Innlegget forklarer en enkel elektronisk lastkontroller eller regulatorkrets som automatisk regulerer og kontrollerer rotasjonshastigheten til et hydroelektrisk generatorsystem ved å legge til eller trekke fra en rekke dummybelastninger. Fremgangsmåten sikrer en stabilisert spenning og frekvensutgang for brukeren. Ideen ble bedt om av Mr. Aponso

Tekniske spesifikasjoner:

Takk for svaret, og jeg var utenfor landet i to uker. Takk for info og tidtakerkrets fungerer veldig bra nå.
Tilfelle II, jeg trenger elektronisk belastningskontroller (ELC). Vannkraftverket mitt er 5 kw enfaset 220V og 50Hz og trenger å kontrollere overflødig kraft ved hjelp av ELC. Vennligst gi pålitelig krets for mine krav
En gang til

Designet

Hvis du er en av de heldige menneskene som har en frittflytende bekk, elvestrøm eller til og med et aktivt lite vann faller nær hagen din, kan du tenke deg å konvertere den til gratis strøm ved å installere en mini-hydrogenerator i veien for vannstrøm, og få tilgang til gratis strøm for livet.

Imidlertid er hovedproblemet med slike systemer generatorens hastighet som direkte påvirker spennings- og frekvensspesifikasjonene.

Her avhenger generatorens rotasjonshastighet av to faktorer, kraften til vannstrømmen og belastningen som er forbundet med generatoren. Hvis noen av disse endrer seg, endres også generatorens hastighet og forårsaker en tilsvarende reduksjon eller økning i utgangsspenningen og frekvensen.

Som vi alle vet at for mange apparater er som kjøleskap, vekselstrøm, motorer, boremaskiner osv. Kan spenning og frekvens være avgjørende og kan være direkte relatert til effektiviteten, og derfor kan ikke enhver endring i disse parametrene tas lett.

For å takle den ovennevnte situasjonen slik at spenningen og frekvensen begge holdes innenfor tålelige grenser, brukes vanligvis en ELC eller elektronisk lastkontroll med alle vannkraftsystemer.

Siden kontroll av vannstrømning ikke kan være et gjennomførbart alternativ, blir kontroll av belastning på en beregnet måte den eneste veien ut for det ovenfor diskuterte problemet.

Dette er faktisk ganske greit, det handler om å bruke en krets som overvåker spenningen til generatoren og slår på eller av noen få dummybelastninger som igjen styrer og kompenserer for økningen eller reduksjonen i generatorens hastighet.

To enkle elektroniske lastekontroller (ELC) kretser er diskutert nedenfor (designet av meg), som enkelt kan bygges hjemme og brukes til den foreslåtte reguleringen av et hvilket som helst mini vannkraftverk. La oss lære deres operasjoner med følgende punkter:

ELC-krets ved bruk av IC LM3915

Den første kretsen som bruker et par kaskade LM3914 eller LM3915 IC-er, er i utgangspunktet konfigurert som en 20-trinns spenningsdetektor-driverkrets.

En varierende 0 til 2,5 V DC-inngang på pin # 5 gir en ekvivalent sekvensiell respons på tvers av de 20 utgangene til de to IC-ene, fra LED nr. 1 til LED nr. 20, noe som betyr ved 0,125 V, den første LED-lampen lyser. mens inngangen når 2,5 V, lyser den 20. lysdioden (alle lysdiodene lyser).

Alt imellom resulterer i veksling av de tilsvarende mellomliggende LED-utgangene.

La oss anta at generatoren er med 220V / 50Hz spesifikasjoner, betyr at senking av hastigheten vil føre til senking av den spesifiserte spenningen så vel som frekvensen, og omvendt.

I den foreslåtte første ELC-kretsen reduserer vi 220V til ønsket lavpotensial DC via et motstandsdelernettverk og matestift nr. 5 på IC, slik at de første 10 lysdiodene (LED # 1 og resten av de blå punktene) bare lyser.

Nå er disse LED-pinouts (fra LED # 2 til LED # 20) også festet med individuelle dummybelastninger via individuelle mosfetdrivere, i tillegg til husholdningsbelastningen.

De innenlandske nyttige belastningene er koblet til via et relé på LED # 1-utgangen.

I den ovennevnte tilstanden forsikrer den at ved 220V mens alle husholdningsbelastningene er i bruk, lyser også 9 ekstra dummybelastninger og kompenserer for å produsere den nødvendige 220V @ 50Hz.

Anta nå at generatorens hastighet har en tendens til å stige over 220V-merket, dette vil påvirke pinne nr. 5 på IC, som tilsvarende vil bytte LED-lampene merket med røde prikker (fra LED # 11 og oppover).

Når disse lysdiodene slås PÅ, blir de tilsvarende dummybelastningene lagt til striden, og derved klemmer generatorens hastighet slik at den blir gjenopprettet til sine normale spesifikasjoner, da dette skjer, blir dummybelastningene igjen slått AV i baksekvens, dette fortsetter selvjusterende slik at motorens hastighet aldri overstiger de normale klassifiseringene.

Anta at motorhastigheten har en tendens til å synke på grunn av lavere vannføringseffekt, lysdioder merket med blått begynner å slå av sekvensielt (starter fra LED # 10 og nedover), dette reduserer dummybelastningen og avlaster i sin tur motoren fra overflødig belastning og gjenoppretter hastighet mot det opprinnelige punktet, i prosessen slår lastene seg ofte PÅ / AV for å opprettholde den nøyaktige anbefalte hastigheten til generatormotoren.

Dummy-belastningene kan velges i henhold til brukerens preferanse og betingede spesifikasjoner. En økning på 200 watt på hver LED-utgang vil trolig være mest gunstig.

Dummybelastningene må være motstandsdyktige, for eksempel 200 watt glødelamper eller varmeovner.

Kretsdiagram

ELC-krets ved bruk av PWM

Det andre alternativet er ganske veldig interessant og enda enklere. Som det kan sees i det gitte diagrammet, brukes et par 555 ICer som en PWM-generator som endrer sitt merke / romrasjon som svar på det tilsvarende varierende spenningsnivået som mates på pin 5 av IC2.

“hvordan finne maksimal effekt i en krets ”

En godt beregnet dummy-belastning med høyt wattstyrke er festet med en eneste mosfet-kontroller på pin nr. 3 på IC # 2.

Som diskutert i det ovennevnte avsnitt, påføres også her en lavere prøve DC-spenning tilsvarende 220V på pinne nr. 5 i IC2 slik at dummybelastningsbelysningen justeres med de innenlandske belastningene for å holde generatorutgangen innenfor 220V-området.

Anta at generatorens rotasjonshastighet driver mot den høyere siden, vil skape en ekvivalent økning i potensialet ved pinne nr. 5 av IC2, som igjen vil gi opphav til høyere merkeforhold til myggen, slik at den kan lede mer strøm til belastningen .

Med økning i laststrømmen, ville motoren finne det vanskeligere å rotere og dermed sette seg tilbake til sin opprinnelige hastighet.

Akkurat det motsatte skjer når hastigheten har en tendens til å svinge mot lavere nivåer, når dummybelastningen svekkes for å trekke opp hastigheten på motoren til sine normale spesifikasjoner.

En konstant 'dragkamp' fortsetter slik at motorens hastighet aldri skifter for mye fra de nødvendige spesifikasjonene.

Ovennevnte ELC-kretser kan brukes med alle typer mikrohydrosystemer, vannmøllesystemer og også vindfresesystemer.

La oss nå se hvordan vi kan bruke en lignende ELC-krets for å regulere hastigheten og frekvensen til en vindmølleenhet. Ideen ble bedt om av Mr. Nilesh Patil.

Tekniske spesifikasjoner

Jeg er stor fan av de elektroniske kretsene og hobbyen din for å lage den. I utgangspunktet er jeg fra landlig område hvor 15 timers strømavbruddsproblem vi står overfor hvert år

Selv om jeg går for å kjøpe inverter som heller ikke blir ladet på grunn av strømbrudd.

Jeg har laget vindmøllegenerator (In Very Cheap Cost) fra det som vil støtte for å lade 12 volts batteri.

For det samme ønsker jeg å kjøpe vindmølle ladeturbin Controller som er for kostbar.

Så planlagt å lage våre egne hvis har passende design fra deg

Generatorkapasitet: 0 - 230 AC Volt

inngang 0 - 230 v AC (varierer avhengig av vindhastighet)

utgang: 12 V DC (tilstrekkelig boost up strøm).

Overbelastning / utladning / dummy lasthåndtering

Kan du vennligst foreslå eller hjelpe meg med å utvikle den og nødvendige komponenter og PCB fra deg

Jeg kan kreve mange samme krets en gang lykkes.

Designet

Designet som er forespurt ovenfor kan implementeres ganske enkelt ved å bruke en trappetransformator og en LM338-regulator som allerede diskutert i mange av innleggene mine tidligere.

Kretsdesignet som er forklart nedenfor, er ikke relevant for forespørselen ovenfor, men retter seg mot et mye komplekst problem i situasjoner der en vindmøllegenerator brukes til å drive vekselstrømbelastninger tildelt frekvensspesifikasjoner på 50Hz eller 60Hz.

Hvordan en ELC fungerer

En elektronisk lastkontroller er en enhet som frigjør eller kveler hastigheten til en tilhørende elektrisitetsgeneratormotor ved å justere byttingen av en gruppe dummy- eller dumpelaster koblet parallelt med de faktiske brukbare belastningene.

Ovennevnte operasjoner blir nødvendige fordi den aktuelle generatoren kan drives av en uregelmessig, varierende kilde, for eksempel et rennende vann fra en bekk, elv, foss eller gjennom vind.

Siden de ovennevnte kreftene kan variere betydelig avhengig av de tilhørende parametrene som styrer størrelsen deres, kan generatoren også bli tvunget til å øke eller redusere hastigheten tilsvarende.

En økning i hastighet vil bety en økning i spenning og frekvens som igjen kan bli utsatt for de tilkoblede belastningene, forårsaker uønskede effekter og skade på lastene.

Legge til dumpelaster

Ved å legge til eller trekke ut eksterne belastninger (dumpbelastninger) over generatoren, kan dens hastighet motvirkes effektivt mot tvungen kildeenergi slik at generatorhastigheten opprettholdes omtrent til de angitte frekvens- og spenningsnivåene.

Jeg har allerede diskutert en enkel og effektiv elektronisk lastkontrollerkrets i et av mine tidligere innlegg, den nåværende ideen er inspirert av den og ligner ganske på den designen.

Figuren nedenfor viser hvordan den foreslåtte ELC kan konfigureres.

Hjertet i kretsen er IC LM3915, som i utgangspunktet er en dot / bar LED-driver som brukes til å vise variasjoner i den matede analoge spenningsinngangen gjennom sekvensielle LED-belysninger.

Ovennevnte funksjon av IC har blitt utnyttet her for å implementere ELC-funksjonene.

Generatoren 220V trappes først ned til 12V DC gjennom en trappetransformator og brukes til å drive den elektroniske kretsen som består av IC LM3915 og det tilhørende nettverket.

Denne utbedrede spenningen mates også til pin nr. 5 på ICen, som er sensingangen på ICen.

Genererer proporsjonal følespenning

Hvis vi antar at 12V fra transformatoren er proporsjonal med 240V fra generatoren, innebærer det at hvis generatorspenningen stiger til 250V, vil 12V øke fra transformatoren proporsjonalt til:

12 / x = 240/250

x = 12,5V

Tilsvarende hvis generatorspenningen faller til 220V vil proporsjonalt senke transformatorspenningen til:

12 / x = 240/220
x = 11V

og så videre.

Ovennevnte beregninger viser tydelig at RPM, frekvens og spenning til generatoren er ekstremt lineær og proporsjonal med hverandre.

I den foreslåtte elektroniske belastningsregulatorens kretskonstruksjon nedenfor, justeres den utbedrede spenningen som mates til pin nr. 5 på IC, slik at med alle de brukbare belastningene slått PÅ, er bare tre dummybelastninger: lampe # 1, lampe # 2 og lampe # 3 lov å forbli slått PÅ.

Dette blir et rimelig kontrollert oppsett for lastkontrolleren, selvfølgelig kan justeringsvariasjonene settes opp og justeres til forskjellige størrelser avhengig av brukerens preferanser og spesifikasjoner.

Dette kan gjøres ved å tilfeldig justere den gitte forhåndsinnstillingen ved pin nr. 5 på IC eller ved å bruke forskjellige sett med belastninger over de 10 utgangene til IC.

Sette opp ELC

Nå med ovennevnte oppsett, la oss anta at generatoren skal gå på 240V / 50Hz med de tre første lampene i IC-sekvensen slått PÅ, og også alle eksterne brukbare belastninger (apparater) slått PÅ.

Under denne situasjonen, hvis noen av apparatene er slått AV, vil det avlaste generatoren fra noe belastning, noe som resulterer i en økning i hastigheten, men økningen i hastigheten vil imidlertid også skape en proporsjonal økning i spenningen ved pin 5 av IC.

Dette vil be IC-en om å slå på sine påfølgende pinouts i rekkefølgen, og derved kan ON slå på lampe # 4,5,6 og så videre til hastigheten til generatoren er kvalt for å opprettholde ønsket tildelt hastighet og frekvens.

Omvendt, anta at hvis generatorhastigheten har en tendens til å så ned på grunn av nedverdigende kilder, vil energiforholdene be IC om å slå av lampen # 1,2,3 en etter en eller noen få av dem for å forhindre at spenningen faller under settet , riktige spesifikasjoner.

Dummy-belastningene avsluttes sekvensielt via PNP-buffertransistortrinn og de påfølgende NPN-effekttransistortrinnene.

Alle PNP-transistorer er 2N2907 mens NPN er TIP152, som kan erstattes med N-mosfeter som IRF840.

Siden de ovennevnte enhetene bare fungerer med DC, blir generatorutgangen passende konvertert til DC via 10amp diodebro for den nødvendige koblingen.

Lampene kan være på 200 watt, 500 watt eller som ønsket av brukeren, og generatorens spesifikasjoner.

Kretsdiagram

Så langt lærte vi en effektiv elektronisk lastkontrollkrets ved hjelp av et sekvensielt multiple dummy load switcher-konsept, her diskuterer vi en mye enklere design av det samme ved hjelp av et triac-dimmerkonsept og med en enkelt belastning.

Hva er en dimmerbryter?

En dimmerbryter er noe vi alle er kjent med og kan se dem installert i våre hjem, kontorer, butikker, kjøpesentre etc.

En dimmerbryter er en nettdrevet elektronisk enhet som kan brukes til å kontrollere en tilkoblet last som lys og vifter, ganske enkelt ved å variere en tilhørende variabel motstand som kalles en pott.

Kontrollen utføres i utgangspunktet av en triac som blir tvunget til å bytte med en indusert tidsforsinkelsesfrekvens slik at den forblir PÅ bare i løpet av en brøkdel av vekselstrømssentralen.

Denne koblingsforsinkelsen er proporsjonal med den justerte grytemotstanden og endres ettersom grytemotstanden varieres.

Dermed hvis grytemotstanden blir lav, får triacen lede seg i et lengre tidsintervall over fasesyklusene som gjør at mer strøm kan passere gjennom lasten, og dette tillater igjen belastningen å aktivere med mer kraft.

Omvendt hvis grytemotstanden reduseres, er triacen begrenset til å lede proporsjonalt for en mye mindre del av fasesyklusen, noe som gjør belastningen svakere ved aktivering.

I den foreslåtte elektroniske lastkontrollkretsen brukes det samme konseptet, men her blir potten erstattet med en optokobler laget ved å skjule en LED / LDR-enhet inne i et lystett forseglet kabinett.

Bruker Dimmer Switch som ELC

Konseptet er faktisk ganske enkelt:

LED-en inne i opto drives av en proporsjonalt fallet spenning som kommer fra generatorutgangen, noe som betyr at LED-lysstyrken nå er avhengig av generatorens spenningsvariasjoner.

Motstanden som er ansvarlig for å påvirke triac-ledningen erstattes av LDR inne i opto-enheten, noe som betyr at LED-lysstyrkenivåene nå blir ansvarlige for å justere triac-ledningsnivåene.

I utgangspunktet påføres ELC-kretsen med en spenning fra generatoren som kjører med 20% høyere hastighet enn den riktige spesifiserte hastigheten.

En rimelig beregnet dummybelastning er festet i serie med ELC, og P1 justeres slik at dummybelastningen lyser litt opp og justerer generatorens hastighet og frekvens til riktig nivå i henhold til de nødvendige spesifikasjonene.

Dette utføres med alle eksterne apparater i slått PÅ-posisjon, som kan være forbundet med generatorstrømmen.

Ovennevnte implementering setter opp kontrolleren optimalt for å takle eventuelle avvik som genereres i generatorens hastighet.

Anta nå at hvis noen av apparatene er slått AV, vil dette skape et lavt trykk på generatoren som tvinger den til å snurre raskere og generere mer strøm.

Imidlertid vil dette også tvinge LED-lampen i opto til å vokse proporsjonalt lysere, noe som igjen vil redusere LDR-motstanden, og dermed tvinge triacen til å lede mer og tømme overflødig spenning gjennom dummybelastningen proporsjonalt.

Dummybelastningen, som åpenbart er en glødelampe, kan sees glødende relativt lysere i denne situasjonen, drenere den ekstra kraften som genereres av generatoren og gjenopprette generatorhastigheten til sin opprinnelige RPM.