Hur man gör en styrenhet för en vindgenerator med egna händer: enhet, driftprincip, monteringsschema

Den mekaniska konstruktionen av en vindgenerator i sin rena form är bara en del av ett komplett vindkraftverk. Ett fullt användbart system har förutom den mekaniska strukturen även ett antal elektroniska komponenter.

Till exempel krävs en styrenhet för en vindgenerator - en enhet funktionellt utformad för att stabilisera batteriladdningsparametrarna under driften av vindturbinen.

Låt oss ta reda på vilka funktioner enheten utför och tillhandahålla diagram för att montera styrenheten själv. Dessutom kommer vi att beskriva funktionerna i arbetet och tillrådligheten att köpa en kinesisk elektronisk enhet för en väderkvarn.

Vindgeneratorer och batteriladdningsregulatorer

Om det är fullt möjligt att göra en mekanisk väderkvarn själv, går det att göra en väderkvarn själv?

För att få en uppfattning om styrenheter för vindgeneratorer och framgångsrikt reproducera sådan utrustning med egna händer, kommer grundläggande information om dessa enheter inte att vara överflödig.

Styrenheten som betjänar batterier är i första hand utformad för att styra batteriladdningsprocessen. Detta är dess huvudfunktion, men den bör villkorligt delas upp i ett antal underfunktioner.

Till exempel övervakar en funktion laddningsströmmen och självurladdningsströmmen. En annan funktion implementerar åtgärder som syftar till att mäta temperatur och tryck. Den tredje är ansvarig för att kompensera för skillnaden i energiflöden när batteriet laddas samtidigt med strömförbrukningen av lasten.

Batteriladdningskontroll för en lågeffekts vindgenerator. Kontroll av vissa systemparametrar utförs via en inbyggd LCD-display

Industriellt tillverkade enheter är utrustade med full funktionalitet. Men detsamma kan inte sägas om amatördesigner. Enheter gjorda på basis av enkla kretslösningar hemma med dina egna händer är kontroller som är långt ifrån perfekta modeller.

Ändå fungerar de och låter dig arbeta ganska produktivt olika typer av vindkraftverk. Som regel implementerar hemmagjorda mönster bara en funktion - skydd mot överspänning och djupurladdning.

En av många varianter av styrenheter för vindkraftverk, tillverkade av dig själv. Sådana mönster kännetecknas av enkla tekniska lösningar och enkel installation.

Varför är införandet av en styrenhet i ett vindturbinsystem ett måste?

Eftersom i läget för energipåfyllning av batteriet utan att använda en styrenhet, bör obehagliga konsekvenser förväntas:

1. Försämring av batteristrukturen på grund av okontrollerade kemiska processer.
2. Okontrollerad tryckökning och elektrolyttemperatur.
3. Förlust av batteriladdningsegenskaper på grund av att den långvariga utskrivningen äger rum.

Laddningsregulatorn för en vindturbinkrets är vanligtvis gjord i form av en separat elektronisk modul. Denna modul är löstagbar och kopplas snabbt bort. Industriellt tillverkade enheter är nödvändigtvis utrustade med en indikation på lägen och tillstånd - ljus eller visuellt överförda genom en display.

I praktiken kan två typer av enheter användas: de som är inbyggda direkt i vindgeneratorhuset och de som är anslutna till batteriet.

Kretslösningar för DIY-montering

För hela tiden sedan den första uppträdde hemgjorda väderkvarnar antalet styrkretslösningar har ökat många gånger om. Många av kretsdesignerna är långt ifrån perfekta, men det finns några alternativ som du bör vara uppmärksam på.

För hushållsbruk är naturligtvis enkla system som kräver små ekonomiska investeringar, är effektiva och pålitliga relevanta.

Baserat på dessa krav kan du börja med en styrenhet för en vindgenerator, skapad på basis av bilreläregulatorer. Kretsen använder både reläer med negativ styrkontakt och reläer med positiv styrkontakt.

Detta alternativ lockar med ett litet antal delar och enkel installation. Du behöver bara ett relä, en effekttransistor (fälteffekt), ett motstånd.

Ett styrdiagram ritat av en viss elektronikingenjör med sina egna händer. Allt här är enkelt och tydligt utan onödiga ord. Egentligen, som i tillverkningsbarheten av själva lösningen. Minsta delar – maximala besparingar (+)

Kretsen kallas "ballast", eftersom den använder en extra belastning i form av en vanlig glödlampa. Således kommer listan över delar att fyllas på med ytterligare ett element - en lampa.

En 12-volts billampa (eller flera lampor) används, beroende på systemets kraft. Det är också tillåtet att använda en annan typ av belastningsmotstånd istället för detta element: ett kraftfullt motstånd, en elektrisk värmare, en fläkt etc.

Drift av "ballast"-kretsen med ett minus

Verkan hos en bilreläregulator är direkt relaterad till batteriets laddningsnivå. Om spänningen vid batteripolerna stiger över 14,2 volt, aktiveras reläet och öppnar effekttransistorns negativa krets.

I sin tur öppnas en övergång på transistorn som ansluter den direkta glödlampan till batteriet. Som ett resultat urladdas laddningsströmmen genom glödlampans glödtråd. När spänningen vid batteripolerna minskar, är processen omvänd. Detta säkerställer att en stabil batterispänningsnivå upprätthålls.

Hur fungerar en "ballast"-krets med plus?

En något moderniserad version av "ballast"-laddningsregulatorn för en väderkvarn är den andra kretsen på en reläregulator med en positiv kontrollkontakt. Till exempel är reläer från VAZ-bilar lämpliga.

Skillnaden från den tidigare kretsen är användningen av ett halvledarrelä, till exempel GTH6048ZA2 för en ström på 60A istället för en transistor. Fördelarna är uppenbara: kretsen ser ännu enklare ut och har samtidigt större tillförlitlighet och effektivitet.

En annan enkel kretsdesignlösning för montering av en batteriladdningsregulator för en vindgenerator. Kretsens effektivitet och tillförlitlighet ökas på grund av användningen av ett halvledarrelä (+)

Det speciella med denna enkla lösning är den direkta anslutning till terminaler vindkraftverk generator batteri. Laddningsregulatorns ledare är också "planterade" direkt på batterikontakterna.

I själva verket är båda dessa delar av systemet inte på något sätt kopplade till varandra.Spänning från vindgeneratorn tillförs batteriet konstant. När spänningen vid batteripolerna når 14,2 W kopplar halvledarreläet belastningen till återställning. På så sätt skyddas batteriet av enheten från överladdning.

Här kan inte bara en glödlampa fungera som en ballastlast. Det är fullt möjligt att ansluta vilken annan enhet som helst som är utformad för en ström på upp till 60 A. Till exempel en elektrisk rörformig värmare.

Vad som också är viktigt i denna krets är att halvledarreläets verkan kännetecknas av en jämnt ökande amplitud. I huvudsak är effekten av en professionellt tillverkad PWM-kontroller uppenbar.

En komplicerad version av styrkretsen

Om den tidigare versionen av kretsdesignen för batteriladdningsregulatorn bara liknar en PWM-enhet (pulsbreddsmodulering), här implementeras denna princip specifikt.

Denna styrkrets för en väderkvarn med en trefasgenerator har vissa svårigheter, eftersom den involverar användningen av mikrokretsar - i synnerhet operationsförstärkare på fälteffekttransistorer som en del av TL084-enheten.

Men på kretskortet ser allt inte lika komplicerat ut som på ett papper.

Kretslösning för att montera en styrenhet med dina egna händer, med hjälp av TL084 mikromontering. Funktionsprincipen är också byggd med hjälp av ett relä för att växla lägen, men det är möjligt att justera brytpunkterna (+)

Precis som i tidigare lösningar används ett relä som kopplingselement för ballastlasten. Reläet är designat för att fungera med ett 12-volts batteri, men om så önskas kan du välja en 24-watts modell.

Ballastmotståndet är gjort i form av ett kraftfullt motstånd (lindning på nikrom keramik).För att justera driftsspänningsområdet (11,5-18 W), använder kretsen variabla motstånd som ingår i styrkretsen för den mikroelektroniska enheten TL084.

Denna batteriladdningskontroll för vindkraftverk fungerar enligt följande. Trefasströmmen som tas emot från vindgeneratorn likriktas med effektdioder.

En konstant spänning genereras vid utgången av diodbryggan, som matas till kretsens ingång genom reläkontakter, en extra diod, ett batteri och sedan till in-kretsstabilisatorn (78L08) och till ingången på TL084 montering.

Det ögonblick då utlösaren växlar till ett av tillstånden bestäms av värdena för de variabla motstånden (Låg V och Hög V) för de nedre och övre spänningströskelvärdena.

Så länge det finns en spänning vid batteripolerna som inte överstiger 14,2 volt (uppfyller R High V-inställningen) utförs laddning. Så snart värdena ändras uppåt, levererar operationsförstärkaren TL084 en signal till transistorns bas, som styr reläet.

En gör-det-själv-produkt baserad på mikromonteringsschemat TL084. Allt är extremt enkelt, även istället för ett högkvalitativt kretskort valdes ett kort för ytmontering. Hemlagad design gör oss alltid glada med stunder som dessa.

Reläet är aktiverat, strömkretsen för kretsen är bruten och kortsluten till ballastmotståndet. Ballaståterställningen sker tills batteriet är urladdat, nära inställningsvärdet för lågt V variabelt motstånd.

När detta värde har uppnåtts, kopplar den andra operationsförstärkaren TL084 om kretsen till det omvända tillståndet. Så här fungerar regulatorn.

Kinesiskt elektroniskt alternativ

Att göra en vindgeneratorkontroller med dina egna händer är en prestigefylld fråga.Men med tanke på hastigheten på utvecklingen av elektronisk teknik förlorar innebörden av självmontering ofta sin relevans. Dessutom är de flesta av de föreslagna systemen redan föråldrade.

Det visar sig vara billigare att köpa en färdig produkt, tillverkad professionellt, med högkvalitativ installation, med hjälp av moderna elektroniska komponenter. Till exempel kan du köpa en lämplig enhet till en rimlig kostnad på Aliexpress.

Utbudet av erbjudanden på den kinesiska webbplatsen är imponerande. Styrenheter för vindgeneratorer för olika effektnivåer säljs till priser från 1000 rubel. Baserat på detta belopp, när det gäller att montera enheten med dina egna händer, är spelet helt klart inte värt ljuset.

Till exempel, bland förslagen från den kinesiska portalen finns en modell för en 600-watts väderkvarn. Enheten kostar 1070 rubel. Lämplig för användning med 12/24 volts batterier, driftström upp till 30 A.

En ganska anständig, kinesisktillverkad laddningsregulator designad för en 600-watts vindgenerator. En sådan enhet kan beställas från Kina och fås via post om ungefär en och en halv månad

Ett högkvalitativt allväderskontrollhus som mäter 100x90 mm är utrustat med en kraftfull kylare. Husets konstruktion uppfyller skyddsklass IP67. Externt temperaturområde från –35 till +75ºС. På höljet finns en ljus indikering av vindgeneratorns lägeslägen.

Frågan är, vad är poängen med att lägga tid och ansträngning på att montera en enkel struktur med egna händer, om det finns en verklig möjlighet att köpa något liknande och tekniskt seriöst?

Tja, om den här modellen inte räcker, har kineserna några riktigt coola alternativ. Bland de nyanlända fanns alltså en 2 kW-modell med en driftspänning på 96 volt.

Kinesisk produkt från den nya ankomstlistan. Ger batteriladdningskontroll, fungerar i kombination med en 2 kW vindgenerator. Accepterar inspänning upp till 96 volt

Det är sant att kostnaden för denna kontroller redan är fem gånger dyrare än den tidigare utvecklingen. Men återigen, om du jämför kostnaderna för att producera något liknande med dina egna händer, ser köpet ut som ett rationellt beslut.

Det enda som förvirrar oss med kinesiska produkter är att de tenderar att plötsligt sluta fungera i de mest olämpliga fallen. Därför måste den köpta enheten ofta förverkligas - naturligtvis med dina egna händer. Men det här är mycket enklare och enklare än att själv göra en laddningsregulator för en vindgenerator från grunden.

För älskare av hemgjorda produkter har vår webbplats en serie artiklar dedikerade till tillverkning av vindgeneratorer:

1. Gör-det-själv vindgenerator från en bilgenerator: vindkraftsmonteringsteknik och felanalys
2. Hur man bygger blad för en vindgenerator med egna händer: exempel på självtillverkade vindkraftverk
3. Gör-det-själv vindgenerator från en tvättmaskin: instruktioner för montering av en väderkvarn
4. Hur man beräknar en vindgenerator: formler + praktiskt exempel på beräkning

Slutsatser och användbar video om ämnet

Önskan att göra utrustning för hemmabruk med egna händer är ibland starkare än den enklare lösningen - att köpa en billig enhet. Se vad som kom ut av detta i videon:

När vi bedömer möjligheterna för att tillverka elektronik på egen hand, oavsett dess syfte, måste vi inse tanken att tiden för "hemgjord" närmar sig sitt slut.

Marknaden är övermättad med färdiga elektroniska enheter och modulära komponenter för nästan alla hushållsprodukter.Amatörelektronikingenjörer har nu bara en sak kvar att göra - att sätta ihop byggsatser för hem.

Har du något att tillägga, eller har du några frågor om montering och användning av styrenheter för en vindgenerator? Du kan lämna kommentarer, ställa frågor och lägga till bilder på dina hemgjorda produkter - kontaktformuläret finns i det nedre blocket.