogenerátoru: technologie montáže větrné turbíny a analýza chyb
2. Jak postavit lopatky pro větrný generátor vlastníma rukama: příklady lopatek větrné turbíny vlastní výroby
3. Udělej si sám větrný generátor z pračky: návod na sestavení větrného mlýna
4. Jak vypočítat větrný generátor: vzorce + praktický příklad výpočtu

Závěry a užitečné video k tématu

Touha vyrobit si zařízení pro domácí použití vlastníma rukama je někdy silnější než jednodušší řešení - nákup levného zařízení. Co z toho vzešlo, se podívejte ve videu:

Posuzujeme-li vyhlídky na vlastní výrobu elektroniky, bez ohledu na její účel, musíme čelit myšlence, že věk „domácí výroby“ se chýlí ke konci.

Trh je přesycen hotovými elektronickými zařízeními a modulárními součástkami pro téměř každý výrobek pro domácnost.Amatérským elektrotechnickým inženýrům nyní zbývá jediné – sestavovat stavebnice domácích stavebnic.

Máte co dodat, nebo máte nějaké dotazy ohledně sestavení a použití regulátorů pro větrný generátor? Můžete zanechat komentáře, ptát se a přidávat fotografie svých domácích produktů - kontaktní formulář je ve spodním bloku.