Bài đăng giải thích một bộ điều khiển phụ tải điện tử đơn giản hoặc mạch điều khiển tự động điều chỉnh và điều khiển tốc độ quay của hệ thống máy phát thủy điện bằng cách thêm hoặc bớt một loạt các tải giả. Quy trình đảm bảo đầu ra điện áp và tần số ổn định cho người dùng. Ý tưởng do ông Aponso yêu cầu

Thông số kỹ thuật:

Cảm ơn đã trả lời và tôi đã ở nước ngoài trong hai tuần. Cảm ơn cho thông tin và mạch hẹn giờ đang hoạt động rất tốt.
Trường hợp II, Tôi cần Bộ điều khiển phụ tải điện tử (ELC) Nhà máy thủy điện của tôi có công suất 5 kw một pha 220V và 50Hz và cần điều khiển công suất dư thừa bằng ELC. Vui lòng cung cấp mạch đáng tin cậy cho yêu cầu của tôi
Lần nữa

Thiết kế

Nếu bạn là một trong những người may mắn có một con lạch, dòng sông chảy tự do hoặc thậm chí là một dòng nước nhỏ đang hoạt động gần sân sau của bạn, bạn rất có thể nghĩ đến việc chuyển nó thành điện miễn phí đơn giản bằng cách lắp đặt một máy phát điện thủy điện mini ở đường dẫn của lưu lượng nước và sử dụng điện miễn phí suốt đời.

Tuy nhiên, vấn đề chính với các hệ thống như vậy là tốc độ của máy phát điện ảnh hưởng trực tiếp đến thông số điện áp và tần số của nó.

Ở đây, tốc độ quay của máy phát điện phụ thuộc vào hai yếu tố là sức mạnh của dòng nước và tải kết nối với máy phát điện. Nếu bất kỳ điều nào trong số này thay đổi, tốc độ của máy phát quá thay đổi gây ra sự giảm hoặc tăng tương đương trong điện áp đầu ra và tần số của nó.

Như chúng ta đều biết rằng đối với nhiều thiết bị như tủ lạnh, AC, động cơ, máy khoan, ... điện áp và tần số có thể quan trọng và có thể liên quan trực tiếp đến hiệu quả của chúng, do đó không thể xem nhẹ bất kỳ sự thay đổi nào trong các thông số này.

Để giải quyết tình huống trên sao cho cả điện áp và tần số đều được duy trì trong giới hạn cho phép, bộ điều khiển tải điện tử hoặc ELC thường được sử dụng cho tất cả các hệ thống thủy điện.

Vì việc kiểm soát dòng nước không thể là một phương án khả thi, nên việc kiểm soát tải trọng theo cách tính toán trở thành lối thoát duy nhất cho vấn đề đã thảo luận ở trên.

Điều này thực tế khá đơn giản, tất cả chỉ là việc sử dụng một mạch giám sát điện áp của máy phát điện và BẬT hoặc TẮT một số tải giả để lần lượt điều khiển và bù đắp cho việc tăng hoặc giảm tốc độ của máy phát.

Hai mạch điều khiển phụ tải điện tử (ELC) đơn giản được thảo luận dưới đây (do tôi thiết kế) có thể dễ dàng chế tạo tại nhà và được sử dụng cho quy định đề xuất của bất kỳ nhà máy thủy điện mini nào. Hãy cùng tìm hiểu hoạt động của chúng với những điểm sau:

Mạch ELC sử dụng IC LM3915

Mạch đầu tiên sử dụng một vài IC LM3914 hoặc LM3915 xếp tầng về cơ bản được cấu hình như một mạch điều khiển máy dò điện áp 20 bước.

Một đầu vào DC thay đổi 0 đến 2,5V tại chân số 5 của nó tạo ra phản ứng tuần tự tương đương trên 20 đầu ra của hai IC, bắt đầu từ LED # 1 đến LED # 20, nghĩa là ở 0,125V, LED đầu tiên sáng lên. trong khi khi đầu vào đạt 2,5V, đèn LED thứ 20 sáng lên (tất cả các đèn LED đều sáng).

Bất kỳ điều gì ở giữa dẫn đến việc chuyển đổi các đầu ra LED trung gian tương ứng.

Giả sử máy phát điện có thông số kỹ thuật 220V / 50Hz, nghĩa là tốc độ của nó càng thấp sẽ dẫn đến giảm điện áp cũng như tần số được chỉ định và ngược lại.

Trong mạch ELC đầu tiên được đề xuất, chúng tôi giảm 220V xuống DC điện thế thấp cần thiết thông qua mạng chia điện trở và chân nguồn cấp số 5 của IC sao cho 10 đèn LED đầu tiên (LED # 1 và phần còn lại của các điểm màu xanh lam) chỉ sáng.

Giờ đây, các sơ đồ chân LED này (từ LED # 2 đến LED # 20) cũng được gắn với các tải giả riêng lẻ thông qua các trình điều khiển mosfet riêng lẻ, ngoài tải trong nước.

Các tải hữu ích trong nước được kết nối thông qua một rơ le trên đầu ra LED # 1.

Trong điều kiện trên, nó đảm bảo rằng ở 220V trong khi tất cả các tải trong nước đang được sử dụng, 9 tải giả bổ sung cũng chiếu sáng và bù lại để tạo ra 220V @ 50Hz yêu cầu.

Bây giờ, giả sử tốc độ của máy phát điện có xu hướng tăng lên trên mốc 220V, điều này sẽ ảnh hưởng đến chân số 5 của IC tương ứng sẽ chuyển các đèn LED được đánh dấu bằng các chấm đỏ (từ LED # 11 trở lên).

Khi các đèn LED này được BẬT, các tải giả tương ứng được thêm vào khung, do đó ép tốc độ của máy phát điện để nó được khôi phục về thông số kỹ thuật bình thường của nó, vì điều này xảy ra, các tải giả lại được TẮT theo trình tự ngược lại, điều này tiếp tục tự điều chỉnh sao cho tốc độ của động cơ không bao giờ vượt quá định mức bình thường.

Tiếp theo, giả sử tốc độ động cơ có xu hướng giảm do công suất dòng nước thấp hơn, các đèn LED được đánh dấu bằng màu xanh lam bắt đầu tắt tuần tự (bắt đầu từ đèn LED # 10 trở xuống), điều này làm giảm tải giả và lần lượt giải phóng động cơ khỏi tải quá mức do đó khôi phục tốc độ của nó đối với điểm ban đầu, trong quá trình này, các tải có xu hướng chuyển đổi BẬT / TẮT tuần tự để duy trì tốc độ khuyến nghị chính xác của động cơ máy phát.

Tải giả có thể được chọn theo sở thích của người dùng và thông số kỹ thuật có điều kiện. Mức tăng 200 watt trên mỗi đầu ra LED có lẽ sẽ là thuận lợi nhất.

Các tải giả phải có bản chất là điện trở, chẳng hạn như đèn sợi đốt 200 watt hoặc cuộn dây nóng.

Sơ đồ mạch

Mạch ELC sử dụng PWM

Tùy chọn thứ hai khá thú vị và thậm chí còn đơn giản hơn. Như có thể thấy trong sơ đồ đã cho, một vài 555 IC được sử dụng như một bộ tạo PWM để thay đổi tỷ lệ dấu / không gian của nó để đáp ứng với mức điện áp thay đổi tương ứng được cung cấp tại chân số 5 của IC2.

“cách đọc tụ điện bằng đồng hồ vạn năng ”

Một tải giả công suất cao được tính toán kỹ lưỡng được gắn với một tầng điều khiển mosfet duy nhất tại chân số 3 của IC # 2.

Như đã thảo luận trong phần trên, ở đây cũng áp dụng một điện áp DC mẫu thấp hơn tương ứng với 220V tại chân số 5 của IC2 sao cho đèn chiếu sáng của tải giả điều chỉnh với tải trong nước để giữ đầu ra của máy phát trong phạm vi 220V.

Bây giờ, giả sử tốc độ quay của máy phát điện di chuyển về phía cao hơn, sẽ tạo ra sự gia tăng điện thế tương đương ở chân số 5 của IC2, do đó sẽ làm tăng tỷ lệ đánh dấu cao hơn đối với mosfet, cho phép nó dẫn nhiều dòng hơn đến tải .

Với sự gia tăng dòng tải, động cơ sẽ khó quay hơn, do đó sẽ quay trở lại tốc độ ban đầu.

Chính xác là điều ngược lại xảy ra khi tốc độ có xu hướng trôi về mức thấp hơn, khi tải giả bị suy yếu để kéo tốc độ của động cơ lên thông số kỹ thuật bình thường của nó.

Một cuộc 'giằng co' liên tục tiếp tục để tốc độ của động cơ không bao giờ thay đổi quá nhiều so với thông số kỹ thuật yêu cầu của nó.

Các mạch ELC trên có thể được sử dụng với tất cả các loại hệ thống microhydro, hệ thống cối xay nước và cả hệ thống máy nghiền gió.

Bây giờ chúng ta hãy xem cách chúng ta có thể sử dụng một mạch ELC tương tự để điều chỉnh tốc độ và tần số của đơn vị máy phát cối xay gió. Ý tưởng do ông Nilesh Patil yêu cầu.

Thông số kỹ thuật

Tôi rất hâm mộ mạch điện tử của bạn và Sở thích tạo ra nó. Về cơ bản, tôi đến từ khu vực nông thôn, nơi mà vấn đề mất điện 15 giờ mà chúng tôi phải đối mặt hàng năm

Ngay cả khi tôi đi mua biến tần mà cũng không được sạc do mất điện.

Tôi đã tạo ra máy phát điện cối xay gió (Với Chi phí Rất Rẻ) từ đó sẽ hỗ trợ sạc pin 12 v.

Cũng giống như tôi đang tìm mua Bộ điều khiển tua bin nạp điện của nhà máy gió mà quá đắt.

Vì vậy, hãy lên kế hoạch để tạo ra của riêng chúng tôi nếu có thiết kế phù hợp từ bạn

Công suất máy phát điện: 0 - 230 AC Volt

đầu vào 0 - 230 v AC (Thay đổi phụ thuộc vào tốc độ gió)

đầu ra: 12 V DC (đủ tăng cường hiện tại).

Xử lý quá tải / xả / tải giả

Bạn có thể vui lòng đề xuất hoặc giúp tôi phát triển nó và thành phần & PCB yêu cầu từ bạn không

Tôi có thể yêu cầu nhiều mạch giống nhau khi thành công.

Thiết kế

Thiết kế được yêu cầu ở trên có thể được thực hiện đơn giản bằng cách sử dụng một biến áp hạ bậc và một bộ điều chỉnh LM338 như đã được thảo luận trong nhiều bài viết của tôi trước đó.

Thiết kế mạch được giải thích dưới đây không liên quan đến yêu cầu trên, thay vì giải quyết một vấn đề phức tạp trong các tình huống sử dụng máy phát điện cối xay gió để vận hành tải xoay chiều được chỉ định với thông số kỹ thuật tần số nguồn 50Hz hoặc 60Hz.

Cách thức hoạt động của ELC

Bộ điều khiển phụ tải điện tử là một thiết bị giải phóng hoặc làm giảm tốc độ của động cơ máy phát điện được kết hợp bằng cách điều chỉnh chuyển mạch của một nhóm tải giả hoặc tải đổ được kết nối song song với tải thực tế có thể sử dụng.

Các thao tác trên trở nên cần thiết vì máy phát điện liên quan có thể được điều khiển bởi một nguồn thay đổi không đều như nước chảy từ một con lạch, sông, thác nước hoặc qua gió.

Vì các lực trên có thể thay đổi đáng kể tùy thuộc vào các thông số liên quan điều chỉnh độ lớn của chúng, máy phát điện cũng có thể buộc phải tăng hoặc giảm tốc độ của nó tương ứng.

Tốc độ tăng lên có nghĩa là tăng điện áp và tần số, do đó có thể phải chịu các tải được kết nối, gây ra các hiệu ứng không mong muốn và làm hỏng tải.

Thêm tải trọng

Bằng cách cộng hoặc trừ các tải bên ngoài (tải đổ) trên máy phát, tốc độ của nó có thể được chống lại một cách hiệu quả so với năng lượng nguồn cưỡng bức sao cho tốc độ của máy phát được duy trì xấp xỉ với các mức tần số và điện áp quy định.

Tôi đã thảo luận về một mạch điều khiển tải điện tử đơn giản và hiệu quả trong một trong những bài viết trước đây của tôi, ý tưởng hiện tại được lấy cảm hứng từ nó và khá giống với thiết kế đó.

Hình dưới đây cho thấy cách cấu hình ELC được đề xuất.

Trung tâm của mạch là IC LM3915, về cơ bản là một trình điều khiển LED chấm / thanh được sử dụng để hiển thị các biến thể trong đầu vào điện áp tương tự được cấp thông qua các đèn LED chiếu sáng tuần tự.

Chức năng trên của IC đã được khai thác ở đây để thực hiện các chức năng ELC.

Đầu tiên máy phát điện 220V được chuyển xuống 12V DC thông qua một biến áp bước xuống và được sử dụng để cấp nguồn cho mạch điện tử bao gồm IC LM3915 và mạng liên kết.

Điện áp chỉnh lưu này cũng được cấp cho chân số 5 của IC, là đầu vào cảm biến của IC.

Tạo điện áp cảm biến tương xứng

Nếu chúng ta giả sử 12V từ máy biến áp tương ứng với 240V từ máy phát, có nghĩa là nếu điện áp máy phát tăng lên 250V sẽ làm tăng 12V từ máy biến áp theo tỷ lệ:

12 / x = 240/250

x = 12,5V

Tương tự, nếu điện áp máy phát điện giảm xuống 220V sẽ làm giảm điện áp máy biến áp theo tỷ lệ:

12 / x = 240/220
x = 11V

và như thế.

Các tính toán trên cho thấy rõ ràng rằng RPM, tần số và điện áp của máy phát điện là cực kỳ tuyến tính và tương xứng với nhau.

Trong thiết kế mạch điều khiển tải điện tử được đề xuất dưới đây, điện áp chỉnh lưu cấp cho chân số 5 của IC được điều chỉnh sao cho BẬT tất cả các tải có thể sử dụng, chỉ có ba tải giả: đèn số 1, đèn số 2 và đèn số 3 là được phép vẫn được BẬT.

Điều này trở thành một thiết lập được kiểm soát hợp lý cho bộ điều khiển tải, tất nhiên phạm vi điều chỉnh có thể được thiết lập và điều chỉnh theo các cường độ khác nhau tùy thuộc vào sở thích và thông số kỹ thuật của người dùng.

Điều này có thể được thực hiện bằng cách điều chỉnh ngẫu nhiên giá trị đặt trước đã cho tại chân số 5 của IC hoặc bằng cách sử dụng các bộ tải khác nhau trên 10 đầu ra của IC.

Thiết lập ELC

Bây giờ với thiết lập đã đề cập ở trên, giả sử máy phát điện đang chạy ở 240V / 50Hz với ba đèn đầu tiên trong chuỗi IC được BẬT và tất cả các tải có thể sử dụng bên ngoài (thiết bị) được BẬT.

Trong tình huống này, nếu một số thiết bị được TẮT sẽ làm giảm tải của máy phát từ một số tải dẫn đến tăng tốc độ của nó, tuy nhiên việc tăng tốc độ cũng sẽ tạo ra sự gia tăng tương ứng về điện áp tại chân số 5 của IC.

Điều này sẽ nhắc IC BẬT các sơ đồ chân tiếp theo của nó theo thứ tự do đó BẬT có thể là đèn # 4,5,6, v.v. cho đến khi tốc độ của máy phát bị bóp nghẹt để duy trì tốc độ và tần số được ấn định mong muốn.

Ngược lại, giả sử nếu tốc độ máy phát điện có xu hướng giảm xuống do điều kiện năng lượng nguồn suy giảm sẽ nhắc IC TẮT đèn số 1,2,3 từng cái một hoặc một vài cái để ngăn điện áp giảm xuống dưới bộ , đúng thông số kỹ thuật.

Các tải giả đều được kết thúc tuần tự thông qua các giai đoạn bóng bán dẫn đệm PNP và các giai đoạn bóng bán dẫn công suất NPN tiếp theo.

Tất cả các bóng bán dẫn PNP là 2N2907 trong khi NPN là TIP152, có thể được thay thế bằng N-mosfet như IRF840.

Vì các thiết bị được đề cập ở trên chỉ hoạt động với DC, đầu ra của máy phát được chuyển đổi phù hợp sang DC thông qua cầu diode 10amp để chuyển đổi theo yêu cầu.

Đèn có thể được đánh giá 200 watt, 500 watt hoặc theo yêu cầu của người dùng và thông số kỹ thuật của máy phát điện.

Sơ đồ mạch

Cho đến nay chúng ta đã học được một mạch điều khiển tải điện tử hiệu quả bằng cách sử dụng khái niệm bộ chuyển tải giả nhiều lần tuần tự, ở đây chúng ta thảo luận về một thiết kế đơn giản hơn nhiều tương tự bằng cách sử dụng khái niệm điều chỉnh độ sáng triac và với một tải duy nhất.

Công tắc Dimmer là gì

Thiết bị chuyển mạch điều chỉnh độ sáng là thứ mà tất cả chúng ta đều quen thuộc và có thể thấy chúng được lắp đặt trong nhà, văn phòng, cửa hàng, trung tâm thương mại, v.v.

Công tắc điều chỉnh độ sáng là một thiết bị điện tử hoạt động bằng nguồn điện có thể được sử dụng để điều khiển tải gắn liền như đèn và quạt chỉ đơn giản bằng cách thay đổi một điện trở biến đổi liên quan được gọi là nồi.

Việc điều khiển về cơ bản được thực hiện bởi một triac buộc phải chuyển đổi với tần số trễ thời gian cảm ứng để nó chỉ BẬT trong một phần nhỏ của nửa chu kỳ AC.

Độ trễ chuyển đổi này tương ứng với điện trở nồi được điều chỉnh và thay đổi khi điện trở nồi thay đổi.

Do đó, nếu điện trở nồi được tạo ra thấp, triac được phép dẫn trong một khoảng thời gian dài hơn trong các chu kỳ pha, cho phép nhiều dòng điện đi qua tải hơn, và điều này cho phép tải kích hoạt với nhiều công suất hơn.

Ngược lại, nếu điện trở nồi bị giảm, triac bị hạn chế dẫn theo tỷ lệ trong một phần nhỏ hơn nhiều của chu kỳ pha, làm cho tải yếu hơn khi kích hoạt nó.

Trong mạch điều khiển tải điện tử được đề xuất, khái niệm tương tự cũng được áp dụng, tuy nhiên ở đây nồi được thay thế bằng một bộ ghép quang được thực hiện bằng cách giấu cụm đèn LED / LDR bên trong một vỏ bọc kín chống ánh sáng.

Sử dụng Dimmer Switch làm ELC

Khái niệm này thực sự khá đơn giản:

Đèn LED bên trong opto được điều khiển bởi điện áp giảm tương ứng bắt nguồn từ đầu ra của máy phát điện, có nghĩa là độ sáng của đèn LED bây giờ phụ thuộc vào các biến thể điện áp của máy phát điện.

Điện trở chịu trách nhiệm ảnh hưởng đến sự dẫn truyền triac được thay thế bởi LDR bên trong cụm opto, có nghĩa là các mức độ sáng của đèn LED giờ đây sẽ chịu trách nhiệm điều chỉnh mức độ dẫn triac.

Ban đầu, đoạn mạch ELC được đặt một hiệu điện thế từ máy phát điện chạy với tốc độ đúng hơn 20% tốc độ xác định của nó.

Một tải giả được tính toán hợp lý được gắn nối tiếp với ELC và P1 được điều chỉnh sao cho tải giả sáng nhẹ và điều chỉnh tốc độ và tần số của máy phát đến mức chính xác theo thông số kỹ thuật yêu cầu.

Điều này được thực hiện với tất cả các thiết bị bên ngoài ở vị trí BẬT được chuyển mạch, có thể được kết hợp với nguồn điện của máy phát.

Việc triển khai trên thiết lập bộ điều khiển một cách tối ưu để giải quyết bất kỳ sự khác biệt nào được tạo ra trong tốc độ của bộ tạo.

Bây giờ, giả sử, nếu một số thiết bị được TẮT, điều này sẽ tạo ra một áp suất thấp trên máy phát điện buộc nó quay nhanh hơn và tạo ra nhiều điện hơn.

Tuy nhiên, điều này cũng sẽ buộc đèn LED bên trong opto sáng hơn một cách tương ứng, do đó sẽ làm giảm điện trở LDR, do đó buộc triac phải dẫn điện nhiều hơn và tiêu hao điện áp dư thừa qua tải giả một cách tương ứng.

Tải giả rõ ràng là một đèn sợi đốt có thể được nhìn thấy phát sáng tương đối sáng hơn trong tình huống này, làm tiêu hao năng lượng phụ do máy phát tạo ra và khôi phục tốc độ máy phát về RPM ban đầu.