Вот агрегат Sercat'а http://www.youtube.com/watch?v=PbkPS96O4lE.
Там в конце видно, как контроллер отображает параметры агрегата - обороты, мощность. и видно, как ветер неадекватно гуляет по отношению к оборотам и к мощности. По цифрам однозначно видно, что регулирование нагрузки жестко завязано на обороты винта через кубическую зависимость (и это правильно), а вот на скорость ветра она не завязана. На напряжение думаю завязывать регулирование не стоит, лучше взять частоту тока до выпрямителя. Ведь когда винт будет помощнее - от сопротивления обмоток уже не отмахнешься. Нужна таблица - обороты-мощность для конкретного винта. а чтобы от балды не писать эту таблицу - см. выше. |
У меня есть 2 аргумента насчет регулирования от оборотов.
Первый и самый главный в моем случае. Многое уже сделано, нужно довести до ума и проверить как будет работать. Проверить результат довольно легко. Известно примерно сколько при какой скорости ветра теоретически может выдать трехлопастник 1.7 метра из ПВХ труб. Сравнивая с этим значением получим эффективность контроллера. Ну и второй агрумент более теоретического плана. Насколько я понимаю процесс, максимальный киев турбины при заданной скорости ветра достигается на определенных оборотах. Соответственно логично мерять скорость ветра и заставлять вращаться турбину на максимально эффективных оборотах. Я себе упростил жизнь мощным генератором с маленьким сопротивлением. Но в любом случае эту модель можно доработать включив в параметры сопротивление генератора и видимо еще момент энерции вращающихся частей. Но это уже совсем круто :) Но вы тоже правы. Фактически скорость ветра можно вычислить проанализировав обороты и снимаемую мощность за какой-то промежуток времени. Но лично мне легче вцепить анемометр. Слишком много может быть неучтенных параметров. |
Цитата:
Цитата:
|
Цитата:
Вообще, даже не совсем понятно, куда этот анемометр ставить. У меня стоит отдельно от ветряка, чуть ниже нижней кромки винта и немного в стороне, примерно в четырёх метрах. И я замечал, что анемометр показывает одно, а винт - всё строго наоборот. Данные признавал достоверными, если не менее десяти секунд мощность с ветряка совпадает с тем, что должно быть согласно показаниям анемометра. Но такое получается весьма редко и весьма непросто подловить. От анемометра придётся отказываться и реализовывать совсем другой тип алгоритма. |
Действительно, логично было бы мерить скорость ветра, а нагрузкой загонять винт в расчетные обороты для этого ветра. Но фокус в том, что анемометр будет стоять на расстоянии от винта и при порывистом ветре измеренные значения скорости ветра будут сильно отличаться от ветра на винте.
В том видео в принципе видно, что инерция винта не очень высока (обороты набирает быстро и сбрасывает тоже). и получается такая беда - если мощность завязывать на обороты то погрешность будет идти от инерции, а если на скорость ветра то погрешность будет идти от несоответствия показаний анемометра. Как раз внимательно изучив показания на дисплее контроллера в том видео можно сделать вывод о том (тупо посчитать), в каком случае погрешность будет меньше. ..... Стоило на 5 минут зазеваться и все мои мысли уже написаны....:)) |
Цитата:
Насчет видео тут скорее вопрос реализации, а не теории. Мне все-таки не верится, что анемометр в нескольких метрах от ветряка будет показывать принципиально другие значения. Конечно в идеале нужно учитывать инерцию ветряка, на больших турбинах при порывистом ветре это будет особенно заметно. Нужно какую-то сложную математическую модель строить. Думаю недели 3-4 осталось до полной реализации того контроллера, что я задумал в "железе" так сказать. Дальше вопрос программирования. Можно будет опробовать разные варианты. |
Скорость винта можно измерить достаточно быстро и, несмотря на ощутимую инерцию, поймать начало изменения режима в самом зародыше. Контроллер успевает измерить длительность половины периода и при этом ещё сравнить с тем, что было прошлый раз. А затем снова измерить - на следующем импульсе - и снова сравнить. А дальше нужно думать, что с этим делать и как.
|
Цитата:
Добавлено через 8 минут Цитата:
Вот и лежат уже полтора года... необработанные. |
Пока у меня винт стоял низко над землёй, я носился с датчиком анемометра, как дурень со ступою, стремясь воткнуть его в землю строго перед винтом в паре метрах. Тогда более-менее что-то получалось. Но вот незадача: на уровне земли уж больно ветер непостоянный. Ну его, анемометр этот... Так только, чтобы знать, что ветер вообще дует...:)
|
Пока ходил в магазин таки понял, что контроллировать соответствие оборотов мощности наверно более правильно.
Например, в контроллере таблица соответствия оборотов вырабатываемой мощности. Если вырабатывает больше заданной в таблице отпускаем ветряк, если мощность меньше значит работает вхолостую и тормозим. Да и частоту измерить легче чем с анемометром играться. Даже оптимальные обороты и мощность посчитать можно и предварительно занести в таблицу. Всем спасибо, что надоумили. Теперь разобраться надо как датчиком холла силу тока мерять. |
А зачем измерять силу тока датчиком холла???
да и вообще... зачем нам сила тока как таковая... есть другое решение. мы оперируем мощностью на выходе системы. посему измерять нужно именно мощность. т.к. в основном у народа проблемы с программированием, то нужно процесс перемножения вынести наружу. а именно ... поставив измерительный шунт снять с него напряжение (пропорциональное току в нагрузке) и перемножить с текущим напряжением исползуя аналоговый перемножитель двух сигналов... например вот такой http://w-metr.narod.ru/ с выхода этой преблуды мы имеем сигнал ( напряжение) пропорциональное отдаваемой в нагрузку мощности... ее мы и загоняем в PIC и на нее мы ориентируемся при манипуляциях с нагрузкой |
Сложность в том, на сколько на данный момент разобрался в теме с MPPT - это адаптивность нагрузки. То есть нагрузка должна быть с максимальным отбором мощности в определённый момент времени, естественно зависящий от силы ветра. И без неё, перемножитель просто займётся измерением напряжения к сожалению. Думаю в ПИКе должно присутствовать семейство нагрузочных характеристик генератора, а не зря предлагаемый датчик (и лучше не один, а как можно больше) Холла позволит с большей точностью следить за угловым ускорением, что в итоге будет говорить о мощности на валу
, которую можно использовать опять-же в данный момент времени. Измиритель мощности нам тоже нужен будет для контроля максимальной нагрузки на генератор, для предупреждения его перегрева, допустим информируя об оставшемся 10% запасе от максимально выдаваемой мощности. |
Лишнее это....
разбиваем задачу на две части... абсолютно разных 1. Выжимание максимума из источника ну давай пока для упрощения представим что нагрузка - есть бездонная бочка и о ней мы ничего не знаем а наш контроллер - это кран, регулирующий напор подаваемой в бочку воды из некоего неизвестного нам источника. для прояснения пишу что НАПОР - ЭТО КОЛИЧЕСТВО ПРОХОДЯЩЕЙ ЧЕРЕЗ СИСТЕМУ ВОДЫ В ЕДИНИЦУ ВРЕМЕНИ и заведомо решим... что забирая из источника энергию мы на него влияем, по пофиг какому закону... нам это не важно... важно что влияем!!! т.е безоговорочно нагрузка сможет утилизировать 100% мощности которую мы в нее запихнем.. (как это делается позже решим) есть у меня параметр - мощность (напор) я его могу прекрасно оценить при помощи некоего "Ваттметра" а теперь используя кран и ваттметр нужно добиться такого режима, чтобы напор был максимален... крутя кран мы по неизвестным нам законам влияем на источник(ветроголовку)... измеряя мощность мы делаем вывод - позитивно эти изменения сказались или негативно... если позитивно, то повторяем это действие с некоторым таймаутом на некоторую величину, если напор уменьшился то совершаем действие обратное с некоторым таймаутом на некоторую величину. таймаут и Величина это константы зависящие от механических свойств системы... как то масса инерция и.т.д. но и они могут быть найдены автоматом в ходе недлительного процесса "стартового обучения" системы на мой взгляд все понятно. термины которые тут использованы: кран - ШИМ для отладки этой части программы используем банальное КЗ в качестве бездонной бочки 2 часть - утилизация этого максимума.... за ранее решаем что для универсальности и повторяемости нагрузка и ее характер нам неизвестны... а дальше напишу если сообщество одобрит первую часть алгоритма |
Что то уж больно всё сложно. Я не знаю что вы задумали, но в моём варианте должно всё быть проще. Я знаю какая нужна нагрузка при достижении определённого напряжения на выходе генератора.
У меня 4 ступени, напруга поднимается до 60 вольт подключается первая нагрузка - 98 Ом, напряжение поднялось до 75 вольт, ещё один тен - и того 48 ом. Растёт дальше и при 90 волтах подключается ещё 2 тена = 24,5 ома. Выростает до 110 вольт подлючается ещё 2 тена = 16 Ом - это полная нагрузка гены. Защита срабатывает когда генератор выдаёт 130-150 вольт (хвост складвается) Зная напряжение и сопротивление нагрузки можно расчитать линейность. Помоему это самый простой вариант. |
Цитата:
Такой вариант не отслеживает точку наибольшей мощности, а только приблизительно, да и то с большой натяжкой, подгоняет несколько точек на кривой винта. Да и использование нагрузки из кучи переключающихся ТЭНов не является лучшим способом. То, что предлагает Tema0, должно работать на любую нагрузку, к которой оно должно само приспосабливаться. И на любом ветряке. Именно к этому нужно стремиться. А сложным всё будет выглядеть до тех пор, пока не будет отточен алгоритм. |
to Tema
Алгоритм то правильный и красивый, но надо иметь время и здоровье это все реализовать. В этом году времени хватило только на реализацию, похожую на алгоритм Baysun. Только ступеней нет (у меня это скорее контрольные точки), переключение от мощности и тенов нет (импульсный преобразователь все утилизирует). В вашем алгоритме может быть много подводных камней. Например то, с чем конкретно я столкнулся. Меряем мощность, меняем ШИМом параметры преобразователя, меряем опять. Что получается. ШИМ отпустил турбину и пока она не раскрутилась до новых оборотов измеряемая мощность равна нулю. Если померять невовремя, получим неправильный вывод о напрявлении изменения параметров преобразователя. Если сделать таймаут слишком большим турбина будет раскручиваться недостаточно резво. А ветер часто бывает порывами. Появилось сегодня немного времени, накидал схему своего контроллера. В ней пока только блок самого микроконтроллера. Дальше выложу схемы датчиков напряжения, тока, оборотов. Схема импульсного преобразователя есть в учасниках, потом тоже нормально сделаю (она простая как 5 копеек). В архиве есть еще архив с проектом microC. Важно!!! если вы не понимаете что происходит в схеме не вздумайте ее делать. Сам девайс на даче, делал по памяти. То, что я сейчас выкладываю это скорее подсказка для конструирования своего контроллера. http://windpower-russia.ru/forum/att...1&d=1321897108 З.Ы. Универсальность не всегда хорошо. Наиболее реальным и простым вариантом я думаю будет снять нагрузочную характеристику турбины и отталкиваться от этого. |
Свои пять копеек.
Предположим, что ветер Х м/с, из скоростной характеристики турбины знаем, что на этом ветре она должна вращаться со скоростью Y и при этом выдавать мощность Z. Способ измерения мощности, как предложил Tema0 в посте #51. теперь алгоритм первый вариант - частота вращения (измерять по частоте тока ) из таблицы (в ROM) дает значение мощности, которое нужно получить, если оно превышает измеренное значение мощности то меняем скважность в одну сторону, если меньше измеренного значения мощности - скважность в другую сторону. второй вариант - так же как в первом варианте измеряем обороты и мощность, подгоняем скважностью мощность в соответствие с табличным значением еще измеряем угловое ускорение (дифференциал частоты). значение дифференциала частоты (опять же из скоростной характеристики турбины) однозначно дает значение действующей скорости ветра в настоящий момент. Если дифференциал=0, значит обороты турбины соответствуют расчетным для текущего ветра - никаких действий, продолжаем отслеживать соответствие мощности текущим оборотам Если дифференциал>0, значит обороты турбины растут, что по скоростной характеристике дает значение большей скорости ветра и больших расчетных оборотов - отпускаем винт на холостую (или 20% или хз сколько% от расчетной нагрузки), до тех пор, пока обороты не станут расчетными для новых условий, после чего врубаем нагрузку для новых расчетных оборотов. Если дифференциал<0, значит обороты турбины падают, что по скоростной характеристике дает значение меньшей скорости ветра и меньших расчетных оборотов - грузим винт по полной (200% или хз сколько% от расчетной нагрузки, но с ограничением по току, дабы генератор не спалить), до тех пор, пока обороты не станут расчетными для новых условий, после чего снижаем нагрузку до соответствия новым оборотам. Дабы предупредить вопросы об отпускании и перегружении винта (об этом писалось уже, но повторю). при резком увеличении скорости ветра винт работает с недобором оборотов, пока не выйдет в номинал, чем дольше он выходит, тем больше ветра пропустит сквозь себя и недоберет энергию. при резком падении скорости ветра - винт работает с перебором оборотов, и чем дольше он замедляется, тем больше воздуха обойдет винт стороной - опять недобор. |
petruha256,
Вполне допустимо не уменьшать нагрузку на винт при порывах. Порыв никогда не бывает абсолютно мгновенным, усиление ветра происходит хоть и быстро, но не скачком. А окружная скорость винта достаточно высока и существенно превышает скорость ветра при порыве. Поэтому изменение угла набегания невелико и винт очень быстро разгоняется. Эти выводы сделаны при наблюдении за моим винтом, который продолжает меня удивлять своей работой, в том числе и при порывистых ветрах. Можно для начала создать базовый алгоритм отслеживания точки пика мощности, а уже потом можно его изменять в нужную сторону. |
krauser2 хотел посмотреть твою ссылку, пишет " вложения не существует". Что там?
|
petruha256,
зачем отслеживать дифференциал частоты? достаточно отслеживать дифференциал мощности чтобы сделать вывод о правильности действий... по тому как при нагруженном генераторе мощность и обороты имеют прямую зависимость, посему достаточно измерять последний параметр. для того чтобы идти вашим путем, нам обязательно еще нужно скорость ветра измерять только имея скорость ветра мы сможем правильно использовать данные о скорости вращения. НО... я уже писал... это все лишнее. для того чтобы снять максимум мощности с ветряка в конкретный момент времени нам кроме величины мощности отдаваемой ветряком больше ничего и не нужно. Все временные задержки которые будет иметь система выявляются на этапе "обучения контроллера" |
Как-то косо залил кусок схемы и проект с прошивкой. В часов 6 перезалью
to Tema Нагрузочная характеристика турбины позволяет по мощности и оборотам найти скорость ветра. |
Цитата:
Похоже что krauser2, загрузил вложение, а вставить в виде миниатюры посередине текста не получилось. Для выполнения этой процедуры, ему ещё раз нужно заглянуть сюда |
Простите, но как предлагается измерять частоту? :) Допустим в моём проектируемом варианте предполагается выпрямитель упрятать в коробке соединений асинхронника и снижение вести всего двумя силовыми кабелями...с точки зрения надёжности n*контакт ессно.
Tema0 - ваше предложение по измерению мощности без нагрузки как реализовать? Ведь чем большую мощность мы можем снять - тем меньше сопротивление нагрузки, а это есть величина переменная (хочется однозначной зависимости, в пределах погрешности, пропорциональной). Baysun предлагает вариант ступенчатой нагрузки - мне кажется в этом есть смысл, если в качестве буфера использовать аккумуляторы, а не тэны - без него ведь всё равно никак (Вложить подобную логику переключений в зарядное устройство). Идея, которая крутится в голове: 1 часть (Генератор - MPPT - Умный зарядник - Блок аккумуляторов), 2 часть (Блок аккумуляторов - Не очень умный преобразователь - Потребители) Если мощность переменна, то и количество потребителей переменно, разве не так? А городить логику, которая включала бы мне телек, когда на него есть избыток мощности у генератора как-то не совсем айс... Добавлено через 23 минуты Цитата:
|
Вложений: 1
Перезалил
Вложение 4996 |
Дмитрий 31,
Не стоит создавать специальную ветку. А то мы в этих ветках утонем. Всё касающееся алгоритма MPPT обсуждаем здесь. |
И всётаки я уверен что есть возможность привязки шим-контоллера к выходному напряжению генератора. У меня осталась таблица характеристик моего гены, я согласно неё и делал свой контроллер и он реально работает!
Давайте прикинем, допустим мой генератор при 350 оборотах даёт 100 вольт при нагрузке 10 ом и винт при 10 м.с. как раз даёт нужную мощность. Так вот, на максимуме наш контроллер увидя напряжение на входе 100 вольт, должен пропустить через себя 1000 ват - типа пропустить всё то, что выдал ему ветрогенератор. Ветер снизился до 9 м.с., напряжение на генератора упало до 75 вольт, контроллер увидя это, уменьшил частоту сделования импульсов подключения нашего генератора к нагрузке, тем самым довёл нагрузку до 750 ват. Ветер упал до 8 м.с, генератор выдаёт 50 вольт - контоллер подключает нагрузку доводя её до 500 вт. Ну и т.д не важно в каком порядке. Зависимость от входного напряжения тоже позволяет нагружать винт ровно столько сколько есть на нём мощность - напруга больше, больше и нагрузка. Напруга меньше, меньше и нагрузка. |
В итоге, какие переменные можно взять: на мой взгляд кажется достаточным частоты вращения ротора. Для реализации конкретной ВЭУ считаю необходимым использовать семейство ВАХ генератора в зависимости от оборотов.
Для максимального отбора мощности мы должны быть готовы её потребить - отсюда следует, что переменную мощность (позвольте так назвать) мы можем потребить только мнгновенно с минимумом потерь, так как иначе сливаем в балласт (неважно какой) или греем воздух. Значит, в идеальном варианте, в конкретном участке времени, алгоритм определяет конкретную ВАХ из семейства основываясь на приращении угловой скорости (ускорении) вращения ротора. |
to Baysun
Естественно вариант регулирования мощности ШИМом (входным напряжением) будет работать, только он требует от пользователя контроллера настройки. Тут насколько я понимаю собираются делать черный ящик с 2-мя парами проводов. Человеку делающего (и разрабатывающего) единственный контроллер для себя такая универсальность ИМХО ни к чему. |
Цитата:
А глядя на то, как бодро реагирует ветряк Sercat'а (на ролике с соседнего форума) на порывы ветра можно смело делать предположение о том, что достаточно первой части алгоритма. Добавлено через 3 минуты Цитата:
Добавлено через 37 минут Цитата:
Измерением только мощности можно выйти на согласование для винта, работающего в более-менее стационарных (по ветру ) условиях. вот как работает винт в реальных ветровых условиях http://windpower-russia.ru/forum/sho...1&postcount=41 видно, что обороты гуляют достаточно быстро, и это винт достаточно большой (7 м), на меньших диаметрах обороты будут изменяться еще бодрее. Как Ваш алгоритм будет работать в подобных условиях без расчета динамики системы сказать сложно, думаю стоит посчитать, чтобы имелось представление. Скорость ветра измерять не нужно. Частота вращения, угловое ускорение и электрическая мощность однозначно определяют скорость ветра, причем не на анемометре, стоящем неизвестно где и показывающем неизвестно что, а непосредственно на ветротурбине. |
Цитата:
|
Сергей, А это уже совсем другая история. За АКБ нужно следить, не допуская его перезаряда, а всё лишнее сбрасывать в балласт. Так, кстати, Sercat делает. У него там могучий алгоритм, он вычисляет нагрузку на винт, основываясь на куче параметров, параллельно следит за АКБ и ещё много чего делает. Нам до этого ещё не так просто будет дойти, а надо бы.
|
Александр, я к тому, что на напряжение базироваться нельзя. И уж если не на ветер, тогда на обороты турбины. В нашей так сказать любительской практике, я думаю не очень сложно будет найти на конкретной ВУ точки максимальной мощности на разных ветрах. Предполагаю, что соединив эти точки на графике мы получим некую кривую в виде параболы. А любая линия, это множество точек. А вот где, как и сколько этих точек прописать? Это уже вопрос другой.
baysun, это сделал из четырёх ступеней с помощью стабилитронов. krauser2, может прописать эти точки в PIC контроллер. Так как я не владею программированием, то мне наверное будет легче всего, нечто подобное реализовать задавая крутизну усиления ОУ. Или я где-то в основных понятиях уже ошибаюсь? |
krauser2, полностью согласен:
Цитата:
|
Цитата:
|
Цитата:
|
Вопрос: После ШИМ преобразования выбираем Uвых=const, ведь так?
Предложение: Для управления ШИМом (MPPT) установить таходатчик(и), и получать с него(них) уже цифровую зависимость поведения ротора во времени. Эту зависимость заполнять импульсами задающего генератора ШИМ и результирующий сигнал использовать для управления силовым драйвером. Чем больше скважность - тем больше проходит импульсов управления драйвером. В режиме максимальной мощности генератора скважность импульсов управления 2. |
Срегей, ты опять не прав. На акуме напруга тоже гуляет, ведь не зря ставят баластники. Другое дело она там гуляет в малых пределах. Кто мешает взять от баластного регулятора сигнал и подать его на шим? Тогда при достижении напряжения на акуме до 14,5 вольт, начинает работать вторая цепь, которая греет воду. Навсякий случай можно дополнительно поставить и баластник с повышеным напряжением, тапа поднялась напруга до 15 вольт, пусть скидывает с самого акума.
Кто в английском шарит, посмотрите ссылку http://www.national.com/en/ Тут вроде можно подобрать нужные детали по параметрам |
Я у себя балластный регулятор сделал отдельно. Поставил и забыл, а контроллер пусть более интеллектуальными вещами занимается.
Меряем контроллером мощность - выставляем скважностью ШИМа соответствующие мощности обороты. Алгоритм предельно прост. |
baysun я тут немного поразмышлял и пришел к выводу что мерить нужно только ветер и мощность и больше ни какие параметры не помогут, тем более надо мерить для каждого винта индивидуально,вот моя мысль, при определенном ветре ваш винт вырабатывает определенную мощность, берем преобразователь который делал павел от бойко помоему, на tl 494 я так понял за частоту импульса этой микросхемы отвечает какое то сопротивление между двумя ножками и подает сигнал на полевик через который у нас и будет проходить ток на аккумулятор ( по поводу TL494 это мои догадки может это и не так но для этого существует что то другое я не электронщик) дальше что мы делаем, смотрим на анемометр например там 5 м\с начинаем увеличивать частоту открывания полевика( тоесть давать нагрузку) и как только вольты и амперы перестают увеличиваться (мощность) то тут и будет пик мощности вашего винта на этом ветре дальше замеряем переменное сопротивление которым мы регулировали частоту на полевике, проводим эти эксперименты на тех ветрах которые нам нужно и переменное сопротивление заменяем каскадом замеренных фиксированных сопротивлений подключающихся в зависимости от оборотов или показаний анемометра по моему как то так наверное.:hi:да чуть не забыл сопротивление нагрузки при замере должно быть максимально допустимым для вашего генератора, а не ваших тенов или аккумуляторов,так как если сопротивление будет увеличиваться то и обороты винта будут расти
|
Нет Роман, такой системы мне не надо. Вниз мпо мачте должно спускаться только 3 фазы и ничего более!
Система krauser2 мне подходит на 100%. |
Часовой пояс GMT +4, время: 20:31. |
Powered by vBulletin® Version 3.8.2
Copyright ©2000 - 2024, Jelsoft Enterprises Ltd. Перевод: zCarot
Copyright © 2010 Windpower Russia