Indlægget forklarer en simpel elektronisk belastningsregulator eller regulator kredsløb, der automatisk regulerer og styrer rotationshastigheden for et hydroelektrisk generatorsystem ved at tilføje eller trække en række dummybelastninger. Fremgangsmåden sikrer en stabiliseret spænding og frekvensudgang for brugeren. Idéen blev anmodet om af Mr. Aponso

Tekniske specifikationer:

Tak for svaret, og jeg var ude af landet i to uger. Tak for info og timer kredsløb fungerer meget fint nu.
Tilfælde II, jeg har brug for elektronisk belastningsregulator (ELC) Mit vandkraftværk er 5 kw enfaset 220V og 50Hz og har brug for at kontrollere overskydende effekt ved hjælp af ELC. Giv et pålideligt kredsløb til mit krav
Igen

Designet

Hvis du er en af de heldige mennesker, der har en fritstrømmende bæk, flodstrøm eller endda et aktivt lille vandfald nær din baghave, kan du meget godt tænke på at konvertere det til gratis elektricitet ved blot at installere en mini-hydrogenerator i vejen for vandgennemstrømning og adgang til gratis elektricitet i livet.

Imidlertid er hovedproblemet med sådanne systemer generatorens hastighed, som direkte påvirker dens spændings- og frekvensspecifikationer.

Her afhænger generatorens rotationshastighed af to faktorer, vandstrømmen og belastningen forbundet med generatoren. Hvis nogen af disse ændrer sig, ændres generatorens hastighed også, hvilket medfører et tilsvarende fald eller forøgelse af dens udgangsspænding og frekvens.

Som vi alle ved, at for mange apparater såsom køleskabe, vekselstrøm, motorer, boremaskiner osv. Kan spænding og frekvens være afgørende og kan være direkte relateret til deres effektivitet, og enhver ændring i disse parametre kan derfor ikke tages let.

For at tackle ovenstående situation, således at spændingen og frekvensen begge holdes inden for tålelige grænser, anvendes normalt en ELC eller elektronisk belastningsregulator med alle vandkraftsystemer.

Da kontrol af vandgennemstrømning ikke kan være en mulig mulighed, bliver kontrol af belastning på en beregnet måde den eneste udvej for det ovenfor diskuterede spørgsmål.

Dette er faktisk ret ligetil, det handler om at anvende et kredsløb, der overvåger generatorens spænding og tænder eller slukker for et par dummybelastninger, som igen styrer og kompenserer for stigningen eller faldet i generatorens hastighed.

To enkle elektroniske belastningsregulatorer (ELC) kredsløb diskuteres nedenfor (designet af mig), som let kan bygges derhjemme og bruges til den foreslåede regulering af ethvert mini-vandkraftværk. Lad os lære deres operationer med følgende punkter:

ELC-kredsløb ved hjælp af IC LM3915

Det første kredsløb, der bruger et par kaskaderede LM3914 eller LM3915 IC'er, er grundlæggende konfigureret som et 20-trins spændingsdetektordriverkredsløb.

En varierende 0 til 2,5 V DC-indgang ved sin pin # 5 producerer en ækvivalent sekventiel respons på tværs af de 20 udgange af de to IC'er, startende fra LED # 1 til LED # 20, hvilket betyder ved 0,125 V, den første LED lyser. mens når indgangen når 2,5 V, lyser den 20. LED (alle lysdioder lyser).

Alt imellem resulterer i skift af de tilsvarende mellemliggende LED-udgange.

Lad os antage, at generatoren er med 220V / 50Hz specs, betyder at sænkning af dens hastighed vil resultere i sænkning af den specificerede spænding såvel som frekvensen og omvendt.

I det foreslåede første ELC-kredsløb reducerer vi 220V til det krævede DC med lavt potentiale via et modstandsdelernetværk og fødestift nr. 5 på IC'en, så de første 10 LED'er (LED # 1 og resten af de blå punkter) bare lyser.

Nu er disse LED-pinouts (fra LED # 2 til LED # 20) også fastgjort med individuelle dummy-belastninger via individuelle mosfet-drivere ud over husholdningsbelastningen.

De indenlandske nyttige belastninger er forbundet via et relæ på LED nr. 1 udgang.

I ovennævnte tilstand forsikrer det, at ved 220V, mens alle husholdningsbelastninger er i brug, lyser 9 ekstra dummybelastninger også og kompenserer for at producere de krævede 220V @ 50Hz.

Antag nu, at generatorens hastighed har en tendens til at stige over 220V-mærket, dette vil påvirke pin nr. 5 på IC'en, som tilsvarende skifter LED'erne markeret med røde prikker (fra LED # 11 og opefter).

Da disse lysdioder er tændt, tilføjes de tilsvarende dummybelastninger til striden, hvorved generatorens hastighed presses, så den bliver gendannet til sine normale specifikationer, da dette sker, slukkes dummybelastningerne igen i ryggen, dette fortsætter selvjusterende, således at motorens hastighed aldrig overstiger de normale normer.

Antag derefter, at motorhastigheden har tendens til at falde på grund af lavere vandgennemstrømning, lysdioder markeret med blå begynder at slukke sekventielt (startende fra LED nr. 10 og nedad), dette reducerer dummybelastningen og aflaster igen motoren fra overskydende belastning og genopretter dens hastighed mod det oprindelige punkt, undervejs har belastningerne tendens til at tænde / slukke sekventielt for at opretholde den nøjagtige anbefalede hastighed for generatormotoren.

Dummy-belastningerne kan vælges efter brugerpræference og betingede specifikationer. En forøgelse på 200 watt på hver LED-udgang ville sandsynligvis være mest gunstig.

Dummy-belastningerne skal være modstandsdygtige, f.eks. 200 watt glødelamper eller varmelegemer.

Kredsløbsdiagram

ELC-kredsløb ved hjælp af PWM

Den anden mulighed er ret meget interessant og endnu mere enkel. Som det kan ses i det givne diagram, anvendes et par 555 IC'er som en PWM-generator, der ændrer sit mærke / rumration som svar på det tilsvarende varierende spændingsniveau, der tilføres ved pin nr. 5 i IC2.

“forklare forholdet mellem bølgelængde og frekvens ”

En velberegnet dummy-belastning med højt wattforbrug er fastgjort med et eneste Mosfet-controller-trin på pin nr. 3 i IC # 2.

Som diskuteret i ovenstående afsnit påføres også her en lavere prøve DC-spænding svarende til 220V ved pin nr. 5 i IC2, således at dummybelastningsbelysningerne justeres med de indenlandske belastninger for at holde generatoroutputtet inden for 220V-området.

Antag nu, at generatorens rotationshastighed drejer mod den højere side, ville skabe en ækvivalent stigning i potentialet ved pin nr. 5 af IC2, hvilket igen ville give anledning til et højere mærkeforhold til mosfet, så det kunne lede mere strøm til belastningen .

Med stigning i belastningsstrømmen ville motoren finde det sværere at rotere og sætte sig tilbage til sin oprindelige hastighed.

Præcis det modsatte sker, når hastigheden har tendens til at svinge mod lavere niveauer, når dummybelastningen svækkes for at trække motorens hastighed op til dens normale specifikationer.

En konstant 'trækkamp' fortsætter, så motorens hastighed aldrig skifter for meget fra de krævede specifikationer.

Ovennævnte ELC-kredsløb kan bruges med alle typer mikrohydrosystemer, vandmøllesystemer og også vindmøllesystemer.

Lad os nu se, hvordan vi kan anvende et lignende ELC-kredsløb til at regulere hastigheden og frekvensen af en vindmøllegenerator. Ideen blev anmodet af Mr. Nilesh Patil.

Tekniske specifikationer

Jeg er en stor fan af dine elektroniske kredsløb og din hobby til at skabe det. Dybest set er jeg fra landdistrikt, hvor 15 timers strømafbrydelsesproblem, vi står over for hvert år

Selvom jeg går for at købe inverter, der heller ikke bliver opladet på grund af strømsvigt.

Jeg har oprettet vindmøllegenerator (til meget billig pris), der understøtter opladning af 12 volt batteri.

For det samme ønsker jeg at købe vindmølle-opladningsturbine-controller, der er for dyr.

Så planlagt at skabe vores egne, hvis har passende design fra dig

Generatorkapacitet: 0 - 230 AC Volt

indgang 0 - 230 v AC (varierer afhænger af vindhastighed)

udgang: 12 V DC (tilstrækkelig boost up-strøm).

Håndtering af overbelastning / afladning / dummybelastning

Kan du venligst foreslå eller hjælpe mig med at udvikle den og krævede komponent & printkort fra dig

Jeg krævede måske mange samme kredsløb, når en gang lykkedes.

Designet

Ovenstående design kan implementeres simpelthen ved hjælp af en step down transformer og en LM338 regulator som allerede diskuteret i mange af mine indlæg tidligere.

Nedenstående kredsløbskonstruktion er ikke relevant for ovenstående anmodning, men snarere adresserer et meget komplekst problem i situationer, hvor en vindmøllegenerator bruges til at drive vekselstrømsbelastninger tildelt frekvensspecifikationer på 50Hz eller 60Hz.

Sådan fungerer en ELC

En elektronisk belastningsregulator er en enhed, der frigør eller kvæler hastigheden på en tilhørende elgeneratormotor ved at justere skiftet mellem en gruppe dummy- eller dumpbelastninger, der er forbundet parallelt med de faktiske anvendelige belastninger.

Ovenstående operationer bliver nødvendige, fordi den pågældende generator kan drives af en uregelmæssig, varierende kilde, såsom et strømmende vand fra en bæk, flod, vandfald eller gennem vind.

Da de ovennævnte kræfter kan variere betydeligt afhængigt af de tilknyttede parametre, der styrer deres størrelser, kan generatoren også blive tvunget til at øge eller mindske dens hastighed i overensstemmelse hermed.

En hastighedsforøgelse vil betyde en stigning i spænding og frekvens, som igen kan udsættes for de tilsluttede belastninger, hvilket forårsager uønskede virkninger og beskadigelse af belastningerne.

Tilføjelse af dumper

Ved at tilføje eller trække eksterne belastninger (dumpbelastninger) over generatoren, kunne dens hastighed effektivt modvirkes mod den tvungne kildeenergi, således at generatorhastigheden opretholdes omtrent til de specificerede niveauer for frekvens og spænding.

Jeg har allerede diskuteret et simpelt og effektivt elektronisk belastningskontrolkredsløb i et af mine tidligere indlæg, den nuværende idé er inspireret af det og svarer meget til det design.

Figuren nedenfor viser, hvordan den foreslåede ELC kan konfigureres.

Hjertet i kredsløbet er IC LM3915, som dybest set er en dot / bar LED-driver, der bruges til at vise variationer i den tilførte analoge spændingsindgang gennem sekventielle LED-belysning.

Ovenstående funktion af IC er blevet udnyttet her til implementering af ELC-funktionerne.

Generatoren 220V trappes først ned til 12V DC gennem en trinvis nedtransformator og bruges til at drive det elektroniske kredsløb, der består af IC LM3915 og det tilknyttede netværk.

Denne udbedrede spænding tilføres også til pin nr. 5 på IC'en, som er IC'ens sensorindgang.

Genererer proportional sensing spænding

Hvis vi antager, at 12V fra transformeren er proportional med 240V fra generatoren, betyder det, at hvis generatorens spænding stiger til 250V, vil 12V øges fra transformeren forholdsmæssigt til:

12 / x = 240/250

x = 12,5V

Tilsvarende, hvis generatorspændingen falder til 220V, vil transformerspændingen proportionalt falde til:

12 / x = 240/220
x = 11V

og så videre.

Ovenstående beregninger viser tydeligt, at generatorens omdrejningstal, frekvens og spænding er ekstremt lineær og proportional med hinanden.

I den foreslåede elektroniske belastningsregulator kredsløbskonfiguration nedenfor justeres den udbedrede spænding, der tilføres til pin nr. 5 på IC, således at med alle de anvendelige belastninger tændt, er der kun tre dummy-belastninger: lampe # 1, lampe # 2 og lampe # 3 er får lov til at forblive tændt.

Dette bliver en rimeligt kontrolleret opsætning for belastningsregulatoren, selvfølgelig kan justeringsvariationerne indstilles og justeres til forskellige størrelser afhængigt af brugernes præferencer og specifikationer.

Dette kan gøres ved tilfældig justering af den givne forudindstilling ved pin nr. 5 på IC'en eller ved anvendelse af forskellige sæt belastninger på tværs af IC's 10 udgange.

Opsætning af ELC

Lad os nu med den ovennævnte opsætning antage, at generatoren kører ved 240V / 50Hz med de første tre lamper i IC-sekvensen tændt, og også alle de eksterne anvendelige belastninger (apparater) tændt.

Under denne situation, hvis et par af apparaterne er slukket, vil det frigøre generatoren fra en del belastning, hvilket resulterer i en stigning i dens hastighed, men stigningen i hastigheden vil dog også skabe en forholdsmæssig stigning i spændingen ved pin nr. 5 på IC.

Dette vil bede ICen om at tænde for dens efterfølgende pinouts i rækkefølgen, hvorved ON kan være lampe # 4,5,6 og så videre, indtil generatorens hastighed er kvalt for at opretholde den ønskede tildelte hastighed og frekvens.

Omvendt antager du, at hvis generatorhastigheden har en tendens til at så ned på grund af forringende kildeenergiforhold, ville IC få IC til at slukke lampen # 1,2,3 en efter en eller et par af dem for at forhindre spændingen i at falde under sættet , korrekte specifikationer.

Dummy-belastningerne afsluttes alle sekventielt via PNP-buffertransistortrin og de efterfølgende NPN-effekttransistortrin.

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

Da de ovennævnte enheder kun fungerer med DC, konverteres generatoroutputtet passende til DC via 10amp diode bro til den krævede kobling.

Lamperne kunne være 200 watt, 500 watt eller som foretrukket af brugeren, og generatorens specifikationer.

Kredsløbsdiagram

Indtil videre har vi lært et effektivt elektronisk belastningskontrolkredsløb ved hjælp af et sekventielt multiple dummy load switcher-koncept, her diskuterer vi et meget enklere design af det samme ved hjælp af et triac-dæmpningskoncept og med en enkelt belastning.

Hvad er en dæmpningsafbryder

En dæmpningsafbryder er noget, vi alle er fortrolige med og kan se dem installeret i vores hjem, kontorer, butikker, indkøbscentre osv.

En lysdæmperafbryder er en elektronisk enhed, der drives af lysnettet, som kan bruges til at styre en tilsluttet belastning såsom lys og blæsere ved blot at variere en tilhørende variabel modstand kaldet en gryde.

Styringen udføres grundlæggende af en triac, der er tvunget til at skifte med en induceret tidsforsinkelsesfrekvens, således at den kun forbliver TIL under en brøkdel af AC-halvcyklussen.

Denne skifteforsinkelse er proportional med den justerede gryderesistens og ændres, efterhånden som gryderesistansen varieres.

Således, hvis gryderesistensen er lav, får triac lov til at lede i et længere tidsinterval på tværs af fasecyklusser, hvilket tillader mere strøm at passere gennem belastningen, og dette tillader igen belastningen at aktivere med mere effekt.

Omvendt, hvis pottenes modstand reduceres, er triacen begrænset til at udføre proportionalt i et meget mindre afsnit af fasecyklussen, hvilket gør belastningen svagere med dens aktivering.

I det foreslåede elektroniske belastningskontrolkredsløb anvendes det samme koncept, men her udskiftes potten med en optokobler, der er lavet ved at skjule en LED / LDR-enhed inde i en lystæt forseglet kabinet.

Brug af lysdæmperafbryder som ELC

Konceptet er faktisk ret simpelt:

LED'en inde i opto drives af en proportionalt faldet spænding, der stammer fra generatorens output, hvilket betyder, at LED-lysstyrken nu er afhængig af generatorens spændingsvariationer.

Modstanden, der er ansvarlig for at påvirke triac-ledningen, erstattes af LDR inde i opto-enheden, hvilket betyder, at LED-lysstyrkeniveauerne nu bliver ansvarlige for at justere triac-ledningsniveauerne.

Oprindeligt påføres ELC-kredsløbet med en spænding fra generatoren, der kører med 20% højere hastighed end den korrekte specificerede hastighed.

En rimeligt beregnet dummybelastning er fastgjort i serie med ELC, og P1 justeres således, at dummybelastningen lyser let og justerer generatorens hastighed og frekvens til det korrekte niveau i henhold til de krævede specifikationer.

Dette udføres med alle de eksterne apparater i en tændt position, der kan være forbundet med generatorens strøm.

Ovenstående implementering opretter controlleren optimalt til at tackle enhver uoverensstemmelse, der oprettes i generatorens hastighed.

Antag nu, at hvis nogle få apparater er slukket, vil dette skabe et lavt tryk på generatoren, der tvinger den til at dreje hurtigere og generere mere elektricitet.

Dette vil imidlertid også tvinge LED'en inde i optoen til at vokse forholdsmæssigt lysere, hvilket igen vil mindske LDR-modstanden og derved tvinge triacen til at lede mere og dræne den overskydende spænding gennem dummybelastningen forholdsmæssigt.

Dummy-belastningen, som åbenbart er en glødelampe, kunne ses glødende relativt lysere i denne situation, dræne den ekstra strøm, der genereres af generatoren, og gendanne generatorhastigheden til sin oprindelige omdrejningstal.