Πώς να φτιάξετε έναν ελεγκτή για μια ανεμογεννήτρια με τα χέρια σας: συσκευή, αρχή λειτουργίας, διάγραμμα συναρμολόγησης

Ο μηχανικός σχεδιασμός μιας ανεμογεννήτριας στην καθαρή της μορφή είναι μόνο μέρος ενός πλήρους αιολικού σταθμού. Ένα πλήρως χρησιμοποιήσιμο σύστημα, εκτός από τη μηχανική δομή, διαθέτει και μια σειρά ηλεκτρονικών εξαρτημάτων.

Για παράδειγμα, απαιτείται ένας ελεγκτής για μια ανεμογεννήτρια - μια συσκευή λειτουργικά σχεδιασμένη για να σταθεροποιεί τις παραμέτρους φόρτισης της μπαταρίας κατά τη λειτουργία της ανεμογεννήτριας.

Ας μάθουμε ποιες λειτουργίες εκτελεί η συσκευή και ας παρέχουμε διαγράμματα για τη συναρμολόγηση του ελεγκτή μόνοι σας. Επιπλέον, θα περιγράψουμε τα χαρακτηριστικά της εργασίας και τη σκοπιμότητα αγοράς μιας κινεζικής ηλεκτρονικής μονάδας για έναν ανεμόμυλο.

Ανεμογεννήτριες και ελεγκτές φόρτισης μπαταρίας

Εάν είναι πολύ δυνατό να φτιάξετε μόνοι σας έναν μηχανικό ανεμόμυλο, είναι δυνατόν να φτιάξετε μόνοι σας έναν ελεγκτή ανεμόμυλου;

Για να έχετε κάποια ιδέα σχετικά με τους ελεγκτές ανεμογεννητριών και να αναπαράγετε με επιτυχία τέτοιο εξοπλισμό με τα χέρια σας, οι βασικές πληροφορίες σχετικά με αυτές τις συσκευές δεν θα είναι περιττές.

Ο ελεγκτής που εξυπηρετεί τις μπαταρίες έχει σχεδιαστεί κυρίως για να ελέγχει τη διαδικασία φόρτισης της μπαταρίας. Αυτή είναι η κύρια λειτουργία του, αλλά θα πρέπει να χωριστεί υπό όρους σε έναν αριθμό υπολειτουργιών.

Για παράδειγμα, μια λειτουργία παρακολουθεί το ρεύμα φόρτισης και το ρεύμα αυτοεκφόρτισης. Μια άλλη λειτουργικότητα υλοποιεί ενέργειες που στοχεύουν στη μέτρηση της θερμοκρασίας και της πίεσης. Το τρίτο είναι υπεύθυνο για την αντιστάθμιση της διαφοράς στις ροές ενέργειας όταν η μπαταρία φορτίζεται ταυτόχρονα με την κατανάλωση ρεύματος από το φορτίο.

Ελεγκτής φόρτισης μπαταρίας για ανεμογεννήτρια χαμηλής ισχύος. Ο έλεγχος ορισμένων παραμέτρων του συστήματος πραγματοποιείται μέσω μιας ενσωματωμένης οθόνης LCD

Οι βιομηχανικά κατασκευασμένες συσκευές είναι εξοπλισμένες με πλήρη λειτουργικότητα. Αλλά το ίδιο δεν μπορεί να ειπωθεί για τα ερασιτεχνικά σχέδια. Οι συσκευές που κατασκευάζονται με βάση απλές λύσεις κυκλώματος στο σπίτι με τα χέρια σας είναι ελεγκτές που απέχουν πολύ από τα τέλεια μοντέλα.

Ωστόσο, λειτουργούν και σας επιτρέπουν να λειτουργείτε αρκετά παραγωγικά διαφορετικών τύπων ανεμογεννήτριες. Κατά κανόνα, τα σπιτικά σχέδια εφαρμόζουν μόνο μία λειτουργία - προστασία από υπέρταση και βαθιά εκφόρτιση.

Μία από τις πολλές παραλλαγές ελεγκτών για ανεμογεννήτριες, κατασκευασμένη από εσάς. Τέτοια σχέδια διακρίνονται από απλές τεχνικές λύσεις και απλή εγκατάσταση.

Γιατί είναι απαραίτητη η εισαγωγή ενός ελεγκτή σε ένα σύστημα ανεμογεννητριών;

Επειδή στη λειτουργία αναπλήρωσης ενέργειας της μπαταρίας χωρίς χρήση ελεγκτή, θα πρέπει να αναμένονται δυσάρεστες συνέπειες:

1. Υποβάθμιση της δομής της μπαταρίας λόγω ανεξέλεγκτων χημικών διεργασιών.
2. Ανεξέλεγκτη αύξηση της πίεσης και θερμοκρασία ηλεκτρολύτη.
3. Απώλεια ιδιοτήτων φόρτισης μπαταρίας λόγω της μακροχρόνιας απόρριψης που λαμβάνει χώρα.

Ο ελεγκτής φόρτισης για ένα κύκλωμα ανεμογεννήτριας κατασκευάζεται συνήθως με τη μορφή ξεχωριστής ηλεκτρονικής μονάδας. Αυτή η μονάδα είναι αφαιρούμενη και αποσυνδέεται γρήγορα. Οι βιομηχανικά κατασκευασμένες συσκευές είναι απαραίτητα εξοπλισμένες με ένδειξη τρόπων λειτουργίας και καταστάσεων - φως ή οπτικά μεταδιδόμενο μέσω οθόνης.

Στην πράξη, μπορούν να χρησιμοποιηθούν δύο τύποι συσκευών: αυτές που είναι ενσωματωμένες απευθείας στο περίβλημα της ανεμογεννήτριας και αυτές που συνδέονται με την μπαταρία.

Λύσεις κυκλωμάτων για συναρμολόγηση DIY

Για όλο το διάστημα από την εμφάνιση του πρώτου σπιτικοί ανεμόμυλοι ο αριθμός των λύσεων κυκλώματος ελεγκτή έχει αυξηθεί πολλές φορές. Πολλά από τα σχέδια κυκλωμάτων απέχουν πολύ από το να είναι τέλεια, αλλά υπάρχουν ορισμένες επιλογές που πρέπει να δώσετε προσοχή.

Για οικιακή χρήση, φυσικά, απλά προγράμματα που απαιτούν λίγες οικονομικές επενδύσεις, είναι αποτελεσματικά και αξιόπιστα είναι σχετικά.

Με βάση αυτές τις απαιτήσεις, μπορείτε να ξεκινήσετε με έναν ελεγκτή για μια ανεμογεννήτρια, που δημιουργήθηκε με βάση τους ρυθμιστές ρελέ αυτοκινήτου. Το κύκλωμα χρησιμοποιεί τόσο ρελέ με επαφή αρνητικού ελέγχου όσο και ρελέ με επαφή θετικού ελέγχου.

Αυτή η επιλογή προσελκύει με μικρό αριθμό ανταλλακτικών και απλή εγκατάσταση. Χρειάζεστε μόνο ένα ρελέ, ένα τρανζίστορ ισχύος (φαινόμενο πεδίου), μια αντίσταση.

Ένα διάγραμμα ελεγκτή που σχεδιάστηκε από έναν συγκεκριμένο μηχανικό ηλεκτρονικών με τα χέρια του. Όλα εδώ είναι απλά και ξεκάθαρα χωρίς περιττά λόγια. Στην πραγματικότητα, όπως και στην ικανότητα κατασκευής της ίδιας της λύσης. Ελάχιστα εξαρτήματα – μέγιστη εξοικονόμηση (+)

Το κύκλωμα ονομάζεται "έρμα", καθώς χρησιμοποιεί ένα πρόσθετο φορτίο με τη μορφή ενός συνηθισμένου λαμπτήρα πυρακτώσεως. Έτσι, η λίστα των εξαρτημάτων θα αναπληρωθεί με ένα ακόμη στοιχείο - μια λάμπα.

Χρησιμοποιείται ένας λαμπτήρας αυτοκινήτου 12 volt (ή πολλοί λαμπτήρες), ανάλογα με την ισχύ του συστήματος. Επιτρέπεται επίσης η χρήση διαφορετικού τύπου αντίστασης φορτίου αντί αυτού του στοιχείου: ισχυρή αντίσταση, ηλεκτρική θερμάστρα, ανεμιστήρας κ.λπ.

Λειτουργία του κυκλώματος "έρματος" με μείον

Η δράση ενός ρυθμιστή ρελέ αυτοκινήτου σχετίζεται άμεσα με το επίπεδο φόρτισης της μπαταρίας. Εάν η τάση στους ακροδέκτες της μπαταρίας ανέβει πάνω από 14,2 βολτ, το ρελέ ενεργοποιείται και ανοίγει το αρνητικό κύκλωμα του τρανζίστορ ισχύος.

Με τη σειρά του, ανοίγει μια μετάβαση στο τρανζίστορ, συνδέοντας την άμεση λάμπα πυρακτώσεως με την μπαταρία. Ως αποτέλεσμα, το ρεύμα φόρτισης εκκενώνεται μέσω του νήματος της λάμπας πυρακτώσεως. Όταν η τάση στους ακροδέκτες της μπαταρίας μειώνεται, η διαδικασία αντιστρέφεται. Αυτό διασφαλίζει ότι διατηρείται ένα σταθερό επίπεδο τάσης μπαταρίας.

Πώς λειτουργεί ένα κύκλωμα «έρματος» με συν;

Μια ελαφρώς εκσυγχρονισμένη έκδοση του ελεγκτή φόρτισης «έρματος» για έναν ανεμόμυλο είναι το δεύτερο κύκλωμα σε έναν ρυθμιστή ρελέ με επαφή θετικού ελέγχου. Για παράδειγμα, τα ρελέ από αυτοκίνητα VAZ είναι κατάλληλα.

Η διαφορά από το προηγούμενο κύκλωμα είναι η χρήση ενός ρελέ στερεάς κατάστασης, για παράδειγμα, GTH6048ZA2 για ρεύμα 60Α αντί για τρανζίστορ. Τα πλεονεκτήματα είναι προφανή: το κύκλωμα φαίνεται ακόμα πιο απλό και ταυτόχρονα έχει μεγαλύτερη αξιοπιστία και αποτελεσματικότητα.

Μια άλλη απλή λύση σχεδιασμού κυκλώματος για τη συναρμολόγηση ενός ελεγκτή φόρτισης μπαταρίας ανεμογεννήτριας. Η απόδοση και η αξιοπιστία του κυκλώματος αυξάνεται λόγω της χρήσης ενός ρελέ στερεάς κατάστασης (+)

Η ιδιαιτερότητα αυτής της απλής λύσης είναι η άμεση σύνδεση με τερματικά μπαταρία γεννήτριας ανεμογεννήτριας. Οι αγωγοί του ελεγκτή φόρτισης «φυτεύονται» επίσης απευθείας στις επαφές της μπαταρίας.

Στην πραγματικότητα, και τα δύο αυτά μέρη του συστήματος δεν συνδέονται σε καμία περίπτωση μεταξύ τους.Η τάση από την ανεμογεννήτρια τροφοδοτείται συνεχώς στην μπαταρία. Όταν η τάση στους ακροδέκτες της μπαταρίας φτάσει τα 14,2 W, το ρελέ στερεάς κατάστασης συνδέει το φορτίο για επαναφορά. Με αυτόν τον τρόπο η μπαταρία προστατεύεται από τη συσκευή από υπερφόρτιση.

Εδώ, όχι μόνο ένας λαμπτήρας πυρακτώσεως μπορεί να λειτουργήσει ως φορτίο έρματος. Είναι πολύ πιθανό να συνδέσετε οποιαδήποτε άλλη συσκευή που έχει σχεδιαστεί για ρεύμα έως και 60 A. Για παράδειγμα, μια ηλεκτρική σωληνοειδής θέρμανση.

Αυτό που είναι επίσης σημαντικό σε αυτό το κύκλωμα είναι ότι η δράση του ρελέ στερεάς κατάστασης χαρακτηρίζεται από ένα ομαλά αυξανόμενο πλάτος. Ουσιαστικά, το αποτέλεσμα ενός επαγγελματικά κατασκευασμένου ελεγκτή PWM είναι εμφανές.

Μια περίπλοκη έκδοση του κυκλώματος ελεγκτή

Εάν η προηγούμενη έκδοση του σχεδίου κυκλώματος για τον ελεγκτή φόρτισης μπαταρίας μοιάζει μόνο με συσκευή PWM (διαμόρφωση πλάτους παλμού), εδώ αυτή η αρχή εφαρμόζεται ειδικά.

Αυτό το κύκλωμα ελεγκτή για έναν ανεμόμυλο με τριφασική γεννήτρια έχει κάποιες δυσκολίες, καθώς περιλαμβάνει τη χρήση μικροκυκλωμάτων - ειδικότερα, λειτουργικούς ενισχυτές σε τρανζίστορ φαινομένου πεδίου ως μέρος του συγκροτήματος TL084.

Ωστόσο, στην πλακέτα κυκλώματος όλα δεν φαίνονται τόσο περίπλοκα όσο σε ένα κομμάτι χαρτί.

Λύση κυκλώματος για τη συναρμολόγηση ενός ελεγκτή με τα χέρια σας, χρησιμοποιώντας το μικροσυγκρότημα TL084. Η αρχή λειτουργίας είναι επίσης κατασκευασμένη με χρήση ρελέ για εναλλαγή τρόπων λειτουργίας, αλλά είναι δυνατή η προσαρμογή των σημείων αποκοπής (+)

Όπως και στις προηγούμενες λύσεις, ένα ρελέ χρησιμοποιείται ως στοιχείο μεταγωγής για το φορτίο έρματος. Το ρελέ έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί με μπαταρία 12 βολτ, αλλά εάν θέλετε, μπορείτε να επιλέξετε ένα μοντέλο 24 βατ.

Η αντίσταση έρματος είναι κατασκευασμένη με τη μορφή ισχυρής αντίστασης (τύλιγμα σε κεραμικά nichrome).Για τη ρύθμιση του εύρους τάσης λειτουργίας (11,5-18 W), το κύκλωμα χρησιμοποιεί μεταβλητές αντιστάσεις που περιλαμβάνονται στο κύκλωμα ελέγχου του μικροηλεκτρονικού συγκροτήματος TL084.

Αυτός ο ελεγκτής φόρτισης μπαταρίας ανεμόμυλου λειτουργεί ως εξής. Το τριφασικό ρεύμα που λαμβάνεται από την ανεμογεννήτρια διορθώνεται με διόδους ισχύος.

Μια σταθερή τάση δημιουργείται στην έξοδο της γέφυρας διόδου, η οποία τροφοδοτείται στην είσοδο του κυκλώματος μέσω επαφών ρελέ, μιας πρόσθετης διόδου, μιας μπαταρίας και στη συνέχεια στον σταθεροποιητή εντός κυκλώματος (78L08) και στην είσοδο του Συναρμολόγηση TL084.

Η στιγμή που η σκανδάλη μεταβαίνει σε μία από τις καταστάσεις καθορίζεται από τις τιμές των μεταβλητών αντιστάσεων (Low V και High V) του κατώτερου και του ανώτερου ορίου τάσης.

Εφόσον υπάρχει τάση στους ακροδέκτες της μπαταρίας που δεν υπερβαίνει τα 14,2 volt (ανταποκρίνεται στη ρύθμιση R High V), εκτελείται φόρτιση. Μόλις οι τιμές αλλάξουν προς τα πάνω, ο λειτουργικός ενισχυτής TL084 παρέχει ένα σήμα στη βάση του τρανζίστορ, το οποίο ελέγχει το ρελέ.

Ένα προϊόν "φτιάξ' το μόνος σου" που βασίζεται στο σχέδιο μικροσυναρμολόγησης TL084. Όλα είναι εξαιρετικά απλά, ακόμη και αντί για μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος υψηλής ποιότητας, επιλέχθηκε μια πλακέτα για επιφανειακή τοποθέτηση. Τα σπιτικά σχέδια μας κάνουν πάντα χαρούμενους με τέτοιες στιγμές.

Το ρελέ ενεργοποιείται, το κύκλωμα ισχύος του κυκλώματος σπάει και βραχυκυκλώνεται στην αντίσταση έρματος. Η επαναφορά έρματος πραγματοποιείται μέχρι να αποφορτιστεί η μπαταρία, κοντά στην τιμή ρύθμισης της μεταβλητής αντίστασης Low V.

Μόλις επιτευχθεί αυτή η τιμή, ο δεύτερος λειτουργικός ενισχυτής TL084 αλλάζει το κύκλωμα στην αντίστροφη κατάσταση. Έτσι λειτουργεί ο ελεγκτής.

Κινεζική ηλεκτρονική εναλλακτική

Η κατασκευή ενός ελεγκτή ανεμογεννήτριας με τα χέρια σας είναι ένα θέμα κύρους.Αλλά δεδομένης της ταχύτητας ανάπτυξης των ηλεκτρονικών τεχνολογιών, η έννοια της αυτοσυναρμολόγησης συχνά χάνει τη σημασία της. Επιπλέον, τα περισσότερα από τα προτεινόμενα συστήματα είναι ήδη απαρχαιωμένα.

Αποδεικνύεται φθηνότερο να αγοράσετε ένα έτοιμο προϊόν, κατασκευασμένο επαγγελματικά, με εγκατάσταση υψηλής ποιότητας, χρησιμοποιώντας σύγχρονα ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Για παράδειγμα, μπορείτε να αγοράσετε μια κατάλληλη συσκευή με λογικό κόστος στο Aliexpress.

Η γκάμα των προσφορών στην κινεζική ιστοσελίδα είναι εντυπωσιακή. Οι ελεγκτές για ανεμογεννήτριες για διάφορα επίπεδα ισχύος πωλούνται σε τιμές που ξεκινούν από 1000 ρούβλια. Με βάση αυτό το ποσό, όσον αφορά τη συναρμολόγηση της συσκευής με τα χέρια σας, το παιχνίδι σαφώς δεν αξίζει το κερί.

Για παράδειγμα, μεταξύ των προτάσεων της κινεζικής πύλης υπάρχει ένα μοντέλο για έναν ανεμόμυλο 600 watt. Η συσκευή κοστίζει 1070 ρούβλια. Κατάλληλο για χρήση με μπαταρίες 12/24 volt, ρεύμα λειτουργίας έως 30 A.

Αρκετά αξιοπρεπής ελεγκτής φόρτισης κινεζικής κατασκευής, σχεδιασμένος για ανεμογεννήτρια 600 watt. Μια τέτοια συσκευή μπορεί να παραγγελθεί από την Κίνα και να παραληφθεί μέσω ταχυδρομείου σε περίπου ενάμιση μήνα

Ένα υψηλής ποιότητας περίβλημα ελεγκτή παντός καιρού, διαστάσεων 100x90 mm είναι εξοπλισμένο με ισχυρό ψυγείο ψύξης. Ο σχεδιασμός του περιβλήματος συμμορφώνεται με την κατηγορία προστασίας IP67. Εξωτερική περιοχή θερμοκρασίας από – 35 έως +75ºС. Στο περίβλημα υπάρχει μια φωτεινή ένδειξη των καταστάσεων λειτουργίας της ανεμογεννήτριας.

Το ερώτημα είναι, ποιο είναι το νόημα να ξοδεύετε χρόνο και προσπάθεια για τη συναρμολόγηση μιας απλής κατασκευής με τα χέρια σας, εάν υπάρχει πραγματική ευκαιρία να αγοράσετε κάτι παρόμοιο και τεχνικά σοβαρό;

Λοιπόν, αν αυτό το μοντέλο δεν είναι αρκετό, οι Κινέζοι έχουν μερικές πολύ καλές επιλογές. Έτσι, μεταξύ των νέων αφίξεων υπήρχε ένα μοντέλο 2 kW με τάση λειτουργίας 96 βολτ.

Κινέζικο προϊόν από τη νέα λίστα αφίξεων. Παρέχει έλεγχο φόρτισης μπαταρίας, σε συνδυασμό με ανεμογεννήτρια 2 kW. Δέχεται τάση εισόδου έως 96 βολτ

Είναι αλήθεια ότι το κόστος αυτού του ελεγκτή είναι ήδη πέντε φορές πιο ακριβό από την προηγούμενη ανάπτυξη. Αλλά και πάλι, αν συγκρίνετε το κόστος παραγωγής κάτι παρόμοιου με τα χέρια σας, η αγορά μοιάζει με μια λογική απόφαση.

Το μόνο πράγμα που μας μπερδεύει με τα κινέζικα προϊόντα είναι ότι τείνουν να σταματούν ξαφνικά να λειτουργούν στις πιο ακατάλληλες περιπτώσεις. Επομένως, η αγορασμένη συσκευή πρέπει συχνά να εκτελείται - φυσικά, με τα χέρια σας. Αλλά αυτό είναι πολύ πιο εύκολο και απλούστερο από το να φτιάξετε μόνοι σας έναν ελεγκτή φόρτισης ανεμογεννήτριας από την αρχή.

Για τους λάτρεις των σπιτικών προϊόντων, ο ιστότοπός μας διαθέτει μια σειρά άρθρων αφιερωμένη στην κατασκευή ανεμογεννητριών:

1. Φτιάξτο μόνος σου ανεμογεννήτρια από γεννήτρια αυτοκινήτου: τεχνολογία συναρμολόγησης ανεμογεννητριών και ανάλυση σφαλμάτων
2. Πώς να φτιάξετε πτερύγια για μια ανεμογεννήτρια με τα χέρια σας: παραδείγματα αυτοκατασκευασμένων πτερυγίων ανεμογεννητριών
3. Φτιάξτο μόνος σου ανεμογεννήτρια από πλυντήριο ρούχων: οδηγίες συναρμολόγησης ανεμόμυλου
4. Πώς να υπολογίσετε μια ανεμογεννήτρια: τύποι + πρακτικό παράδειγμα υπολογισμού

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Η επιθυμία να φτιάξετε εξοπλισμό για οικιακή χρήση με τα χέρια σας είναι μερικές φορές ισχυρότερη από την απλούστερη λύση - την αγορά μιας φθηνής συσκευής. Δείτε τι προέκυψε από αυτό στο βίντεο:

Αξιολογώντας τις προοπτικές για την κατασκευή ηλεκτρονικών μόνοι μας, ανεξάρτητα από τον σκοπό τους, πρέπει να αντιμετωπίσουμε την ιδέα ότι η εποχή του «σπιτικού» πλησιάζει στο τέλος της.

Η αγορά είναι υπερκορεσμένη με έτοιμες ηλεκτρονικές συσκευές και αρθρωτά εξαρτήματα για σχεδόν κάθε οικιακό προϊόν.Οι ερασιτέχνες μηχανικοί ηλεκτρονικών έχουν τώρα μόνο ένα πράγμα να κάνουν - να συναρμολογήσουν κιτ οικιακής κατασκευής.

Έχετε κάτι να προσθέσετε ή έχετε ερωτήσεις σχετικά με τη συναρμολόγηση και τη χρήση ελεγκτών για μια ανεμογεννήτρια; Μπορείτε να αφήσετε σχόλια, να κάνετε ερωτήσεις και να προσθέσετε φωτογραφίες των σπιτικών προϊόντων σας - η φόρμα επικοινωνίας βρίσκεται στο κάτω τμήμα.