Схема контроллера воздуходувки с ШИМ для печей на биомассе

В статье подробно описывается схема ШИМ-регулятора скорости для системы нагнетания воздуха, которая будет использоваться в кухонных плитах на биомассе. Схема также включает в себя непрерывное автоматическое резервное питание от батареи со встроенной схемой автоматического зарядного устройства для конкретного применения. Идея была предложена г-ном Тушаром и Сиваранджани.

Технические характеристики

Спасибо за интерес и восторженный ответ. Чтобы дать вам представление, мы работаем над кухонными плитами на биомассе, которые являются заменой баллонов для сжиженного нефтяного газа и обычных дров. В основном приложение работает, нагнетая больше воздуха в систему сгорания кухонной плиты, обеспечивая более чистое сгорание и уменьшая загрязнение воздуха в помещении.

Чтобы обеспечить поступление большего количества воздуха в систему, эти кухонные плиты имеют
1) двигатель PMDC (Brush) - 12 В постоянного тока с частотой вращения 7000, 40 Вт, 0,53 А
2) Крыльчатка, установленная на валу двигателя для подачи воздуха через систему.
3) Герметичный свинцово-кислотный аккумулятор емкостью 7,2 А · ч обеспечивает резервное питание для работы системы.

Как упоминалось ранее, нам понадобится схема, в которой

1) ШИМ-регулятор скорости для двигателя 12 В постоянного тока, который, в свою очередь, регулирует количество воздуха, поступающего в систему.
2) Зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторов на 12 В
3) бестрансформаторный источник питания

Мы хотели бы поделиться опытом, с которым мы столкнулись до настоящего времени на схемах, и действительно не знали, как их решить.

1) Они подвергаются максимальному неправильному использованию поварами на кухне. Следовательно, необходима простая, но надежная система.
2) Сторона источника питания

а) Поскольку наш основной целевой регион находится в Тамил Наду, и у нас ужасный кризис энергоснабжения, переключение между понижающим энергоснабжением и питанием от батареи должно быть автоматическим и не должно вызывать колебаний рабочего напряжения.
б) Если аккумулятор не использовался более месяца, вся схема перестает работать

3) Сторона ШИМ

а) Точная регулировка скорости двигателя, чтобы ощущение использования было таким же, как у газовой плиты. Мы заметили, что после 16 часов непрерывной работы скорость двигателя не меняется. Пока не удалось определить причину.

4) Общие условия

а) поскольку этот контур будет работать рядом с печью и, несмотря на то, что он хорошо вентилируется и изолирован от тепла, сам контур значительно нагревается, и многие заявляют, что контур выходит из строя по этой причине.

Мы хотели бы предложить решение с вашим опытом, чтобы справиться с этими проблемами и помочь нам в нашем предприятии по обеспечению устойчивых средств к существованию.

Сообщите нам, есть ли у вас какие-либо вопросы и как мы можем решить эту проблему.

С уважением,
Сиваранджани

Дизайн

В соответствии с запросом, для печи для приготовления пищи на биомассе требуется вентилятор 12 В для нагнетания воздуха в камеру сгорания для достижения желаемых улучшенных результатов, это нагнетание воздуха должно быть регулируемым, что означает, что скорость вентилятора должна иметь возможность управления с помощью ручки управления ШИМ , который может использоваться пользователем для установки / выбора желаемой подачи воздуха и скорости сгорания.

Ниже показана новая схема управления скоростью вращения вентилятора с ШИМ 12 В с использованием пары микросхем IC 555.

Использование двух IC 555 для управления вентилятором PWM

IC1 используется для генерации прямоугольной волны частотой 80 Гц, которая подается на вывод 2 микросхемы IC2, расположенной как генератор ШИМ. IC2 генерирует переменный ШИМ на своем выводе 3, сначала преобразуя входной прямоугольный сигнал на выводе 2 в треугольные волны на C3, а затем сравнивая его с уровнем напряжения, приложенным к его выводу 5.

Напряжение на выводе 5, которое выбирается вручную или регулируется с помощью потенциометра, определяет рабочий цикл ШИМ, который, в свою очередь, соответственно определяет скорость подключенного вентилятора.

Переменное напряжение или регулируемый PWM горшок формируется P1 вместе с T2, установленным в режиме общего коллектора.

Вышеупомянутый контроллер скорости вращения вентилятора должен получать питание через систему бесперебойного питания от резервной ступени резервного питания от хорошо заряженной батареи.

Аккумулятор, в свою очередь, требует автоматической схемы зарядного устройства, чтобы он оставался готовым к обеспечению мгновенного бесперебойного питания вентилятора, обеспечивая плавную и непрерывную подачу к двигателю и подачу воздуха в печь для приготовления биомассы.

Использование схемы автоматического зарядного устройства на основе Opmap

Все эти условия выполняются на следующей принципиальной схеме, которая представляет собой схему автоматического зарядного устройства на базе операционных усилителей.

Схема зарядного устройства, показанная ниже, использует пару операционных усилителей для необходимого обнаружения и отключения при пороговых значениях полного заряда и низкого уровня заряда батареи.

Предустановка 10k, подключенная к выводу 3 левой 741 IC, установлена ​​так, что всякий раз, когда батарея достигает полного уровня заряда, выход IC просто становится высоким, деактивируя соответствующий TIP127, отключая напряжение зарядки для батареи.

Свечение светодиода указывает на состояние зарядки аккумулятора и наоборот.

Правый каскад IC 741 расположен для контроля состояния низкого напряжения батареи. Когда он достигает нижнего порога, вывод 2 ИС становится ниже, чем опорный вывод 3, что, в свою очередь, приводит к тому, что выходной сигнал ИС становится высоким, деактивируя подключенный TIP127.

Теперь нагрузка не может получать питание от батареи. Это пороговое значение устанавливается путем настройки предустановки 10k на выводе 2 микросхемы.

Здесь также базовый светодиод указывает на соответствующие ситуации, свечение указывает на низкий заряд батареи, а отключение указывает на то, что батарея выше нижнего порога.

Почему используются два диода

Два диода соединены с определенной целью, в то время как в сети присутствует напряжение 14 В от SMPS, которое немного выше, чем напряжение батареи, удерживает горизонтальный диод с обратным смещением и позволяет только напряжению SMPS достигать нагрузки или нагнетателя вентилятора по вертикали. Диод 1N5402.

В случае пропадания сетевого напряжения горизонтальный диод, подключенный к коллектору правой стороны TIP127, быстро смещается в прямом направлении, заменяя обесточенный источник питания SMPS аккумуляторным питанием, обеспечивая непрерывный поток питания на вентилятор.

Бестрансформаторный ИИП на 14 В можно было купить готовым на рынке или собрать лично. Несколько подходящих схем можно увидеть по следующим ссылкам:

МОП-транзистор, 12 В, 1 А

12 В SMPS с использованием микросхемы VIPer22A

12 В SMPS с использованием микросхемы миниатюрного переключателя TNY

Все вышеперечисленные модели необходимо будет настроить на своих выходных каскадах для получения необходимых 14 В.