El missatge explica un senzill controlador de càrrega electrònic o circuit de governador que regula i controla automàticament la velocitat de rotació d’un sistema de generador hidroelèctric afegint o deduint una sèrie de càrregues falses. El procediment garanteix una tensió i una sortida de freqüència estabilitzades per a l'usuari. La idea va ser sol·licitada pel senyor Aponso

Especificacions tècniques:

Gràcies per la resposta i vaig estar dues setmanes fora del país. Gràcies per la informació i el circuit de temporitzador funciona molt bé ara.
Cas II, necessito un controlador de càrrega electrònic (ELC). La meva central hidroelèctrica és de 5 kw monofàsics a 220V i 50Hz i necessito controlar l’excés de potència mitjançant ELC. Si us plau, doneu un circuit fiable per al meu requisit
De nou

El disseny

Si sou d’aquelles persones afortunades que tenen un rierol, un rierol o fins i tot una petita caiguda d’aigua activa a prop del jardí del darrere, podeu pensar molt bé a convertir-la en electricitat gratuïta simplement instal·lant un mini generador hidràulic a la flux d’aigua i accedir a l’electricitat gratuïta durant tota la vida.

No obstant això, el principal problema amb aquests sistemes és la velocitat del generador que afecta directament les especificacions de voltatge i freqüència.

Aquí, la velocitat de rotació del generador depèn de dos factors, la potència del flux d’aigua i la càrrega connectada amb el generador. Si algú d’aquestes altera, la velocitat del generador també altera provocant una disminució o augment equivalent de la seva tensió i freqüència de sortida.

Com tots sabem que per a molts electrodomèstics hi ha refrigeradors, corrents alterns, motors, màquines de perforar, etc. La tensió i la freqüència poden ser crucials i poden estar directament relacionades amb la seva eficiència, de manera que qualsevol canvi d’aquests paràmetres no es pot prendre a la lleugera.

Per tal d’afrontar la situació anterior per tal que la tensió i la freqüència es mantinguin dins d’uns límits tolerables, normalment s’utilitza un controlador de càrrega ELC o electrònic amb tots els sistemes d’energia hidràulica.

Atès que controlar el cabal d’aigua no pot ser una opció factible, controlar la càrrega de manera calculada es converteix en l’única sortida per al tema comentat anteriorment.

De fet, això és bastant senzill, es tracta d’utilitzar un circuit que controla la tensió del generador i activa o desactiva algunes càrregues fictícies que al seu torn controlen i compensen l’augment o la disminució de la velocitat del generador.

A continuació es comenten dos circuits simples de controlador de càrrega electrònic (ELC) (dissenyats per mi) que es poden construir fàcilment a casa i utilitzar-los per a la regulació proposada de qualsevol mini central hidroelèctrica. Aprenem les seves operacions amb els punts següents:

Circuit ELC mitjançant IC LM3915

El primer circuit que utilitza un parell de circuits integrats LM3914 o LM3915 en cascada es configuren bàsicament com un circuit de controlador de detector de tensió de 20 passos.

Una entrada de 0 a 2,5 V CC al seu pin # 5 produeix una resposta seqüencial equivalent a les 20 sortides dels dos circuits integrats, començant des del LED # 1 fins al LED # 20, és a dir, a 0,125 V, el primer LED s’encén. mentre que l’entrada arriba a 2,5 V, el 20è LED s’encén (tots els LED s’encenen).

Qualsevol cosa entremig resulta en una commutació de les sortides LED intermèdies corresponents.

Suposem que el generador té especificacions de 220V / 50Hz, vol dir que la reducció de la seva velocitat reduiria la tensió especificada, així com la freqüència, i viceversa.

Al primer circuit ELC proposat, reduïm el 220V al CC de baix potencial requerit mitjançant una xarxa divisòria de resistències i alimentem el pin # 5 de l’IC de manera que els primers 10 LED (LED # 1 i la resta de punts blaus) només s’il·luminin.

Ara aquestes fixacions de LED (des del LED # 2 fins al LED # 20) també es connecten amb càrregues fictícies individuals mitjançant controladors de mosfet individuals, a més de la càrrega domèstica.

Les càrregues útils domèstiques es connecten mitjançant un relé a la sortida LED # 1.

En la condició anterior, assegura que a 220V mentre s’utilitzen totes les càrregues domèstiques, també s’il·luminen 9 càrregues fictícies addicionals i es compensen per produir els 220V @ 50Hz necessaris.

Ara suposem que la velocitat del generador tendeix a augmentar per sobre de la marca de 220 V, això influiria en el pin número 5 de l’IC que canviaria corresponentment els LED marcats amb punts vermells (des del LED # 11 i cap amunt).

A mesura que aquests LED s’encenen, les càrregues fictícies corresponents s’afegeixen a la càrrega, de manera que es redueix la velocitat del generador de manera que es restableixi a les seves especificacions normals, ja que això passa, les càrregues fictícies es tornen a apagar en seqüència posterior, això continua autoajustable de manera que la velocitat del motor no superi mai les velocitats normals.

A continuació, suposem que la velocitat del motor tendeix a disminuir a causa de la menor potència de flux d’aigua, els LED marcats amb arrencada blava s’aturen de manera seqüencial (a partir del LED # 10 i cap avall), això redueix les càrregues fictícies i, al seu torn, alleuja el motor de l’excés de càrrega, restablint la seva velocitat cap al punt original, en el procés les càrregues tendeixen a activar-se o apagar-se de manera seqüencial per tal de mantenir la velocitat recomanada exacta del motor del generador.

Les càrregues fictícies es poden seleccionar segons les preferències de l'usuari i les especificacions condicionals. Un increment de 200 watts a cada sortida LED probablement seria el més favorable.

Les càrregues fictícies han de ser resistents, com ara làmpades incandescents de 200 watts o bobines de calefacció.

Esquema de connexions

Circuit ELC mitjançant PWM

La segona opció és força interessant i encara més senzilla. Com es pot veure al diagrama donat, s’utilitzen un parell de 555 circuits integrats com a generador de PWM que altera la seva ració de marca / espai en resposta al nivell de tensió que varia corresponentment alimentat al pin # 5 d’IC2.

“Com puc provar un condensador amb un multímetre? ”

Es connecta una càrrega fictícia d’alta potència ben calculada amb un únic escenari de control de mosfet al pin núm. 3 de l’IC # 2.

Com es va comentar a la secció anterior, aquí també s’aplica una tensió CC de mostra inferior corresponent a 220 V al pin núm. 5 de l’IC2, de manera que les il·luminacions de càrrega fictícia s’ajusten a les càrregues domèstiques per mantenir la sortida del generador dins del rang de 220 V.

Ara suposem que la velocitat de rotació del generador deriva cap al costat superior, crearia una pujada equivalent al potencial al pin # 5 de IC2 que al seu torn donaria lloc a una relació de marca superior al mosfet, cosa que li permetria conduir més corrent a la càrrega .

Amb l’augment del corrent de càrrega, el motor tindria més dificultats per girar i, per tant, tornaria a la velocitat original.

Exactament el contrari passa quan la velocitat tendeix a desplaçar-se cap a nivells inferiors, quan la càrrega fictícia es debilita per fer pujar la velocitat del motor a les seves especificacions normals.

Continua un 'estira-i-arronsa' constant perquè la velocitat del motor mai es mogui massa de les seves especificacions requerides.

Els circuits ELC anteriors es poden utilitzar amb tot tipus de sistemes de microhidro, sistemes de molins d’aigua i sistemes de molins eòlics.

Ara anem a veure com podem emprar un circuit ELC similar per regular la velocitat i la freqüència d’una generadora de molins de vent. La idea va ser sol·licitada pel senyor Nilesh Patil.

Especificacions tècniques

Sóc un gran fan dels teus circuits electrònics i de l'afició per crear-lo. Bàsicament, sóc de la zona rural on cada 15 hores ens trobem amb un problema de tall de llum

Fins i tot si vull comprar un inversor que tampoc no cobrarà a causa d’una fallada elèctrica.

He creat un generador de molins eòlics (amb un cost molt barat) que permetrà carregar la bateria de 12 v.

Pel mateix, estic buscant comprar un controlador de turbina de càrrega de molí eòlic que sigui massa costós.

Així que planejava crear el nostre propi si teniu el disseny adequat de vosaltres

Capacitat del generador: 0 - 230 AC Volt

entrada 0 - 230 v CA (la variació depèn de la velocitat del vent)

sortida: 12 V CC (corrent d’augment suficient).

Manipulació de sobrecàrrega / descàrrega / càrrega fictícia

Podeu suggerir-me o ajudar-me a desenvolupar-lo i que necessiteu components i PCB

Vaig poder necessitar molts circuits iguals un cop aconseguit.

El disseny

El disseny sol·licitat anteriorment es pot implementar simplement mitjançant un transformador de baixada i un regulador LM338, com ja s’ha comentat anteriorment en moltes de les meves publicacions.

El disseny del circuit que s’explica a continuació no és rellevant per a la sol·licitud anterior, sinó que tracta un problema molt complex en situacions en què s’utilitza un generador de molins de vent per operar càrregues de CA assignades amb especificacions de freqüència de 50Hz o 60Hz de xarxa.

Com funciona un ELC

Un controlador de càrrega electrònic és un dispositiu que allibera o sufoca la velocitat d’un motor generador d’electricitat associat ajustant la commutació d’un grup de càrregues fictícies o de descàrrega connectades paral·lelament a les càrregues útils reals.

Les operacions anteriors es fan necessàries perquè el generador en qüestió pot ser conduït per una font variable i irregular, com ara una aigua que flueix des d’un rierol, un riu, una cascada o a través del vent.

Atès que les forces anteriors podrien variar significativament en funció dels paràmetres associats que governin les seves magnituds, el generador també es podria veure obligat a augmentar o disminuir la seva velocitat en conseqüència.

Un augment de la velocitat significaria un augment de la tensió i la freqüència que al seu torn es podrien sotmetre a les càrregues connectades, provocant efectes indesitjables i danys a les càrregues.

Addició de càrregues de bolcat

Si s’afegeixen o es dedueixen càrregues externes (càrregues de bolcat) a través del generador, es pot contrarestar eficaçment la seva velocitat contra la font d’energia forçada de manera que la velocitat del generador es mantingui aproximadament fins als nivells de freqüència i tensió especificats.

Ja he comentat un circuit de controlador de càrrega electrònic senzill i eficaç en una de les meves publicacions anteriors, la idea actual s'inspira en ell i és bastant similar a aquest disseny.

La figura següent mostra com es pot configurar l'ELC proposat.

El cor del circuit és l'IC LM3915, que bàsicament és un controlador de LED de punts / barres que s'utilitza per mostrar variacions de la tensió analògica alimentada a través d'il·luminacions LED seqüencials.

La funció anterior de l'IC s'ha aprofitat aquí per implementar les funcions ELC.

El generador de 220 V es redueix primer a 12 V CC mitjançant un transformador de baixada i s’utilitza per alimentar el circuit electrònic format per l’IC LM3915 i la xarxa associada.

Aquesta tensió rectificada també s’alimenta al pin número 5 de l’IC, que és l’entrada de detecció de l’IC.

Generació de tensions de detecció proporcional

Si suposem que els 12V del transformador són proporcionals a 240V del generador, implica que si la tensió del generador augmenta a 250V augmentaria els 12V del transformador proporcionalment a:

12 / x = 240/250

x = 12,5V

De la mateixa manera, si la tensió del generador cau a 220 V cauria proporcionalment la tensió del transformador a:

12 / x = 240/220
x = 11V

etcètera.

Els càlculs anteriors mostren clarament que la RPM, la freqüència i la tensió del generador són extremadament lineals i proporcionals entre si.

En el disseny del circuit de controlador de càrrega electrònic que es proposa a continuació, la tensió rectificada alimentada al pin # 5 de l’IC s’ajusta de manera que amb totes les càrregues útils activades, només hi hagi tres càrregues falses: llum # 1, llum # 2 i llum # 3 es permet que estigui engegat.

Això es converteix en una configuració raonablement controlada per al controlador de càrrega, per descomptat, el rang de variacions d’ajust es podria configurar i ajustar a diferents magnituds en funció de les preferències i especificacions dels usuaris.

Això es pot fer ajustant aleatòriament el valor predeterminat donat al pin # 5 de l'IC o mitjançant diferents conjunts de càrregues a les 10 sortides de l'IC.

Configuració de l’ELC

Ara, amb la configuració esmentada, suposem que el generador funciona a 240V / 50Hz amb les tres primeres làmpades de la seqüència IC activades i totes les càrregues externes útils (aparells) activades.

En aquesta situació, si uns quants aparells estan apagats, el generador s’alliberaria d’una certa càrrega, cosa que provocaria un augment de la seva velocitat, però l’augment de la velocitat també crearia un augment proporcional de la tensió al pin número 5 de l’IC.

Això provocarà que l'IC encengui els seus pinouts posteriors en l'ordre, per la qual cosa l'encesa pot ser el llum 4,5,6 i així successivament fins que la velocitat del generador s'ofegui per mantenir la velocitat i freqüència assignades desitjades.

Per contra, suposem que si la velocitat del generador tendeix a sembrar a causa de les degradacions de les fonts d’energia de la font, el CI s’apagaria el llum 1,2,3 un per un o uns quants per evitar que el voltatge caigui per sota del conjunt , especificacions correctes.

Totes les càrregues fictícies s’acaben de manera seqüencial a través de les etapes de transistors de memòria intermèdia PNP i les posteriors etapes de transistors de potència NPN.

Tots els transistors PNP són 2N2907 mentre que els NPN són TIP152, que es podrien substituir per N-mosfets com l’IRF840.

Com que els dispositius esmentats només funcionen amb corrent continu, la sortida del generador es converteix adequadament a corrent continu mitjançant un pont de díode de 10 amp per a la commutació necessària.

Les làmpades podrien tenir una potència de 200 watts, una potència de 500 watts o segons les preferències de l’usuari i les especificacions del generador.

Esquema de connexions

Fins ara hem après un circuit de control de càrrega electrònic eficaç mitjançant un concepte de commutador de càrrega fictici múltiple seqüencial, aquí discutim un disseny molt més senzill del mateix mitjançant un concepte de regulador de triac i amb una sola càrrega.

Què és un Dimmer Switch

Un dispositiu de commutació dimmer és una cosa que tots coneixem i que podem veure instal·lats a les nostres llars, oficines, botigues, centres comercials, etc.

Un interruptor dimmer és un dispositiu electrònic de xarxa que es pot utilitzar per controlar una càrrega adjunta, com ara llums i ventiladors, simplement variant una resistència variable associada anomenada olla.

El control es fa bàsicament mitjançant un triac que es veu obligat a canviar amb una freqüència de retard induïda de manera que romangui activat només durant una fracció dels semicicles AC.

Aquest retard de commutació és proporcional a la resistència de l'olla ajustada i canvia a mesura que varia la resistència de l'olla.

Per tant, si es fa baixa la resistència del pot, es permet que el triac condueixi durant un interval de temps més llarg durant els cicles de fase, cosa que permet passar més corrent a través de la càrrega i això, al seu torn, permet que la càrrega s’activi amb més potència.

Per contra, si es redueix la resistència del pot, el triac es restringeix a la conducció proporcional durant una secció molt més petita del cicle de fase, cosa que fa que la càrrega sigui més feble amb la seva activació.

Al circuit de controlador de càrrega electrònic proposat s’aplica el mateix concepte, però aquí es reemplaça l’olla per un acoblador opto fet ocultant un conjunt LED / LDR dins d’un recinte tancat a prova de llum.

Utilitzant Dimmer Switch com a ELC

El concepte és realment bastant senzill:

El LED a l’interior de l’opto és impulsat per una tensió proporcionalment caiguda derivada de la sortida del generador, el que significa que la brillantor del LED ara depèn de les variacions de tensió del generador.

La resistència que s’encarrega d’influir en la conducció del triac és substituïda per la LDR dins del conjunt opto, el que significa que els nivells de brillantor del LED ara es converteixen en responsables d’ajustar els nivells de conducció del triac.

Inicialment, el circuit ELC s'aplica amb una tensió del generador que funciona a un 20% més de velocitat que la velocitat especificada correcta.

Una sèrie de càrrega fictícia calculada raonablement s’adjunta en sèrie amb l’ELC i P1 s’ajusta de manera que la càrrega fictícia il·lumini lleugerament i ajuste la velocitat i la freqüència del generador al nivell correcte segons les especificacions requerides.

S’executa amb tots els aparells externs en posició d’encès, que poden estar associats a l’alimentació del generador.

La implementació anterior configura el controlador de forma òptima per afrontar qualsevol discrepància creada en la velocitat del generador.

Ara suposem que si alguns dels aparells estan apagats, això generaria una baixa pressió sobre el generador obligant-lo a girar més ràpidament i generar més electricitat.

Tanmateix, això també obligaria el LED a l'interior de l'opto a créixer proporcionalment més brillant, cosa que al seu torn disminuiria la resistència LDR, cosa que obligaria el triac a conduir més i a drenar l'excés de tensió a través de la càrrega fictícia proporcionalment.

La càrrega fictícia que és, òbviament, una làmpada incandescent es pot veure brillant relativament més brillant en aquesta situació, drenant la potència addicional generada pel generador i restablint la velocitat del generador al seu RPM original.