ההודעה מסבירה בקר עומס אלקטרוני פשוט או מעגל מושל המסדיר ומפקח באופן אוטומטי על מהירות הסיבוב של מערכת גנרטורים הידרו-חשמלית על ידי הוספה או ניכוי מערך עומסי דמה. הנוהל מבטיח פלט מתח ותדרים מיוצב עבור המשתמש. את הרעיון ביקש מר אפונסו

מפרט טכני:

תודה על התשובה ויצאתי מהארץ שבועיים. תודה על המידע ומעגל הטיימר עובד טוב מאוד עכשיו.
מקרה II, אני זקוק לבקר עומסים אלקטרוני (ELC) תחנת הכוח ההידרו שלי היא 5 קילוואט 220 וולט חד פעמי ו 50 הרץ וצריכה לשלוט בהספק עודף באמצעות ELC. אנא תן מעגל אמין לדרישה שלי
שוב

העיצוב

אם אתה מאותם אנשים ברי מזל שיש להם נחל זורם חופשי, נחל נחל או אפילו נפילת מים פעילים ליד החצר האחורית שלך, אתה יכול מאוד לחשוב להמיר אותו לחשמל בחינם פשוט על ידי התקנת מחולל הידרו מיני בדרך של זרימת מים וגישה לחשמל בחינם לכל החיים.

עם זאת הבעיה העיקרית במערכות כאלה היא מהירות הגנרטור אשר משפיעה ישירות על מפרט המתח והתדר שלו.

כאן, מהירות הסיבוב של הגנרטור תלויה בשני גורמים, כוח זרימת המים והעומס המחובר לגנרטור. אם כל אלה משתנים, גם מהירות הגנרטור משתנה וגורמת לירידה או עלייה מקבילים במתח המוצא ובתדירות שלו.

כפי שכולנו יודעים כי עבור מכשירים רבים כגון מקררים, זרם חילופין, מנועים, מכונות קידוח וכו 'מתח ותדירות יכולים להיות מכריעים ויכולים להיות קשורים ישירות ליעילותם, ולכן לא ניתן להקל ראש בכל שינוי בפרמטרים אלה.

על מנת להתמודד עם המצב הנ'ל כך שהמתח והתדר יישמרו במגבלות נסבלות, בדרך כלל מועסק בקר ELC או בקר עומסים אלקטרוני עם כל מערכות ההידרו-כוח.

מאחר ובקרת זרימת מים אינה יכולה להיות אפשרות ברת ביצוע, בקרת העומס באופן מחושב הופכת למוצא היחיד לנושא הנדון לעיל.

זה למעשה פשוט למדי, זה הכל על שימוש במעגל המנטר את מתח הגנרטור ומפעיל או מכבה כמה עומסי דמה שבתורם שולטים ומפצים על העלייה או הירידה במהירות הגנרטור.

שני מעגלי בקר עומסים אלקטרוניים פשוטים (ELC) נדונים להלן (שתוכננו על ידי), אותם ניתן לבנות בקלות בבית ולהשתמש בהם להסדרה המוצעת של כל תחנת כוח מיני הידרו. בואו ללמוד את הפעולות שלהם עם הנקודות הבאות:

מעגל ELC באמצעות IC LM3915

המעגל הראשון המשתמש בכמה ICs מדורגים LM3914 או LM3915 מוגדרים בעצם כמעגל נהג גלאי מתח 20 צעדים.

קלט משתנה בין 0 ל -2.5 וולט DC בסיכה מספר 5 שלו מייצר תגובה רציפה שווה ערך על פני 20 היציאות של שני ה- IC, החל מ- LED מספר 1 ל- LED # 20, כלומר ב- 0.125V, הנורית הראשונה נדלקת. בעוד שכניסת הקלט מגיעה ל -2.5 וולט, נורית הנורית ה -20 נדלקת (כל נוריות הנורה דולקות).

כל מה שביניהם גורם להחלפת תפוקות ה- LED הביניים המתאימות.

נניח שהגנרטור יהיה עם מפרט 220V / 50Hz, פירושו שהורדת מהירותו תביא להורדת המתח שצוין, כמו גם את התדר, ולהיפך.

במעגל ה- ELC הראשון המוצע, אנו מצמצמים את ה -220 וולט לזרם הפוטנציאל הנמוך הנדרש באמצעות רשת מחלקי נגדים ופין הזנה מספר 5 של ה- IC כך ש -10 הנוריות הראשונות (נורית מס '1 ושאר הנקודות הכחולות) פשוט נדלקות.

כעת פינות LED אלה (מ- LED 2 ל- LED # 20) מחוברות גם עם עומסי דמה בודדים באמצעות נהגי מוספט בודדים, בנוסף לעומס הביתי.

העומסים השימושיים המקומיים מחוברים באמצעות ממסר על פלט LED מס '1.

במצב הנ'ל הוא מבטיח כי ב -220 וולט בזמן שכל העומסים הביתיים נמצאים בשימוש, גם 9 עומסי דמה נוספים מאירים, ומפצים כדי לייצר את 220 וולט @ 50 הרץ.

כעת נניח שמהירות הגנרטור נוטה לעלות מעל לסימן ה -220 וולט, הדבר ישפיע על סיכה מס '5 של ה- IC אשר באופן דומה תעביר את נוריות הנורה המסומנות בנקודות אדומות (מנורת LED 11 ומעלה).

כאשר נוריות LED אלה מופעלות, עומסי הדמה המתאימים מתווספים למערכה ובכך סוחטים את מהירות הגנרטור כך שהוא יוחזר למפרט הרגיל שלו, מכיוון שזה קורה עומסי הדמה שוב כבויים ברצף האחורי, זה נמשך התאמה עצמית כך שמהירות המנוע לעולם אינה עולה על הדירוגים הרגילים.

לאחר מכן, נניח שמהירות המנוע נוטה לירידה עקב עוצמת זרימת המים הנמוכה יותר, נוריות LED המסומנות בכחול מתחילות לכבות ברצף (החל מ- LED מס '10 ומטה), הדבר מפחית את עומסי הדמה ומציל את המנוע מעומס עודף ובכך משחזר מהירותו לעבר הנקודה המקורית, תוך כדי כך העומסים נוטים להפעיל / לכבות ברצף על מנת לשמור על המהירות המומלצת המדויקת של מנוע הגנרטור.

ניתן לבחור בעומסי הדמה לפי העדפת המשתמש, ומפרט מותנה. תוספת של 200 וואט על כל פלט LED תהיה כנראה הטובה ביותר.

עומסי הדמה חייבים להיות בעלי התנגדות באופיים, כגון 200 מנורות ליבון או סלילי תנור.

תרשים מעגל

מעגל ELC באמצעות PWM

האפשרות השנייה היא די מעניינת ופשוטה עוד יותר. כפי שניתן לראות בתרשים הנתון, כמה 555 IC משמשים כמחולל PWM המשנה את מנת הסימן / שטח שלו בתגובה לרמת המתח המשתנה בהתאמה המוזנת בסיכה מספר 5 של IC2.

“ספק כוח ללא שנאי ”

עומס דמה של הספק וואט גבוה מחושב היטב מחובר עם שלב בקר mosfet יחיד בסיכה מס '3 של IC # 2.

כפי שנדון בסעיף לעיל, גם כאן מוחל מתח DC מדגם נמוך יותר המתאים ל -220 וולט על סיכה מספר 5 של IC2 כך שתאורות עומסי הדמה יסתגלו עם העומסים הביתיים כדי להחזיק את תפוקת הגנרטור בטווח 220 וולט.

כעת נניח שמהירות הסיבוב של הגנרטור נעה לצד הגבוה יותר, תיצור עלייה שווה בפוטנציאל בסיכה מס '5 של IC2, אשר בתורו יוליד יחס סימן גבוה יותר למוספט, ויאפשר לו להעביר יותר זרם לעומס. .

עם עליית זרם העומס, המנוע יתקשה לסובב ובכך התיישב במהירות המהירה המקורית שלו.

בדיוק ההפך קורה כאשר המהירות נוטה להיסחף לעבר רמות נמוכות יותר, כאשר עומס הדמה נחלש על מנת להעלות את מהירות המנוע למפרט הרגיל שלו.

'משיכת-מלחמה' מתמדת נמשכת כך שמהירות המנוע לעולם לא תעבור יותר מדי מהמפרט הנדרש.

ניתן להשתמש במעגלי ה- ELC הנ'ל עם כל סוגי מערכות המיקרו הידרו, מערכות טחנות מים וגם מערכות טחנות רוח.

בואו נראה כיצד נוכל להשתמש במעגל ELC דומה לוויסות המהירות והתדירות של יחידת גנרטור טחנת רוח. את הרעיון ביקש מר נילש פאטיל.

מפרט טכני

אני מעריץ גדול של המעגלים האלקטרוניים שלך ותחביב ליצור אותו. בעיקרון אני מאזור כפרי שבו 15 שעות מפסקת החשמל שאנחנו מתמודדים איתה מדי שנה

גם אם אני הולך לקנות מהפך שגם לא מחויב בגלל הפסקת חשמל.

יצרתי מחולל טחנות רוח (בעלות זולה מאוד) שיתמוך בהטענת סוללה של 12 וולט.

עבור אותו אני מחפש לקנות בקר טורבינה טעינת טחנת רוח יקר מדי.

אז מתוכנן ליצור משלנו אם יש עיצוב מתאים ממך

קיבולת גנרטור: 0 - 230 וולט מתח

קלט 0 - 230 וולט AC (משתנה תלוי במהירות הרוח)

פלט: 12 וולט DC (מספיק זרם הדופק).

עומס יתר / פריקה / טיפול בעומס דמה

אתה יכול בבקשה להציע או לעזור לי לפתח את זה ואת הרכיב והמחשב הנדרש ממך

אני אולי נדרש למעגל זהה להצליח פעם אחת.

העיצוב

ניתן ליישם את התכנון המבוקש לעיל פשוט על ידי שימוש בשנאי למטה ומווסת LM338 כפי שכבר דובר ברבים מההודעות שלי קודם.

תכנון המעגל שמוסבר להלן אינו רלוונטי לבקשה הנ'ל, אלא מתייחס לנושא מורכב בהרבה במצבים בהם נעשה שימוש בגנרטור טחנת רוח להפעלת עומסי זרם חילופין המוקצים למפרט תדר 50Hz או 60Hz.

איך עובד ELC

בקר עומסים אלקטרוני הוא מכשיר שמשחרר או חונק את מהירותו של מנוע מחולל חשמל משויך על ידי התאמת מיתוג של קבוצת עומסי דמה או זריקה המחוברים במקביל לעומסים הניתנים לשימוש.

הפעולות הנ'ל נעשות הכרחיות מכיוון שהגנרטור המודאג עשוי להיות מונע על ידי מקור לא סדיר ומשתנה כגון מים זורמים מנחל, נהר, מפל או דרך רוח.

מכיוון שהכוחות הנ'ל עשויים להשתנות באופן משמעותי בהתאם לפרמטרים הקשורים לגודלם, הגנרטור יכול גם להיאלץ להגדיל או להקטין את מהירותו בהתאם.

משמעותה של עליית מהירות היא עלייה במתח ובתדירות אשר בתורו עלולה להיחשף לעומסים המחוברים ולגרום לתופעות לא רצויות ולנזק לעומסים.

הוספת עומסי אשפה

על ידי הוספה או ניכוי עומסים חיצוניים (עומסי השלכה) על פני הגנרטור, ניתן להתמודד ביעילות עם אנרגיית המקור המאולץ כך שמהירות הגנרטור נשמרת בערך לרמות התדר והמתח שצוינו.

כבר דנתי במעגל בקר עומסים אלקטרוני פשוט ויעיל באחד מההודעות הקודמות שלי, הרעיון הנוכחי הוא בהשראתו והוא די דומה לתכנון זה.

האיור שלהלן מראה כיצד ניתן להגדיר את ה- ELC המוצע.

לב המעגל הוא ה- IC LM3915 שהוא בעצם מנהל התקן LED נקודה / בר המשמש להצגת וריאציות בכניסת המתח האנלוגית המוזנת באמצעות תאורות LED רצופות.

הפונקציה הנ'ל של ה- IC נוצלה כאן לצורך יישום פונקציות ה- ELC.

הגנרטור 220V יורד תחילה ל 12V DC דרך שנאי מדרגות ומשמש להפעלת המעגל האלקטרוני המורכב מ- IC LM3915 והרשת המשויכת אליו.

מתח מתוקן זה מוזן גם לסיכה מס '5 של ה- IC שהיא קלט החישה של ה- IC.

יצירת מתח חישה פרופורציונלי

אם אנו מניחים ש- 12 וולט מהשנאי יהיה פרופורציונלי עם 240 וולט מהגנרטור, משתמע שאם מתח הגנרטור יעלה ל -250 וולט יגדיל את ה 12 וולט מהשנאי באופן יחסי ל:

12 / x = 240/250

x = 12.5 וולט

באופן דומה אם מתח הגנרטור יורד ל -220 וולט היה מוריד באופן יחסי את מתח השנאי ל:

12 / x = 240/220
x = 11V

וכן הלאה.

החישובים שלעיל מראים בבירור כי הסל'ד, התדירות והמתח של הגנרטור הם מאוד לינאריים ויחסיים זה לזה.

בתכנון מעגל בקר העומס האלקטרוני המוצע להלן, המתח המתוקן המוזן לסיכה 5 של ה- IC מותאם כך שעם כל העומסים הניתנים לשימוש מופעלים, רק שלושה עומסי דמה: מנורה מס '1, מנורה מס' 2 ומנורה מס '3 מותר להישאר מופעל.

זה הופך להגדרה מבוקרת באופן סביר לבקר העומס, כמובן שניתן להגדיר את טווח וריאציות ההתאמה ולהתאים אותם לגדלים שונים בהתאם להעדפות המשתמשים ולמפרטים שלהם.

זה יכול להיעשות על ידי התאמה אקראית של ההגדרה המוקדמת הנתונה בסיכה מס '5 של ה- IC או על ידי שימוש בערכות עומסים שונות על פני 10 יציאות ה- IC.

הגדרת ה- ELC

כעת עם ההגדרה הנ'ל, נניח שהגנרטור פועל ב -240 וולט / 50 הרץ כאשר שלוש המנורות הראשונות ברצף ה- IC מופעלות, וגם כל העומסים (מכשירי החשמל) החיצוניים המופעלים.

במצב זה, אם כמה מהמכשירים כבויים היו מפיגים את הגנרטור מעומס כלשהו וגורמים לעלייה במהירותו, אולם העלייה במהירות תיצור גם עלייה יחסית במתח בסיכה מספר 5 של ה- IC.

פעולה זו תנחה את ה- IC להדליק את הפיצויים הבאים בסדר ובכך ההפעלה עשויה להיות מנורה # 4,5,6 וכן הלאה עד שמהירות הגנרטור נחנקת על מנת לשמור על המהירות והתדירות שהוקצו.

לעומת זאת, נניח שאם מהירות הגנרטור נוטה לזרוע עקב תנאי אנרגיה מקור משפילים, יניע את ה- IC לכבות את מנורת מס '1,2,3 אחת אחת או כמה מהם על מנת למנוע את ירידת המתח מתחת לסט. , מפרטים נכונים.

עומסי הדמה מסתיימים כולם ברצף באמצעות שלבי טרנזיסטור חיץ PNP ושלבי טרנזיסטור ההספק של NPN הבאים.

כל הטרנזיסטורים PNP הם 2N2907 ואילו NPN הם TIP152, אשר יכול להיות מוחלף N-mosfets כגון IRF840.

מכיוון שההתקנים שהוזכרו לעיל עובדים רק עם DC, תפוקת הגנרטור מומרת כ- DC באמצעות גשר דיודה 10 אמפר לצורך ההחלפה הנדרשת.

המנורות יכולות להיות בעלות דירוג של 200 וואט, 500 וואט או לפי העדפת המשתמש, ומפרט הגנרטור.

תרשים מעגל

עד כה למדנו מעגל בקר עומסים אלקטרוני יעיל תוך שימוש במושג מחליף עומס מרובה-דמה רציף, כאן אנו דנים בתכנון פשוט בהרבה של אותו שימוש באמצעות מושג דימר טריאקי ועם עומס יחיד.

מהו מתג דימר

מכשיר למתג דימר הוא משהו שכולנו מכירים ויכולים לראות אותם מותקנים בבתים, במשרדים, בחנויות, בקניונים וכו '.

מתג דימר הוא מכשיר אלקטרוני המופעל באמצעות חשמל, אשר יכול לשמש לשליטה בעומס צמוד כמו אורות ומאווררים פשוט על ידי שינוי התנגדות משתנה הקשורה הנקראת סיר.

השליטה נעשית בעצם על ידי טריאק שנאלץ לעבור בתדר עיכוב זמן המושרה כך שיישאר פועל רק במהלך חלק קטן ממחזורי ה- AC.

עיכוב מעבר זה עומד ביחס להתנגדות הסיר המותאמת ומשתנה ככל שהתנגדות הסיר מגוונת.

לפיכך אם התנגדות הסיר נעשית נמוכה, מותר לטריאק להתנהל לפרק זמן ארוך יותר על פני מחזורי הפאזה המאפשר לעבור יותר זרם דרך העומס, וזה בתורו מאפשר לעומס להפעיל עם יותר כוח.

לעומת זאת, אם עמידות הסיר מופחתת, הטריאק מוגבל להתנהלות פרופורציונאלית עבור קטע קטן בהרבה ממחזור השלב, מה שהופך את העומס לחלש יותר עם הפעלתו.

במעגל בקר העומס האלקטרוני המוצע מוחל אותו רעיון, אולם כאן מחליפים את הסיר במצמד אופטו המיוצר על ידי הסתרת מכלול LED / LDR בתוך מארז אטום אטום לאור.

באמצעות מתג דימר כ- ELC

הרעיון הוא די פשוט:

הנורית בתוך האופטו מונעת על ידי מתח ירד באופן פרופורציונלי שמקורו בפלט הגנרטור, כלומר בהירות ה- LED תלויה כעת בשינויים המתחיים של הגנרטור.

ההתנגדות האחראית להשפעה על הולכת הטריאק מוחלפת על ידי ה- LDR בתוך מכלול האופטו, כלומר רמות הבהירות של ה- LED הופכות כעת לאחראיות על התאמת רמות ההולכה של הטריאק.

בתחילה, מעגל ה- ELC מוחל עם מתח מהגנרטור שפועל במהירות של 20% יותר מהשיעור שצוין נכון.

עומס דמה מחושב באופן סביר מחובר בסדרה עם ה- ELC, ו- P1 מותאם כך שעומס הדמה מאיר מעט ומתאים את מהירות הגנרטור ותדר לרמה הנכונה בהתאם למפרט הנדרש.

זה מבוצע עם כל המכשירים החיצוניים במצב מופעל, שעשויים להיות קשורים לכוח הגנרטור.

היישום שלעיל מגדיר את הבקר בצורה אופטימלית להתמודדות עם אי התאמה שנוצרת במהירות המחולל.

עכשיו נניח שאם כמה ממכשירי החשמל ינותקו, הדבר ייצור לחץ נמוך על הגנרטור שיאלץ אותו להסתובב מהר יותר וליצור יותר חשמל.

עם זאת זה גם יאלץ את ה- LED בתוך האופטו לגדול בהיר באופן פרופורציונלי, מה שבתורו יפחית את התנגדות ה- LDR, ובכך יאלץ את הטריאק להוביל יותר ולנקז את המתח העודף דרך עומס הדמה באופן יחסי.

ניתן היה לראות בעומס הדמה שהוא ללא ספק מנורת ליבון זוהר יחסית יחסית במצב זה, מנקז את הכוח הנוסף שיוצר הגנרטור ומחזיר את מהירות הגנרטור לסל'ד המקורי שלו.