ДЕЛАЕМ Контроллер Отбора Мощности
 

1

ДЕЛАЕМ Контроллёр Отбора Мощности
 

Контроллёр отбора мощности вещь нужная, Серкат на /alter-energo.ru/ изготовил КОМ на 8квт. Но, имея ветрячёк на 200-500 ватт делать прибор на МК ИМХО неоправданно дорого. Попал мне в руки БП АТХ и родилась мысль использовать TL494 для приведения Гуляющего напряжения генератора в стабильное +контроль мощности отбора для поддержания кпд ветряка. Сам я в электронике ноль:) но паяльником помахать могу. Предложение к учатникам форума: Помогите разработать схему! я думаю тема заинтересует многих.

Было бы не плохо, хоть как то примитивно попробовать отбирать мощность с ветряка, которая увы мало зависит от того с какой частотой он вертится. Есть конкретные идеи?

Почему мало зависит? Как раз от оборотов плясать и надо! ветер-обороты для турбины известны, обороты-ЭДС для генератора тоже, ветер-мощность известны, задаёмся кпд, имеем зависимость: частота-мощность. как смог:#

Быстро крутится, это ещё не значит что обладает мощностью. А выглядит это примерно вот так.

Сергей, Так обороты упали -мощность отбираемая упала, обороты поднялись- мощность увеличилась. А за горб не перелезет. Ну а если и перелезет пусть- значит пора останавливать.

Так весь то и фокус в том, что бы снимать мощность с этих вот горбов, и недавать падать оборотам. Независимо от того какой у тебя потребитель.Ни в коем случае. Шож ты будешь останавливать, например, на ветре 6м/c?

я свамы согласен етоЗарядные устройства для автомобильных аккумуляторов 4. Автоматика в быту. Авторская страница Кравцова Виталия + етоwind charge controller

Преобразователь напряжения DC-DC. Входное напряжение 18-50В, выходное 14В

Интерес вижу. Однако надо определиться с техзаданием: Генератор из асинхронника- напряжение 90-200вольт. Мощность (у меня) 250ватт поэтому нужно трансформировать напряжение. В БП АТХ силовой транс питается половиной входного напряжения, ключи управляются через согласующий транс, ИМХО вижу схему примерно так: ТЛка питается от бп телефона ( как раз с 90в запустится) ключи через драйвера напрямую от микрухи а транс перематывать чтобы первичка была двойная.пока так.

Ничего не понял. А причём здесь регулятор мощности? А кто будет ток на АКБ ограничивать?

Добавлено через 1 час 45 минут
LEX,ты писал (Так обороты упали -мощность отбираемая упала, обороты поднялись- мощность увеличилась.) В твоём случае ШИМ регулирования, всё выйдет наоборот. Мощность которую мы можем отобрать упала, а ШИМ будет стараться держать её на заданном уровне и остановит турбину. Когда ты писал об использовании второго компаратора в ТЛке, и завязать его с частотой вращения турбины, я тогда сразу почему то подумал о регулировании тока заряда в зависимости от силы ветра, а не от оборотов генератора. Это как мне кажется было бы больше похоже на регулятор отбора мощности.

Помоему вы путаетесь.
Когда генератор подключен через впрямитель к аккумулятору, никокой стабилизации не требуется! Аккумулятор сам возьмёт на себя роль регулируемой нагрузки. Но, надо обязательно ставить контроллер заряда АКБ, чтоб небыло перезаряда - лишнее уйдёт на баласт.
Если же с выхода генератора идёт всокое напряжение, надо поставить по трансформатору на каждую фазу. И с выхода транса через впрямитель на АКБ. Трансы надо расчитать так, чтоб на ветре 4-5 м.с. уже шол малый ток заряда, и при ветре 8-10 м.с. (максимум) тарнс вдавал нормальный ток на заряд.

Читаю форум и сравниваю схемы на компараторах. То там плохо настроить, то тут. Самое интересное, что люди на трех транзисторах построили ШЕДЕВР. НАПРЯЖЕНИЕ констант (среднее).
Посмотрим внимательно на R7. Это жесткая положительная связь. Напряжение меньше 14В, транзистор VT3 открыт и это сопротивление R7 через открытый ключ встает параллельно R3 и точка VD1 становится минусее в делителе напряжения на R1, R2, (R3+R7). Теперь напряжение на VD1 наконец то достигло пробоя и стабилитрон открыл транзистор VT1, соответственно закрылся VT3, и жесткая положительная связь в лице R7 перекидывается на плюс, и в родном роторе примерно на 10 Ом становится больше. (В моем случае на 480 Ом больше). Теперь VD1 стал плюсее и R3 стало R3, так, как R7 уже не параллельно, а плюсубельнее. Появился гистерезис. Как только откроется VT3, и станет минусее, появится второй гистерезис. Схема, как хамелеон, подстраивается под ток и сопротивление нагрузки, меняя скважность и частоту. Главное, чтобы сопротивление балласта могло съесть всю мощность генератора, а чудо-схема сама отрегулирует ток и сопротивление, чтобы напряжение было констант. И зачем компьютерные блоки, компараторы подключения нагрузки, контроллеры с пропиской оборотов и мощности. Все гениальное просто.
Для себя я все решил и больше не буду дискуссировать на эту тему. Усложняйте, цепляйте нагрузку, пока она не просядет опорное компаратора. Дерзайте. А самое простое, держать напряжение на одном уровне, меняя сопротивление и ток лежит на поверхности.

А обороты как раз зависят от силы ветра. Именно поэтому и возник вопрос о частотомере с аналоговым выходом. И напряжение с него подавать на второй компаратор в качестве образцового. Таким образом и плучится: если обороты растут растёт опорное на втором компараторе- растёт отбираемый ток, перебрали тока- обороты упали, упал отбираемый ток.

Добавлено через 8 минут
baysun, сколько будут стоить три транса изготовленные под заказ и под неизвестные характеристики?(рассщитать не получается-смотри тему Бурлаки) или б/у БП АТХ в котором все необходимые детали уже есть? Речь-то идёт о мощности в 200ватт... вот когда доберусь до пятикиловаттника обязательно буду использовать трансы. ИМХО там это будет оправдано.

Соласен на все сто. А как из 150 сделать 28 или 14? основная проблема здесь. а компараторы от незнания как лучше...

Для этого и была придумана электрическая машина - трансформатор.

А по частоте вытянет?

Добавлено через 2 минуты
LEX,А на каком ветре у тебя такое напряжение ХХ?

Трансформатор работает на любой частоте, только от нее зависит габаритная мощность. Что такое 200Вт при 50Гц, понятно, от старого ч/б телевизора. Он-же при 25Гц 100Вт потянет (должен, ИМХО), хотя при этом напряжение упадет вдвое, а мощность в четверо.

Всё правильно, в этом месте у нас и возникли разногласия по сути происходящих процессов. Повторяю,

Колесо обладает максимальной мощностью только на определённых оборотах при данном ветре. Для этого я показал страничку из книги. Перегрузишь, обороты упадут недоберёшь в мощности. Недогрузишь, обороты поднимутся и опять недоберёшь в мощности.
Частотомер я себе уже сделал, использовал датчик Холла из комповского кулера подрабнее здесь http://windpower-russia.ru/forum/sho...hp?t=60&page=3 В качестве опорного, согласен. А что с ним сравнивать будем? Ток с измерительного шунта?

Так мне что, тридцатью амперами заряжать АКБ в 60Ач? Так он за пол часа наберёт 14,5В А будет ли он заряжен? Тогда уже пора запускать в дело ещё один компаратор с датчиком температуры электролита. И пусть хоть он как то следит за током заряда...

Поэтому я и спрашивал у
LEX,что у него за генератор и с какими мы оборотами имеем дело. Есть ещё один способ сбить напряжение. Соединить обмотки фазы в параллельные ветви. И это одна из причин по которой я не спешил заливать своего гену лаком.

Сергей, с трансформатором могут быть проблемы со стартом ветряка. Пока нет частоты или маленькая, это кз для генератора. Нужно реле включения транса при определенном напряжении или частоте.

Не ток а напряжение на шунте. Именно об этом и речь.
Гена из асинхронника, он соединён в звезду, и намертво залит лаком. Среднюю точку найти неудалось.
если ХХ то на5-6м а при 8ми 150вольт под нагрузкой. правда кпд хреноват- изначально двигатель имел кпд 67%

пока частота маленькая, так и ЭДС генератора маленькая, по этому КЗ не должно быть.
а то, частоту с ЭДС забываем связывать, про то, что ЭДС практически нет - забываем!!!

Только тронь ротор, сразу эдс. А тут кз транса. ну ка стронь. Еще Володя об этом писал. http://alter-energo.ru/viewtopic.php?p=16338#16338

от частоты вращения зависит ЭДС, Валадимир писал, только вот у Бурлаки транс они поставили - это опровержение, того что Владимир писал им же ;)

Добавлено через 2 минуты
кз не будет, т.к. на транс подается не постоянка, все считается через насыщение железа при данной ЭДС и частоте.

По идее на PIC получается красиво.
в качестве данных о текущей мощности у нас есть два параметра.
1. Напряжение с измерительного шунта
2. напряжение генератора.

однокристалка оперируя произведением этих величин меняет скважность управляющих импульсов на ключевом элементе включенном последовательно с генератором.

алгоритм такой... увеличиваем скважность (при этом нагрузка становится меньше...) если произведение становится больше (значит наблюдается рост мощности) снова увеличиваем скважность еще на один шаг.
как только произведение начинает уменьшаться - начинаем уменьшать скважность и так сравнивая две величины прошлый шаг и новый шаг мы всегда будем качаться в точке максимальной мощности для этого ветра и этого генератора.

на выходе регулятора мы получим импульсное напряжение с переменной скважностью. дальше это все идет на НЧ фильтр и регулятор баластной нагрузки... в которой часть мощности отдаем в АКБ а лишнее сбрасываем в баласт

в качестве шунта берем стандартный измерительный шунт такого номинала, чтобы небыло превышения тока на нем при максимальном рабочем ветре.
ну например 5 А шунт имеет падение напряжения 75мВ при 5А
а 200А шунт имеет падение напряжения 75мВ при 200А
схема получается универсальной, т.к. мат аппарат не привязан к абсолютным значениям... а работает с относительными величинами.

Ну и еще один плюс... данный девайс оптимально согласовывает ветряк с ЛЮБОЙ нагрузкой главное чтобы она была чуть больше максимальной мощности ветряка на текущем ветре.

Tema0, Делать будешь? С меня Сливянка!

Наверно правильно. А вот без микроконтроллеров можно обойтись? Как нибудь на компараторах?

Добавлено через 7 минут
LEX, вот здесь я задавал подобный вопрос. http://windpower-russia.ru/showthread.php?t=107 думаю задача решаемая. А если перемотать транс, то думаю границы можно и понизить.

LEX, Делать буду.
но сейчас занят солнцем, под него уже все закуплено.. осталось MPPT-контроллер заряда дождаться из штатов...
ветром ближе к лету займусь, пока теорию подгоню и продумаю.

Добавлено через 6 минут
Сергей, На компараторах может и можно.... но гораздо сложнее.
тут ведь еще есть один плюс... можно в однокристалке накапливать информацию о выработке ветряка по дням года. полезная инфа. тем более информация о текущей мощности у нас базовая часть для управления. и взять ее особой сложности не составляет

Добавлено через 2 часа 59 минут
LEX, Делать буду на базе отладочного модуля вот такого http://www.voltmaster.ru/cgi-bin/qwe...34&group=51901
т.к он у меня есть и на нем есть все необходимое в том числе графический ЖКИ, 4 шт АЦП, и каналы ШИМ. даже не помню сколько.
память и СОМ порт :drinks:
может в выхи попробую идею обкатать, если время будет. там в общем достаточно простой код получается. и из обвеса только ключ на ШИМ

Tema0, а на Tiny26 например, или Mega8 (все небходимое на борту есть) - что-то помассовее :)
нет-ли, случайно, сред разработки софта для AVR с помощью логических блоков (игрался с таким когда-то для промышленного контроллера), тогда над написанием прошивки могут многие пыхтеть, а не один......

Добавлено через 1 минуту
а внутрисхемный программатор собирается внутри COM разъема за час....

Есть. Называется Flowcode AVR.

Тут вся фишка в том, что у меня есть уже готовый модуль на атмеге.
и я для него уже писал проги. Есть модель для этого модуля в среде разработки, что тоже несколько упрощяет мне мою задачу
вникать в остальные да и паять все с нуля просто нет времени.
на борту имеющегося комплекта есть вообще все что может понадобиться.
ну и опять же.. после отладки можно это все адаптировать под другую атмегу. если уж очень нужно.

Александр, спасибо огромное, это то, чего не хватало для счастья :). буду учиться.

А если мощности не хватает и нагрузка потребляет больше, чем вырабатывает генератор?

Так вот и хочет народ сделать меняющиеся опорное напряжение, в зависимости от оборотов генератора. То-есть фактической мощности на ветроколесе.

Вот! о чём и речь! и чтоб дёшево и сердито..

Ну вот мне чё-то так кажется, что чего-то здесь не хватает. Попробую описать словами. Есть датчик тока, есть тахометр, рассматриваем постоянный ветер. Вот пошёл ток заряда, пригрузился генератор, обороты упали. Тахометр даёт команду, уменьшить зарядный ток и он уменьшается. Обороты увеличиваются, увеличивается ток, опять таки пригружая гену и всё повторяется. Здесь вроде всё понятно, хотя можно всё сделать гораздо проще. Идём дальше. Ветер поменял скорость, допустим усилился. Зарядный ток вышел на заданный уровень, тахометр не даёт команду на снижение тока потому что винт не притормаживается а зарядный ток не увеличивается, он у нас ограничен датчиком тока. И наше колесо оставшись с постоянной нагрузкой пошло набирать обороты. Допустим мы вручном режиме можем увеличить зарядный ток который соответствует новой мощности ветроколеса и всё окажется согласованым. Но не будешь ведь ты сидеть и крутить переменное сопротивление? Так что нам осталось придумать какой-то управляемый датчик тока. А как это сделать, ума не приложу...

не надо ни какой датчик тока, отдельный тахогенератор выдает напряжение, которое управляет током, больше обороты -больше ток, меньше обороты - меньше ток.

Всё гениальное просто:i_am_so_happy:... И вот если-бы этот тахогенератор заставить поднимать напряжение по заданной хотя-бы прямой (красной на рисунке), тогда это устройство уже будет напоминать регулятор отбора мощности... Наверное:#

Для этого можно использовать обычный операционный усилитель, регулировкой коэффициента усиления можно добиться любой крутизы прямой.
В идеале лучше использоать квадратичный усилитель, схему только не нашел.
Принцип квадратичного усилителя таков, первый операционный усилитель работает как линейный усилитель, а второй операционник от этого же входного сигнала регулирует коэффициент усиления первого линейного усилителя, таким усилителем и с поданым на его вход напряжения тахогенератора можно добится более рационального снятия мощности с генератора.

Добавлено через 10 минут
при таких махинациях важно еще учитывать КПД генератора, КПД будет уменьшаться, а нагрузка на вал винта возрастать.

Вот к этой схемотехнике я и стремился. Нужно будет всё путём обмозговать...

Контроллер отбора мощности для альтернативных источников энергии на микроконтроллере.

Незнаю в какую тему написать.
Парни, прошу подсказать по системе заряда АКБ, я в данном направлении электроники, уже сильно отстал. Если не путаю, система называется МРРТ.
Хочется собрать контроллер заряда без использования трансформаторов - уж больно они тормозят винт, а на выходе недостаточный ток. В общем КПД желает быть лучшим.
Задача такая: в зависимости от входного напряжения, мог регулироваться ток снимаемый с ветрогенератора на заряд АКБ. Было б вообщездорово, чтоб можно было задавать ток заряда от 3 до 20 ампер, а по достижении полного заряда, допустим 14,5 или 29 вольт, шла команда на такой-же регулятор но для работы на тен.
У меня ветрогенератор просит начало нагрузки при достижении 60 вольт (постоянка) и разгоняется до 150 вольт. Сейчасний мой контроллер работает следующим образом: 4 полевых транзистора ступенчато подключают 6 тенов по 98 Ом каждый. Первые две ступени подключают по одному тену, две последних ступени подкидывают ещё по два. Ступени подключаются на уровнях по напряжению 60, 75, 90, 110 вольт.
Для заряда АКБ, паралельно входу контроллера подключил три транса, с мостом Ларионова. Перед входами трансформаторов к двум фазам последовательно подключил два семистора, с подпаянными конденсаторами от анодов к управляющим электрордам. Конденсаторы подобрал так, чтоб по достижении 60 вольт (постоянка) или 35 вольт (переменка) семисторы открываются. Чтоб зарядить АКБ две первых ступени контроллера, перекидываю на две последние. Получается до напряжения 90 вольт работает заряд АКБ, а выше добавляются тены.
К сожалению трансы дают просадку даже работая на холостую. Достичь ток в 10 ампер, без включения тенов у меня не получается. По достижению тока заряда 8 ампер (это 90 вольт постоянки), включается предпоследняя ступень и ток заряда падает. Возможно добавив сечение вторички позволит выйти на режим, но помоему это не получится - на первичке просядет. Намотать толще первичку тоже не годится – сильно просядет вход.
Вот я и призадумался, может мне поможет применение умного контроллера, который будет импульсами подключать заряд к АКБ и регулировать эти испулься по длительности, в зависимости от входного напряжения?
Может есть что-то похожее кусками, а я потом всё это объедининю?

а может намотать вторичку по максимуму , а первичку наматывать например с 5ю-6ю выводами последовательно с увеличением витков и переключать их в зависимости от напряжения симисторами.