Меню

Зарядные устройства для ветрогенераторов

Балластный регулятор для ветрогенератора (ветряка)

Работает он так:
Диод D1 защищает переполюсовки по питанию. Зеленый светодиод показывает, что цепь подключена к аккумулятору.
Желтый светодиод показывает, что включен балласт. На стабилитроне ZD 1 выполнен делитель напряжения для контроля напряжения батареи.
Стабилитрон ZD 2 защищает ZM и 2N7000, MOSFET от высокого напряжения. Когда напряжение на ZM меньше 4.6V, 2N7000 закрыт, остальная часть схемы выключена. Когда напряжение на ZM 4.6V, то ZM открыт и 2N7000 5.1V, Р канал MOSFET видит низкое напряжение на его входе, подается напряжение питания на вход MOSFET и он включает балласт. Конденсатор сглаживает импульсы.
Резистор RX определяет гистерезис. Чем меньше сопротивление RX, жестче гистерезис. Нормальный уровень 0.6 или 0.8V.

Перечень элементов
Блокирующий диод D1 = 1N4001 или 1N4007.
Светодиоды зеленый и желтый -любые подходящие.
Резисторы R1 и R2 = 3.3K (от 2K и 10K),
Конденсатор C1 = 10uF 16V (между 2,2 и 47uF, 10V минимум)
Стабилитроны ZD1 и ZD2 = 5.1 V
R3 = 51K, R4 = 0 до 500 Ом ( в среднем от 50 до 100 Ом)
R5 = 3K до 10K (3K меньше гистерезиса, 10K с высокий гистерезис)
Транзистор N-Фет = 2N7000 или аналогичные 20V
Транзистор P-Фет = BSS92, BS250 или аналогичный 20V
Транзистор = IRFZ44N или аналогичный. Можно ставить параллельно несколько для получения более высокого тока нагрузки.
Стабилизатор ZM -LM317, MC33064
Резистор RX. Сопротивление/гистерезис 1.8K/1.0V, 3K/0.8V, 3.9K/0.62V, 51K/0.14V, 100K/0.1V, 150K/0.08V, 180K/0.06V, 220K/0.04V.
Значения RX ниже 1.8K становятся возле опасной зоны и не рекомендуется.
Значения выше 220K просто не нужно и может вызвать проблемы.

Важно! Провода нагрузки отделить от проводов включения балласта. В противном случае схема увидит падение напряжения как уменьшение напряжения на клеммах аккумулятора. Провода должны быть отделены друг от друга.

Калибровка прибора
Проводить калибровки без включения балластной нагрузки. Если желтый светодиод светится, нагрузка включена. Можно использовать бортовую сеть автомобиля для получения 14.15V.
• 0.08V гистерезис для нагрузки.
• 0.62V для LVD. Позволяет за загружен батареи достичь 12.2V

Устройство может быть использовано для контроля нагрузки, один LVD, контроллер для зарядки второй батареи или третьей, или любое сочетание указанных выше. Схема рассчитана для мощности до 150W.

Прошу не пинать, за корявый перевод, и возможные ошибки.
Ну, а вот то, что собрал я. Собирал на макетке, неказисто, но все исправно работает!

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌻 Купон до 1000₽ для новичка на Aliexpress

Никогда не затаривался у китайцев? Пришло время начать!
Камрад, регистрируйся на Али по нашей ссылке. Ты получишь скидочный купон на первый заказ. Не тяни, условия акции меняются.

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Куплено и опробовано читателями или в лаборатории редакции.

Источник



Самодельный балластный регулятор для ветрогенератора

Оказывается автомобильный реле-регулятор генератора это уже практически готовый балластный регулятор для ветряка, так-как он поддерживает напряжение генератора в заданных пределах путем отключения обмотки возбуждения в автомобильном генераторе когда напряжение превышает 14,4 вольт. Но у моих генераторов вместо обмотки возбуждения вклеены постоянные неодимовые магниты и их отключать не получится.

Если управлять напряжением генератора не получится, то можно просто сжигать излишки энергии путем сброса ее на дополнительную нагрузку (балласт) во время зарядки акб. Тогда автомобильный реле-регулятор используется как как сигнал для ключа, который и сливает излишки на балласт.

Весь контроллер состоит всего лишь из четырех деталей, это сам реле-регулятор с управлением по минусу (волга, газель, уаз), транзистор (irfz44n), резистор 120кОм, и балласт, в качестве которого можно поставить автомобильные лампочки главного света, спираль накала, кипятильник и многое другое способное кушать много энергии.

Ниже фото самодельного контроллера для ветрогенератора. Контроллер работает так, когда напряжение на акб поднимается выше 14 вольт на выводе «Ш» реле-регулятора пропадает напряжение, это напряжение запирает транзистор и когда его нет транзистор открывается и пропускает ток через себя на балластную нагрузку, а когда напряжение падает меньше 14 вольт, то на выводе «Ш» снова появляется напряжение, которое закрывает транзистор и через него не проходит ток.

В схеме я применил реле-регулятор «Астро 58.3702 14 вольт 5 Ампер», можно любые аналоги с управлением по минусу, то-есть они должны включать-выключать минусовое напряжение. В этом регуляторе прозрачный корпус и присутствуют две лампочки, красная сигнализирует что он включен, а зеленая загорается когда напряжение выше 14 вольт и говорит о том что АКБ заряжен.

Транзистор использовал IRFZ44N, это мощный транзистор, который может пропускать через себя большие токи до 49Ампер. Резистор выдернул из старой схемки от зарядника, а в качестве балласта у меня автомобильная лампочка 100/90 ватт, ближний и дальний свет соединил последовательно.

Читайте также:  Можно ли зарядить пальчиковую батарейку от зарядного устройства

Транзистор заказывал через интернет, а все остальное в магазине авто-запчастей, а собрал и подключил контроллер буквально за час и он сразу заработал без каких либо проблем. Правда немного помучился с подключением транзистора, так-как вообще в первые в жизни держал в руках такую штуковину, но все получилось. Как видно на фото ниже контроллер собран буквально «на коленке» даже без паяльника, но работает отлично, а стоимость деталей всего лишь 200 рублей.

Кстати для солнечных панелей автомобильные реле регуляторы тоже хорошо подходят, если панель мощная, то можно использовать выше описанную схему, а если ток зарядки не превышает 5 Ампер, то реле регулятор можно использовать по прямому назначению, то-есть подключить его к АКБ, и минус солнечной панели через «Ш», и когда напряжение превысит 14 вольт реле-регулятор отключит панель от аккумулятора, и при понижении напряжения снова ее подключит.

По прозьбам пользователей более подробно описал схему балластного регулятора с новым рисунком схемы и новыми фото.

Источник

Как сделать контроллер для ветрогенератора своими руками: устройство, принцип работы, схема сборки

Механическая конструкция ветрогенератора в чистом её виде представляет собой только часть полноценной ветряной энергетической установки. Полностью пригодная к эксплуатации система, помимо механической конструкции, имеет ещё ряд электронных узлов.

Так, например, обязательно необходим контроллер для ветрогенератора – устройство, функционально предназначенное для стабилизации параметров заряда АКБ в процессе работы ветряка.

Разберемся, какие функции выполняет прибор, и приведем схемы сборки контроллера своими руками. Кроме того, обозначим особенности работы и целесообразность покупки китайского электронного агрегата для ветряка.

Ветрогенераторы и контроллеры заряда АКБ

Если механический ветряк вполне возможно сделать самостоятельно, можно ли сделать своими руками ещё и контроллер ветряка?

Чтобы иметь какое-то представление о контроллерах ветрогенераторов и успешно воспроизводить такую технику своими руками, не лишними будут базовые сведения об этих приборах.

Контроллер, обслуживающий аккумуляторные батареи, призван в первую очередь управлять процессом заряда АКБ. Это его основная функция, но ее условно следует разделить ещё на целый ряд подфункций.

Например, одним функционалом отслеживается ток заряда и ток саморазряда. Другой функционал реализует действия, направленные на измерение температуры и давления. Третий отвечает за компенсацию разницы энергетических потоков, когда одновременно с потреблением тока нагрузкой осуществляется заряд АКБ.

Контроллер ветрогенератора

Приборы промышленного изготовления наделены полноценным функционалом. А вот относительно любительских конструкций такого не скажешь. Устройства, выполненные на базе простейших схемных решений в домашних условиях своими руками – это контроллеры, далёкие от совершенных моделей.

Тем не менее, они работают и достаточно продуктивно позволяют эксплуатировать разные виды ветрогенераторов. Как правило, в самодельных конструкциях реализована лишь одна функция – защита от перенапряжения и от глубокой разрядки.

Контроллер ветряка самодельный

Почему внедрение контроллера в систему ветряка является обязательным моментом?

Потому что в режиме энергетической подпитки АКБ без применения контроллера следует ожидать неприятных последствий:

  1. Деградацию структуры аккумулятора по причине неконтролируемых химических процессов.
  2. Неконтролируемый рост давления и температуры электролита.
  3. Утрату аккумулятором свойств подзарядки в связи с имеющим место долговременным разрядом.

Контроллер заряда для схемы ветрогенераторной установки выполняется, как правило, в виде отдельного электронного модуля. Этот модуль съёмный и быстро отключаемый. Приборы промышленного изготовления обязательно оснащаются индикацией режимов и состояний – световой или визуально передаваемой через дисплей.

На практике могут применяться два вида устройств – встраиваемые непосредственно в корпус ветрогенератора и подключаемые к аккумуляторной батарее.

Схемные решения для сборки своими руками

За всё время с момента появления первых самодельных ветряков количество схемных решений контроллеров выросло многократно. Многие из схемных разработок далеко не совершенны, но есть и такие варианты, на которые следует обратить внимание.

Для бытового применения, конечно же, актуальными являются простые схемы, требующие небольших финансовых вложений, эффективные и надёжные.

Отталкиваясь от этих требований, начать можно с контроллера для ветрогенератора, созданного на базе реле-регуляторов автомобилей. В схеме применимы как реле с минусовым управляющим контактом, так и реле с плюсовым управляющим контактом.

Этот вариант привлекает малым количеством деталей и простейшим монтажом. Потребуется всего одно реле, один силовой транзистор (полевой), один резистор.

Простая схема контроллера

Схема носит название «балластная», так как в ней используется дополнительная нагрузка в виде обычной лампочки накаливания. Таким образом, список деталей пополнится ещё одним элементом – лампой.

Используется автомобильная лампа (или несколько ламп) на 12 вольт в зависимости от мощности системы. Также вместо этого элемента допустимо применять нагрузочное сопротивление иного типа: мощный резистор, электронагреватель, вентилятор и т.п.

Читайте также:  Недорогое зарядное устройство для автомобильного аккумулятора какое выбрать

Работа «балластной» схемы с минусом

Действие автомобильного реле-регулятора напрямую связано с уровнем заряда аккумуляторной батареи. Если напряжение на клеммах АКБ поднимается выше 14.2 вольт, реле срабатывает и размыкает минусовую цепь силового транзистора.

В свою очередь на транзисторе открывается переход, подключающий лампу прямого накала к аккумулятору. В итоге зарядный ток сбрасывается через нить лампы накаливания. При понижении напряжения на клеммах АКБ – обратный процесс. Так осуществляется поддержка стабильного уровня напряжения батареи.

Как действует «балластная» схема с плюсом

Слегка модернизированным вариантом «балластного» контроллера заряда для ветряка является вторая схема на реле-регуляторе с плюсовым управляющим контактом. Например, подойдут реле от автомобилей марки «ВАЗ».

Отличие от предыдущей схемы – применение твердотельного реле, например, GTH6048ZA2 на ток 60A вместо транзистора. Преимущества очевидны: схема выглядит ещё проще и при этом обладает большей надёжностью и эффективностью.

Контроллер на твердотельном реле

Особенность этого простого решения – прямое подключение на клеммы аккумулятора генератора ветряка. Проводники контроллера заряда тоже «посажены» непосредственно на контакты аккумулятора.

По факту обе этих части схемы никак не связаны между собой. Напряжение с ветрогенератора подаётся на батарею постоянно. Когда напряжение на клеммах АКБ достигает значения 14.2 Вт, твердотельное реле подключает нагрузку для сброса. Так аккумулятор защищается устройством от перезаряда.

Здесь балластной нагрузкой может выступать не только лампа накаливания. Вполне реально подключить любое иное устройство, рассчитанное на ток до 60 А. Например, электрический трубчатый нагреватель.

Что ещё важно в этой схеме – действие твердотельного реле характеризуется плавно нарастающей амплитудой. По сути, налицо эффект профессионально изготовленного ШИМ-контроллера.

Усложнённый вариант схемы контроллера

Если предыдущий вариант схемного решения контроллера заряда АКБ только лишь напоминает устройство ШИМ (широтно-импульсная модуляция), здесь данный принцип реализуется конкретно.

Эта схема контроллера для ветряка с трёхфазным генератором отличается некоторыми сложностями, так как предполагает использование микросхем – в частности, операционных усилителей на полевых транзисторах в составе сборки TL084.

Однако на монтажной плате всё выглядит не так сложно, как на бумажном листе.

Схема контроллера на tl084

Так же, как и в предыдущих решениях, используется реле в качестве коммутационного элемента для балластной нагрузки. Реле рассчитано на работу с 12-вольтовым аккумулятором, но при желании можно подобрать модель на 24 Вт.

Балластный резистор сделан в виде мощного сопротивления (намотка на керамике нихром). Для регулировки рабочего диапазона напряжений (11.5-18 Вт) в схеме используются переменные резисторы, включенные в цепь управления микроэлектронной сборки TL084.

Работает такой контроллер заряда аккумулятора ветряка следующим образом. Трёхфазный ток, полученный от ветрогенератора, выпрямляется силовыми диодами.

На выходе диодного моста образуется постоянное напряжение, которое подаётся на вход схемы через контакты реле, дополнительный диод, аккумулятор и дальше на внутрисхемный стабилизатор (78L08) и на вход сборки TL084.

Момент переключения триггера в одно из состояний определяется значениями переменных резисторов (Low V и High V) нижнего и верхнего порога напряжений.

Пока на клеммах аккумуляторной батареи присутствует напряжение, не превышающее 14.2 вольта (удовлетворяющее значению настройки R High V), выполняется заряд. Как только значения изменяются в сторону увеличения, операционный усилитель TL084 подаёт сигнал на базу транзистора, которым управляется реле.

Контроллер своими руками

Происходит срабатывание реле, цепь питания схемы разрывается и замыкается на балластный резистор. Сброс по балласту проходит до момента разряда аккумулятора, близкого к значению настройки переменного резистора Low V.

Как только это значение достигнуто, вторым операционным усилителем TL084 схема переключается в обратное состояние. Так осуществляется работа контроллера.

Китайская электронная альтернатива

Изготовление контроллера ветрогенератора своими руками – дело престижное. Но учитывая скорость развития электронных технологий, нередко смысл самостоятельной сборки теряет свою актуальность. К тому же большая часть предлагаемых схем уже морально устарела.

Получается дешевле купить уже готовый продукт, сделанный профессионально, с высоким качеством монтажа, на современных электронных компонентах. Например, приобрести подходящее устройство по разумной стоимости можно на Aliexpress.

Ассортимент предложений на китайском сайте впечатляет. Контроллеры для ветрогенераторов под различный уровень мощности продаются по цене от 1000 руб. Если отталкиваться от этой суммы, в плане сборки аппарата своими руками игра явно не стоит свеч.

Так, например, среди предложений китайского портала есть модель для 600-ваттного ветряка. Устройство стоимостью 1070 руб. пригодно для работы с аккумуляторами 12/24 вольта, в режиме рабочего тока до 30 А.

Китайский контроллер 600 ватт

Качественный всепогодный корпус контроллера размерами 100х90 мм оснащён мощным радиатором охлаждения. Исполнение корпуса соответствует классу защиты IP67. Диапазон внешних температур от – 35 до +75ºС. На корпусе выведена световая индикация режимов состояния ветрогенератора.

Читайте также:  Автомобильное зарядное устройство для нетбуков asus

Спрашивается, какой резон тратить время и силы на сборку простенькой конструкции своими руками, если есть реальная возможность купить нечто подобное и технически серьёзное?

Ну а если этой модели недостаточно, у китайцев имеются варианты совсем «крутые». Так, среди новых поступлений отметилась модель мощностью 2 кВт под рабочее напряжение 96 вольт.

Китайский контроллер на 2 кВт

Правда, стоимость этого контроллера уже в пять раз дороже предыдущей разработки. Но опять же, если соизмерять затраты на производство нечто подобного своими руками, покупка выглядит рациональным решением.

Единственное что смущает в китайских продуктах – они имеют свойство неожиданно прекращать работу в самых неподходящих случаях. Поэтому купленное устройство часто приходится доводить до ума – естественно, своими руками. Но это значительно легче и проще, чем делать контроллер заряда ветрогенератора своими руками с нуля.

Для любителей самоделок на нашем сайте есть серия статей, посвященная изготовлению ветрогенераторов:

Выводы и полезное видео по теме

Желание сделать оборудование для домашнего применения своими руками иногда сильнее более простого решения – покупки недорогого устройства. Что из этого получилось, смотрите в видеоролике:

Оценивая перспективы изготовления электроники собственными силами независимо от её назначения, приходится столкнуться с мыслью, что век «самоделкиных» завершается.

Рынок перенасыщен готовыми электронными устройствами и модульными комплектующими практически под каждый бытовой продукт. Электронщикам-любителям теперь остаётся единственное дело – заниматься сборкой домашних конструкторов.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по теме сборки и использования контроллеров для ветрогенератора? Можете оставлять комментарии, задавать вопросы и добавлять фотографии своих самоделок – форма для связи находится в нижнем блоке.

Источник

Зарядное устройство от ветрогенератора «Турист»

Зарядное устройство от ветрогенератора В длительном туристском походе (пешем или велосипедном) не обойтись без освещения. Фонариков, которые подзаряжаются от электросети, надолго не хватает, а туристические маршруты проходят в основном в местах, где отсутствуют линии электропередач. Решить эту проблему поможет зарядное устройство «Турист».

Для этого необходимо вытащить из двух фонариков малогабаритные аккумуляторы типа Д-0.25 и вставить в зарядное устройство.

Зарядное устройство от ветрогенератора

Зарядное устройство “Турист» (рис.1) состоит из велогенератора 5, который закреплен на шесте 4 и собственно зарядного устройства 6. Работу генератора обеспечивают четыре колпачка, закрепленные на перемычках 1, которые присоединены до насадки 2 и вращаются под действием ветра [1]. Колпачок можно изготовить из металлического кружка диаметром 94 мм, вырезанного из оцинкованного железа толщиной 0,5 мм. Часть кружка удаляем, а оставшуюся сгибаем конусом и пропаиваем концы заготовки по образующей. К каждому колпачку припаиваем или привариваем перемычки длиной 100-110 мм, изогнутые на концах. В качестве перемычек можно взять медный или металлический провод диаметром 4,4-6,0 мм, концы которого вставлены в четыре просверленные отверстия насадки под углом 90° относительно друг друга, и места крепления припаять или приварить электросваркой.

Внутренний диаметр насадки должен быть на 2-3 мм больше наружного диаметра ролика 7 велогенератора. Вырезав и обточив из полиэтиленовой водопроводной трубы соответствующего диаметра прокладку 8 длиной, равной внутреннему размеру колпачка, вставляем ее внутрь насадки и надеваем на ролик велогенератора. При постоянном использовании велогенератора на зарядном устройстве перемычки можно приварить непосредственно к ролику велогенератора. Насадку лучше выточить на токарном станке или, в крайнем случае, изготовить из металлической водопроводной трубы соответствующего диаметра, приварив сверху шайбу.
Велогенератор крепится на верху шеста с помощью собственного хомута. Здесь же крепится зарядное устройство и подсоединяется к велогенератору. Длина составного шеста 3 м (2×1,5 м), он крепится на открытой местности четырьмя растяжками, а при наличии деревьев — на верху дерева.

Переменный ток велогенератора (рис.2) поступает на выпрямительный мост VD1…VD4 и далее на зарядку четырех элементов Д-0.25 [2]. Для сглаживания пульсаций установлен электролитический конденсатор С1 емкостью 100 мкФ х 16В. Выпрямительные диоды — любого типа на допустимый ток не менее 100 мА, например КД509, КД510, КД522.

Продолжительность зарядки аккумуляторов зависит от величины напряжения велогенератора, что в свою очередь определяется силой ветра. При слабом ветре рекомендуется заряжать только два аккумулятора Д-0.25. После зарядки их вставляют в фонарики, которые используют ночью по назначению.

Велотуристы могут приспособить зарядное устройство (сняв насадку с колпачками с ролика генератора) на своих велосипедах в дневное время. Так как ток велогенератора, установленного на велосипеде, составляет 0,3 А, в цепи зарядного устройства необходимо установить последовательно с аккумуляторами резистор 300 Ом, что даст возможность ограничить зарядный ток до 20 мА.

В.М. Босенко, г.Лубны, Полтавская обл.

2.Справочник радиолюбителя. 1982г.

Источник