В сообщении объясняется простой электронный контроллер нагрузки или схема регулятора, которая автоматически регулирует и контролирует скорость вращения системы гидроэлектрического генератора путем добавления или вычитания массива фиктивных нагрузок. Процедура обеспечивает стабилизированное выходное напряжение и частоту для пользователя. Идею запросил г-н Апонсо.

Технические характеристики:

Спасибо за ответ, и я был за пределами страны на две недели. Спасибо за информацию, и схема таймера теперь работает очень хорошо.
Случай II, мне нужен электронный контроллер нагрузки (ELC) Моя гидроэлектростанция - 5 кВт однофазная, 220 В и 50 Гц, и мне нужно контролировать избыточную мощность с помощью ELC. Пожалуйста, дайте надежную схему для моего требования
Опять таки

Дизайн

Если вы один из тех счастливчиков, у которых есть свободный ручей, речной ручей или даже активный небольшой водопад возле вашего заднего двора, вы можете очень хорошо подумать о том, чтобы преобразовать его в бесплатное электричество, просто установив мини-гидрогенератор на пути поток воды и доступ к бесплатному электричеству на всю жизнь.

Однако основная проблема таких систем - это скорость генератора, которая напрямую влияет на его характеристики напряжения и частоты.

Здесь скорость вращения генератора зависит от двух факторов: мощности водяного потока и нагрузки, связанной с генератором. Если что-либо из этого изменится, скорость генератора тоже изменится, что приведет к эквивалентному уменьшению или увеличению его выходного напряжения и частоты.

Поскольку все мы знаем, что для многих устройств, таких как холодильники, кондиционеры, двигатели, сверлильные станки и т. Д., Напряжение и частота могут иметь решающее значение и могут быть напрямую связаны с их эффективностью, поэтому к любому изменению этих параметров нельзя относиться легкомысленно.

Чтобы справиться с вышеупомянутой ситуацией, чтобы напряжение и частота поддерживались в допустимых пределах, во всех гидроэнергетических системах обычно используется ELC или электронный контроллер нагрузки.

Поскольку управление потоком воды не может быть осуществимым вариантом, расчетное регулирование нагрузки становится единственным выходом из обсуждаемой выше проблемы.

На самом деле это довольно просто, все дело в использовании схемы, которая контролирует напряжение генератора и включает или выключает несколько фиктивных нагрузок, которые, в свою очередь, контролируют и компенсируют увеличение или уменьшение скорости генератора.

Ниже обсуждаются две простые схемы электронного контроллера нагрузки (ELC) (разработанные мной), которые можно легко построить дома и использовать для предлагаемого регулирования любой мини-ГЭС. Давайте изучим их действия по следующим пунктам:

Схема ELC с использованием микросхемы LM3915

Первая схема, которая использует пару каскадно включенных микросхем LM3914 или LM3915, в основном сконфигурирована как 20-ступенчатая схема драйвера детектора напряжения.

Входное напряжение от 0 до 2,5 В постоянного тока на его контакте № 5 создает эквивалентный последовательный отклик на 20 выходах двух ИС, начиная с светодиода № 1 и заканчивая светодиодом № 20, то есть при 0,125 В загорается первый светодиод. при достижении входного напряжения 2,5 В загорается 20-й светодиод (горят все светодиоды).

Все, что находится между ними, приводит к переключению соответствующих промежуточных выходов светодиодов.

Предположим, что генератор имеет характеристики 220 В / 50 Гц, это означает, что снижение его скорости приведет к снижению указанного напряжения, а также частоты, и наоборот.

В предлагаемой первой схеме ELC мы уменьшаем 220 В до необходимого низкого напряжения постоянного тока через резистивный делитель цепи и питаем вывод № 5 ИС так, чтобы первые 10 светодиодов (светодиод № 1 и остальные синие точки) просто горели.

Теперь эти выводы светодиодов (от светодиода №2 до светодиода №20) также подключаются к отдельным фиктивным нагрузкам через отдельные драйверы mosfet в дополнение к внутренней нагрузке.

Бытовые полезные нагрузки подключаются через реле к выходу светодиода №1.

В указанном выше состоянии он гарантирует, что при напряжении 220 В, когда все бытовые нагрузки задействованы, также загораются 9 дополнительных фиктивных нагрузок и компенсируются для выработки необходимого напряжения 220 В при 50 Гц.

Теперь предположим, что скорость генератора имеет тенденцию подниматься выше отметки 220 В, это повлияет на контакт № 5 ИС, который соответственно включит светодиоды, отмеченные красными точками (от светодиода № 11 и выше).

Когда эти светодиоды включаются, соответствующие фиктивные нагрузки добавляются в бой, тем самым снижая скорость генератора, так что он возвращается к своим нормальным характеристикам, когда это происходит, фиктивные нагрузки снова выключаются в обратной последовательности, это продолжается саморегулирующийся, так что скорость двигателя никогда не превышает нормальные значения.

Затем предположим, что скорость двигателя имеет тенденцию к снижению из-за более низкой мощности потока воды, светодиоды, отмеченные синим цветом, начинают последовательно отключаться (начиная с светодиода №10 и ниже), это снижает фиктивные нагрузки и, в свою очередь, освобождает двигатель от избыточной нагрузки, тем самым восстанавливая его скорость по направлению к исходной точке, в процессе нагрузки, как правило, включаются / выключаются последовательно, чтобы поддерживать точную рекомендованную скорость двигателя генератора.

Эквивалентные нагрузки могут быть выбраны в соответствии с предпочтениями пользователя и условными спецификациями. Увеличение мощности каждого светодиода на 200 Вт, вероятно, будет наиболее подходящим вариантом.

Эквивалентные нагрузки должны быть резистивными, например лампы накаливания мощностью 200 Вт или катушки нагревателя.

Принципиальная электрическая схема

Схема ELC с использованием ШИМ

Второй вариант весьма интересен и даже проще. Как видно на приведенной диаграмме, пара из 555 микросхем используется в качестве генератора ШИМ, который изменяет соотношение метка / пространство в ответ на соответственно изменяющийся уровень напряжения, подаваемого на вывод № 5 IC2.

“Что из перечисленного ниже не является автоматическим выключателем? ”

Хорошо рассчитанная фиктивная нагрузка высокой мощности подключена с помощью единственного каскада контроллера mosfet к выводу №3 микросхемы №2.

Как обсуждалось в предыдущем разделе, здесь также более низкое примерное напряжение постоянного тока, соответствующее 220 В, подается на вывод № 5 IC2, так что подсветка фиктивных нагрузок регулируется с бытовыми нагрузками, чтобы поддерживать выход генератора в диапазоне 220 В.

Теперь предположим, что частота вращения генератора смещается в сторону более высокого уровня, что приведет к эквивалентному повышению потенциала на выводе № 5 микросхемы IC2, что, в свою очередь, приведет к увеличению отношения метки к МОП-транзистору, что позволит ему проводить больший ток в нагрузку. .

С увеличением тока нагрузки двигателю будет труднее вращаться, поэтому он вернется к своей исходной скорости.

Совершенно противоположное происходит, когда скорость имеет тенденцию к снижению к более низким уровням, когда фиктивная нагрузка ослабляется, чтобы поднять скорость двигателя до его нормальных характеристик.

Постоянное «перетягивание каната» продолжается, так что скорость двигателя никогда не отклоняется слишком сильно от его требуемых характеристик.

Вышеупомянутые схемы ELC могут использоваться со всеми типами микрогидро-систем, систем водяных мельниц, а также систем ветряных мельниц.

Теперь давайте посмотрим, как мы можем использовать аналогичную схему ELC для регулирования скорости и частоты ветряного генератора. Идея была предложена г-ном Нилешем Патилом.

Технические характеристики

Я большой поклонник ваших электронных схем и хобби их создавать. В основном я из сельской местности, где проблема отключения электроэнергии на 15 часов, с которой мы сталкиваемся каждый год

Даже если я куплю инвертор, который также не заряжается из-за сбоя питания.

Я создал генератор ветряной мельницы (по очень низкой цене), который поддерживает зарядку аккумулятора 12 В.

Для того же я хочу купить контроллер заряда турбины ветряной мельницы, который слишком дорог.

Поэтому планируется создать наш собственный, если у вас есть подходящий дизайн

Мощность генератора: 0 - 230 В переменного тока

вход 0 - 230 В переменного тока (зависит от скорости ветра)

выход: 12 В постоянного тока (достаточный повышающий ток).

Перегрузка / разгрузка / работа с фиктивной нагрузкой

Не могли бы вы предложить или помочь мне разработать его и необходимые компоненты и печатную плату от вас?

Мне может потребоваться много одинаковых схем, когда-то это получится.

Дизайн

Запрошенная выше конструкция может быть реализована просто с помощью понижающего трансформатора и регулятора LM338, как уже обсуждалось во многих моих сообщениях ранее.

Схема, описанная ниже, не имеет отношения к вышеуказанному запросу, а скорее решает очень сложную проблему в ситуациях, когда ветряк-генератор используется для работы с нагрузками переменного тока, назначенными с частотными характеристиками сети 50 Гц или 60 Гц.

Как работает ELC

Электронный контроллер нагрузки - это устройство, которое освобождает или снижает скорость связанного с ним электродвигателя электрогенератора, регулируя переключение группы фиктивных или самосвальных нагрузок, подключенных параллельно фактическим используемым нагрузкам.

Вышеупомянутые операции становятся необходимыми, потому что соответствующий генератор может приводиться в действие нерегулярным, переменным источником, таким как текущая вода из ручья, реки, водопада или ветра.

Поскольку вышеуказанные силы могут значительно варьироваться в зависимости от связанных параметров, определяющих их величину, генератор также можно заставить соответственно увеличивать или уменьшать свою скорость.

Увеличение скорости означает увеличение напряжения и частоты, которые, в свою очередь, могут подвергаться воздействию подключенных нагрузок, вызывая нежелательные эффекты и повреждение нагрузок.

Добавление дампа

Добавляя или вычитая внешние нагрузки (сброс нагрузки) на генератор, его скорость может эффективно противодействовать энергии принудительного источника, так что скорость генератора поддерживается приблизительно на заданных уровнях частоты и напряжения.

Я уже обсуждал простую и эффективную схему электронного контроллера нагрузки в одном из своих предыдущих постов, настоящая идея вдохновлена ею и очень похожа на эту конструкцию.

На рисунке ниже показано, как можно настроить предлагаемый ELC.

Сердцем схемы является микросхема IC LM3915, которая в основном представляет собой драйвер светодиодов с точкой / полосой, используемый для отображения изменений подаваемого аналогового входного напряжения с помощью последовательного включения светодиодов.

Вышеупомянутая функция IC была использована здесь для реализации функций ELC.

Генератор 220 В сначала понижается до 12 В постоянного тока через понижающий трансформатор и используется для питания электронной схемы, состоящей из микросхемы LM3915 и связанной с ней сети.

Это выпрямленное напряжение также подается на контакт № 5 ИС, который является входом датчика ИС.

Создание пропорциональных чувствительных напряжений

Если мы предположим, что 12 В от трансформатора пропорционально 240 В от генератора, это означает, что если напряжение генератора возрастет до 250 В, это приведет к увеличению 12 В от трансформатора пропорционально:

12 / х = 240/250

х = 12,5 В

Аналогичным образом, если напряжение генератора упадет до 220 В, напряжение трансформатора пропорционально упадет до:

12 / х = 240/220
х = 11 В

и так далее.

Приведенные выше расчеты ясно показывают, что частота вращения, частота и напряжение генератора чрезвычайно линейны и пропорциональны друг другу.

В предлагаемой ниже схеме электронного контроллера нагрузки выпрямленное напряжение, подаваемое на вывод № 5 ИС, регулируется таким образом, что при включенных всех используемых нагрузках работают только три фиктивные нагрузки: лампа № 1, лампа № 2 и лампа № 3. разрешено оставаться включенным.

Это становится разумно управляемой установкой для контроллера нагрузки, конечно, диапазон изменений регулировки может быть установлен и отрегулирован до различных величин в зависимости от предпочтений и технических характеристик пользователя.

Это может быть сделано путем случайной настройки заданной предустановки на выводе №5 ИС или с помощью различных наборов нагрузок на 10 выходах ИС.

Настройка ELC

Теперь с вышеупомянутой настройкой предположим, что генератор работает при 240 В / 50 Гц с включенными первыми тремя лампами в последовательности IC, а также включенными всеми внешними полезными нагрузками (устройствами).

В этой ситуации, если несколько устройств отключены, это освободит генератор от некоторой нагрузки, что приведет к увеличению его скорости, однако увеличение скорости также приведет к пропорциональному увеличению напряжения на выводе № 5 ИС.

Это побудит ИС включить ее последующие выводы в том порядке, в котором включение может быть лампой №4,5,6 и так далее, пока скорость генератора не снизится, чтобы поддерживать желаемую назначенную скорость и частоту.

И наоборот, предположим, что если скорость генератора имеет тенденцию к снижению из-за ухудшения состояния источника энергии, это заставит ИС выключить лампу №1,2,3 один за другим или несколько из них, чтобы предотвратить падение напряжения ниже установленного. , правильные спецификации.

Все фиктивные нагрузки подключаются последовательно через каскады буферных транзисторов PNP и последующие каскады силовых транзисторов NPN.

Все транзисторы PNP - 2N2907, а NPN - TIP152, которые можно заменить на N-mosfet, например IRF840.

Поскольку вышеупомянутые устройства работают только с постоянным током, выходной сигнал генератора соответствующим образом преобразуется в постоянный ток через диодный мост на 10 ампер для требуемого переключения.

Лампы могут иметь номинальную мощность 200 Вт, 500 Вт или по желанию пользователя и спецификаций генератора.

Принципиальная электрическая схема

До сих пор мы изучили эффективную схему электронного контроллера нагрузки, используя концепцию последовательного переключения нескольких фиктивных нагрузок, здесь мы обсуждаем гораздо более простую конструкцию того же самого с использованием концепции симисторного диммера и с одной нагрузкой.

Что такое диммерный переключатель

Диммерные переключатели - это то, с чем мы все знакомы и можем видеть их установленными в наших домах, офисах, магазинах, торговых центрах и т. Д.

Диммерный переключатель - это электронное устройство, работающее от сети, которое может использоваться для управления подключенной нагрузкой, такой как освещение и вентиляторы, просто путем изменения соответствующего переменного сопротивления, называемого горшком.

Управление в основном осуществляется симистором, который вынужден переключаться с наведенной частотой задержки, так что он остается включенным только в течение части полупериодов переменного тока.

Эта задержка переключения пропорциональна отрегулированному сопротивлению потенциометра и изменяется при изменении сопротивления электролизера.

Таким образом, если сопротивление потенциометра становится низким, симистору позволяют проводить более длительный интервал времени по фазам, что позволяет большему току проходить через нагрузку, а это, в свою очередь, позволяет нагрузке активироваться с большей мощностью.

И наоборот, если сопротивление электролизера уменьшается, симистор ограничивается пропорциональным проводом на гораздо меньшем участке фазового цикла, делая нагрузку более слабой при его активации.

В предлагаемой схеме электронного контроллера нагрузки применена та же концепция, однако здесь горшок заменен оптопарой, выполненной путем скрытия сборки LED / LDR внутри светонепроницаемого герметичного корпуса.

Использование переключателя яркости в качестве ELC

На самом деле концепция довольно проста:

Светодиод внутри оптопара управляется пропорционально падающим напряжением на выходе генератора, что означает, что яркость светодиода теперь зависит от колебаний напряжения генератора.

Сопротивление, которое отвечает за влияние на проводимость симистора, заменяется LDR внутри оптоузла, что означает, что уровни яркости светодиода теперь становятся ответственными за регулировку уровней проводимости симистора.

Первоначально в цепь ELC подается напряжение от генератора, работающего на 20% большей скорости, чем его правильная заданная скорость.

Обоснованно рассчитанная фиктивная нагрузка присоединяется последовательно к ELC, а P1 регулируется таким образом, чтобы фиктивная нагрузка слегка подсвечивалась, и регулирует скорость и частоту генератора до правильного уровня в соответствии с требуемыми характеристиками.

Это выполняется, когда все внешние устройства находятся во включенном положении, что может быть связано с мощностью генератора.

Вышеупомянутая реализация настраивает контроллер оптимально для устранения любых несоответствий, возникающих в скорости генератора.

Теперь предположим, что если несколько приборов выключены, это создаст низкое давление на генератор, заставляя его вращаться быстрее и вырабатывать больше электроэнергии.

Однако это также заставит светодиод внутри оптопара стать пропорционально ярче, что, в свою очередь, уменьшит сопротивление LDR, тем самым заставив симистор проводить больше и пропорционально отводить избыточное напряжение через фиктивную нагрузку.

Эквивалент нагрузки, которая, очевидно, представляет собой лампу накаливания, в этой ситуации может светиться относительно ярче, потребляя дополнительную мощность, генерируемую генератором, и восстанавливая скорость генератора до исходных оборотов.