純粋な形の風力発電機の機械設計は、本格的な風力発電設備の一部にすぎません。機械的な設計に加えて、完全に機能するシステムには多数の電子部品があります。
したがって、たとえば、風力発電機のコントローラーが必要です。風力タービンの運転中にバッテリーの充電パラメーターを安定させるように機能的に設計されたデバイスです。
デバイスが実行する機能を理解し、コントローラーの組み立て図を自分の手で示します。さらに、作業の特徴と風力タービン用に中国の電子ユニットを購入することの望ましさについて概説します。
風力発電機とバッテリー充電コントローラー
自分で機械風車を作ることが完全に可能なら、自分の手で風車コントローラーを作ることは可能でしょうか?
風力発電機のコントローラーについていくつかのアイデアを持ち、自分の手でそのような機器を正常に再現するには、これらのデバイスに関する基本的な情報は不必要ではありません。
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多くの家電製品に電力を供給するために、風力タービンを消費者に直接接続できます。ただし、この決定は不合理です。風力は制御できません。電流の供給を安定させるにはコントローラーが必要です
家庭でエネルギーコストを賄うために「グリーン」システムのセットが設置されている場合、ソーラーパネルと風力タービンの両方に役立つコントローラーを含む、共通の機器セットが使用されます
複雑な機器でのコントローラーの操作は、充電量のバラスト調整にあります。電圧を超えると電圧を制限し、落下時にシステムをABAに切り替えます
コントローラーはバッテリーの沸騰を防ぎ、装置を過熱や早期故障から保護します
自律発電所の運転を制御し、機器の状態を監視するために、電力計を回路に含めることをお勧めします
観光団地での発電
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バッテリーを提供するコントローラーは、主にバッテリーの充電プロセスを制御するように設計されています。これはその主な機能ですが、条件付きでいくつかのサブ機能に分割する必要があります。
たとえば、1つの機能が充電電流と自己放電電流を監視します。別の機能は、温度と圧力の測定を目的としたアクションを実装します。 3つ目は、バッテリーが負荷による電流消費と同時に充電されるときのエネルギーフローの差を補償する役割を果たします。
小型風力発電機のバッテリー充電コントローラー。一部のシステムパラメータの監視は、内蔵LCDを介して実行されます
工業用製造装置は、完全な機能を備えています。しかし、これはアマチュアのデザインには言えません。自分の手で自宅で最も簡単な回路ソリューションに基づいて作成されたデバイスは、完璧なモデルにはほど遠いコントローラーです。
それにもかかわらず、それらは機能し、非常に生産的に、さまざまなタイプの風力発電機を操作することができます。原則として、自作の構造では、1つの機能のみが実装されています-過電圧からの保護と深い放電からの保護。
風車用の多くの日曜大工コントローラーのバリエーションの1つ。このような設計は、シンプルな技術的ソリューションとインストールの最も簡単な実行によって区別されます
風車システムにコントローラーを導入する必要があるのはなぜですか?
コントローラーを使用しないバッテリー起動モードでは、不快な結果が予想されます。
- バッテリー構造の劣化 制御されていない化学プロセスによる。
- 制御されない圧力上昇 そして電解質の温度。
- バッテリーの充電特性の喪失 長期退院に関連して。
風力発電機のスキームのための充電コントローラは、原則として、別個の電子モジュールの形をしています。このモジュールは取り外し可能で、すぐに取り外しできます。産業用デバイスには、モードまたは状態の表示(光またはディスプレイを介して視覚的に透過)が必ず備わっています。
実際には、風力発電機のケースに直接組み込まれ、バッテリーに接続されている2種類のデバイスを使用できます。
DIY組み立てソリューション
最初の自家製風車が登場して以来ずっと、コントローラー用の回路ソリューションの数は何度も増えてきました。回路設計の多くは完全とは言えませんが、注意が必要なオプションもあります。
もちろん、国内での使用には、効果的で信頼性のある小規模な金融投資を必要とする単純なスキームが関連します。
これらの要件に基づいて、自動車のリレーコントローラーに基づいて作成された風力発電機のコントローラーから始めることができます。回路では、負の制御接点を持つリレーと正の制御接点を持つリレーの両方が適用可能です。
このオプションは、少数の部品と簡単な取り付けで魅力的です。 1つのリレー、1つのパワートランジスタ(フィールド)、1つの抵抗のみが必要です。
ある電子エンジニアが自分の手で描いたコントローラーの回路。ここにあるものはすべて、言葉もなくシンプルで明確です。実際には、技術的な決定自体のように。最小の詳細-最大の節約(+)
この方式は、従来の白熱電球の形で追加の負荷を使用するため、「バラスト」と呼ばれます。したがって、パーツのリストには別の要素-ランプが補充されます。
システムの電力に応じて、12ボルトの車のランプ(またはいくつかのランプ)が使用されます。また、この要素の代わりに、強力な抵抗器、電気ヒーター、ファンなど、異なるタイプの負荷抵抗を使用することもできます。
マイナスのある「バラスト」回路の仕事
自動車のリレーレギュレーターの動作は、バッテリーの充電レベルに直接関係しています。バッテリー端子の電圧が14.2ボルトを超えると、リレーが作動してパワートランジスタの負の回路を開きます。
次に、ジャンクションがトランジスタに開き、直接白熱灯をバッテリーに接続します。その結果、充電電流は白熱電球のフィラメントを通して放電されます。バッテリー端子の電圧が低下すると、逆のプロセスになります。これにより、安定したバッテリー電圧レベルが維持されます。
「バラスト」スキームとプラス
風力タービン用の「バラスト」充電コントローラーの少し近代化されたバージョンは、正の制御接点を持つリレーコントローラーの2番目の回路です。たとえば、VAZ車のリレーが適しています。
前の回路との違いは、トランジスタの代わりに、電流60AのGTH6048ZA2などのソリッドステートリレーを使用していることです。利点は明白です。回路はさらにシンプルに見えると同時に、信頼性と効率が向上します。
風力発電機のバッテリー充電コントローラーを組み立てるための別の簡単な回路設計。回路の効率と信頼性は、ソリッドステートリレー(+)の使用によって強化されています
このシンプルなソリューションの特徴は、風力タービン発電機のバッテリー端子への直接接続です。充電コントローラーの導体も、バッテリーの接点に直接「埋め込まれます」。
実際、回路のこれらの部分はどちらも相互接続されていません。風力発電機からの電圧は常にバッテリーに供給されています。バッテリー端子の電圧が14.2 Wに達すると、ソリッドステートリレーが負荷をリセットに接続します。したがって、バッテリーはデバイスによって過充電から保護されています。
ここでは、白熱灯だけがバラスト負荷として機能することはできません。最大60 Aの電流定格を持つ他のデバイスを接続することは十分に可能です。たとえば、電気管状ヒーターなどです。
この方式でより重要なのは、ソリッドステートリレーの動作がスムーズに増加する振幅を特徴とすることです。実際、専門的に製造されたPWMコントローラーの効果は明白です。
複雑なバージョンのコントローラー回路
バッテリー充電コントローラーの回路設計の以前のバージョンがPWMデバイス(パルス幅変調)にのみ似ている場合、ここではこの原理が具体的に実装されています。
三相発電機を備えた風力タービン用のこのコントローラー回路は、マイクロ回路、特にTL084アセンブリの一部として電界効果トランジスターを備えたオペアンプを使用するため、いくつかの困難が異なります。
ただし、回路基板では、すべてが紙のシートほど複雑には見えません。
TL084マイクロアセンブリを使用してコントローラを組み立てるための回路を自分で行います。動作原理もリレーを使用してモードを切り替えることで構築されていますが、カットオフポイント(+)を調整することが可能です
以前のソリューションと同様に、リレーはバラスト負荷のスイッチングエレメントとして使用されます。リレーは12ボルトのバッテリーで動作するように設計されていますが、必要に応じて、24ワットのモデルを選択できます。
バラストは強力な抵抗の形で作られています(セラミックニクロムに巻かれています)。動作電圧範囲(11.5-18 W)を調整するために、回路はTL084マイクロエレクトロニクスアセンブリ制御回路に含まれる可変抵抗器を使用します。
このような風車のバッテリー充電コントローラーは次のように動作します。風力発電機から受け取った三相電流は、パワーダイオードによって整流されます。
ダイオードブリッジの出力で定電圧が生成され、リレー接点、追加のダイオード、バッテリーを介して回路の入力に供給され、次に回路内安定器(78L08)とアセンブリTL084の入力に供給されます。
トリガーがいずれかの状態に切り替わる瞬間は、電圧の下限と上限の可変抵抗器(低Vおよび高V)の値によって決定されます。
バッテリー端子の電圧が14.2ボルト(R High Vの設定値を満たす)を超えない限り、充電が実行されます。値が増加の方向に変化するとすぐに、オペアンプTL084は信号をトランジスターのベースに送信し、トランジスターはリレーによって制御されます。
マイクロアッセンブリーTL084のスキームによる自作品。すべてが非常にシンプルで、高品質のプリント回路基板ではなく、ヒンジ取り付け用の基板が選択されています。手作りのデザインは常にそのような瞬間に喜びます。
リレーがトリガーされ、回路の電源回路が壊れてバラスト抵抗に近づきます。バラストリセットは、バッテリが低V可変抵抗器の設定の近くで放電されるまで行われます。
この値に達すると、2番目のオペアンプTL084回路が逆の状態に切り替わります。これがコントローラーの動作方法です。
中国の電子代替
日曜大工の風力発電機コントローラーを作ることは名誉ある仕事です。しかし、電子技術の開発のスピードを考えると、自己組織化の意味はしばしばその関連性を失います。さらに、提案されたスキームのほとんどはすでに廃止されています。
最新の電子部品を使用して、高品質の設置で専門的に製造された完成品を購入する方が安くなります。たとえば、Aliexpressでリーズナブルなコストで適切なデバイスを購入できます。
中国のサイトで提供される商品の範囲は印象的です。さまざまな電力レベルの風力発電機のコントローラーは、1000ルーブルの価格で販売されています。この金額に基づいて構築する場合、自分の手でデバイスを組み立てるという意味では、ゲームは明らかにキャンドルの価値がありません。
したがって、たとえば、中国のポータルのオファーには、600ワットの風力タービンのモデルがあります。 1070ルーブルの価値のあるデバイス。 30 Aまでの動作電流モードで、12/24ボルトのバッテリーでの作業に適しています。
600ワットの風力発電機用に設計された非常にまともな、中国設計の充電コントローラー。このようなデバイスは中国に注文して、約1か月半で郵送で受け取ることができます
100x90 mmの高品質全天候コントローラーケースには、強力な冷却ラジエーターが装備されています。ハウジングの設計は保護クラスIP67に準拠しています。外気温の範囲は-35から+75ºСです。風力発電機の状態モードのライト表示が本体に表示されます。
問題は、同様の技術的に深刻なものを購入する本当の機会がある場合、自分の手でシンプルなデザインを組み立てるのに時間と労力を費やす理由は何ですか?
まあ、このモデルが十分でない場合、中国人は非常にクールなオプションを持っています。そのため、新製品の中で、動作電圧が96ボルトの2 kWモデルが注目されました。
新作入荷リストからの中国製品。 2 kW風力発電機と連動してバッテリー制御を提供します。最大96ボルトの入力に対応
確かに、このコントローラーのコストは以前の開発の5倍になっています。しかし、繰り返しになりますが、自分の手で同じようなものを生産するコストを測定すると、購入は合理的な決定のように見えます。
中国の製品を混乱させる唯一のことは、最も不適切なケースで突然動作を停止する傾向があることです。そのため、購入したデバイスは、多くの場合、自分の手で念頭に置く必要があります。しかし、これは風力発電機用の電荷発生器を自分の手でゼロから作成するよりもはるかに簡単でシンプルです。
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- 風力発電機用の日曜大工のブレードを構築する方法:風力タービン用の自作ブレードの例
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家庭用の自家製機器を作りたいという欲求は、単純な解決策よりも強い場合があります。安価なデバイスを購入することです。これから何が起こったのか、ビデオを見てください:
自分で電子機器を製造する見通しを評価すると、その目的に関係なく、「自家製」の時代が終わりつつあるという考えに遭遇しなければなりません。
市場は、ほとんどすべての家庭用製品の既製の電子デバイスとモジュール式コンポーネントで飽和状態です。アマチュアエレクトロニクス愛好家は、やるべきことを1つだけ残しています。
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