Cách làm bộ điều khiển cho máy phát điện gió bằng tay của chính bạn: thiết bị, nguyên lý hoạt động, sơ đồ lắp ráp

Thiết kế cơ khí của máy phát điện gió ở dạng nguyên chất chỉ là một phần của một nhà máy điện gió hoàn chỉnh. Một hệ thống hoàn toàn có thể sử dụng được, ngoài kết cấu cơ khí còn có một số linh kiện điện tử.

Ví dụ, cần có bộ điều khiển cho máy phát điện gió - một thiết bị được thiết kế có chức năng để ổn định các thông số sạc pin trong quá trình vận hành tuabin gió.

Hãy cùng tìm hiểu những chức năng mà thiết bị thực hiện và cung cấp sơ đồ để tự lắp ráp bộ điều khiển. Ngoài ra, chúng tôi sẽ phác thảo các đặc điểm của công việc và tính khả thi của việc mua thiết bị điện tử Trung Quốc cho cối xay gió.

Máy phát điện gió và bộ điều khiển sạc pin

Nếu hoàn toàn có thể tự chế tạo một cối xay gió cơ học, thì liệu bạn có thể tự chế tạo một bộ điều khiển cối xay gió không?

Để có một số ý tưởng về bộ điều khiển máy phát điện gió và tái tạo thành công các thiết bị đó bằng chính đôi tay của bạn, thông tin cơ bản về các thiết bị này sẽ không thừa.

Bộ điều khiển phục vụ pin được thiết kế chủ yếu để kiểm soát quá trình sạc pin. Đây là chức năng chính của nó, nhưng nó nên được chia thành một số chức năng phụ một cách có điều kiện.

Ví dụ: một chức năng giám sát dòng sạc và dòng tự xả. Một chức năng khác thực hiện các hành động nhằm đo nhiệt độ và áp suất. Thứ ba chịu trách nhiệm bù đắp sự chênh lệch về dòng năng lượng khi pin được sạc đồng thời với mức tiêu thụ hiện tại của tải.

Bộ điều khiển sạc pin cho máy phát điện gió công suất thấp. Việc kiểm soát một số thông số hệ thống được thực hiện thông qua màn hình LCD tích hợp

Các thiết bị sản xuất công nghiệp được trang bị đầy đủ chức năng. Nhưng điều tương tự không thể nói về các thiết kế nghiệp dư. Các thiết bị được tạo ra trên cơ sở các giải pháp mạch đơn giản tại nhà bằng chính đôi tay của bạn là những bộ điều khiển không phải là những mẫu hoàn hảo.

Tuy nhiên, chúng hoạt động và cho phép bạn hoạt động khá hiệu quả các loại máy phát điện gió. Theo quy định, các thiết kế tự chế chỉ thực hiện một chức năng - bảo vệ chống quá điện áp và phóng điện sâu.

Một trong nhiều biến thể của bộ điều khiển cho tuabin gió do chính bạn chế tạo. Những thiết kế như vậy được phân biệt bằng các giải pháp kỹ thuật đơn giản và lắp đặt đơn giản.

Tại sao việc đưa bộ điều khiển vào hệ thống tuabin gió là cần thiết?

Bởi vì ở chế độ bổ sung năng lượng cho pin mà không sử dụng bộ điều khiển sẽ gây ra những hậu quả khó chịu:

1. Sự xuống cấp của cấu trúc pin do các quá trình hóa học không được kiểm soát.
2. Tăng áp lực không kiểm soát và nhiệt độ điện phân.
3. Mất đặc tính sạc pin do sự phóng điện kéo dài diễn ra.

Bộ điều khiển sạc cho mạch tuabin gió thường được chế tạo dưới dạng một mô-đun điện tử riêng biệt. Mô-đun này có thể tháo rời và ngắt kết nối nhanh chóng. Các thiết bị được sản xuất công nghiệp nhất thiết phải được trang bị chỉ báo về các chế độ và trạng thái - ánh sáng hoặc được truyền trực quan qua màn hình.

Trong thực tế, có thể sử dụng hai loại thiết bị: loại được lắp trực tiếp vào vỏ máy phát điện gió và loại được kết nối với pin.

Giải pháp mạch cho lắp ráp DIY

Trong suốt thời gian kể từ khi xuất hiện lần đầu tiên cối xay gió tự chế số lượng giải pháp mạch điều khiển đã tăng lên gấp nhiều lần. Nhiều thiết kế mạch còn chưa hoàn hảo nhưng có một số tùy chọn mà bạn nên chú ý.

Tất nhiên, đối với mục đích sử dụng trong nước, các chương trình đơn giản, cần ít đầu tư tài chính, hiệu quả và đáng tin cậy là phù hợp.

Dựa trên những yêu cầu này, bạn có thể bắt đầu với bộ điều khiển cho máy phát điện gió, được tạo trên cơ sở bộ điều chỉnh rơle ô tô. Mạch sử dụng cả rơle có tiếp điểm điều khiển âm và rơle có tiếp điểm điều khiển dương.

Tùy chọn này thu hút với một số lượng nhỏ các bộ phận và cài đặt đơn giản. Bạn chỉ cần một rơle, một bóng bán dẫn điện (hiệu ứng trường), một điện trở.

Một sơ đồ điều khiển được vẽ bởi chính tay một kỹ sư điện tử nào đó. Mọi thứ ở đây đều đơn giản và rõ ràng, không có những từ không cần thiết. Trên thực tế, cũng như khả năng sản xuất của chính giải pháp đó. Linh kiện tối thiểu – tiết kiệm tối đa (+)

Mạch này được gọi là "chấn lưu", vì nó sử dụng tải bổ sung dưới dạng bóng đèn sợi đốt thông thường. Như vậy, danh sách các bộ phận sẽ được bổ sung thêm một yếu tố nữa - chiếc đèn.

Đèn ô tô 12 volt (hoặc một số đèn) được sử dụng, tùy thuộc vào công suất của hệ thống. Cũng được phép sử dụng một loại điện trở tải khác thay cho phần tử này: điện trở mạnh, lò sưởi điện, quạt, v.v.

Hoạt động của mạch "dằn" với điểm trừ

Hoạt động của bộ điều chỉnh rơle ô tô liên quan trực tiếp đến mức sạc của ắc quy. Nếu điện áp ở các cực của pin tăng lên trên 14,2 volt, rơle sẽ được kích hoạt và mở mạch âm của bóng bán dẫn điện.

Đổi lại, một quá trình chuyển đổi mở ra trên bóng bán dẫn, kết nối đèn sợi đốt trực tiếp với pin. Kết quả là dòng điện sạc được phóng qua dây tóc của đèn sợi đốt. Khi điện áp ở cực pin giảm, quá trình sẽ đảo ngược. Điều này đảm bảo mức điện áp pin ổn định được duy trì.

Mạch “chấn lưu” có dấu cộng hoạt động như thế nào?

Một phiên bản hiện đại hóa một chút của bộ điều khiển sạc “dằn” cho cối xay gió là mạch thứ hai trên bộ điều chỉnh rơle có tiếp điểm điều khiển dương. Ví dụ, rơle từ xe VAZ là phù hợp.

Sự khác biệt so với mạch trước là việc sử dụng rơle trạng thái rắn, ví dụ GTH6048ZA2 cho dòng điện 60A thay vì bóng bán dẫn. Ưu điểm là rõ ràng: mạch trông thậm chí còn đơn giản hơn, đồng thời có độ tin cậy và hiệu quả cao hơn.

Một giải pháp thiết kế mạch đơn giản khác để lắp ráp bộ điều khiển sạc pin máy phát điện gió. Hiệu suất và độ tin cậy của mạch được tăng lên do sử dụng rơle trạng thái rắn (+)

Điểm đặc biệt của giải pháp đơn giản này là trực tiếp kết nối với thiết bị đầu cuối pin máy phát điện tua bin gió. Dây dẫn của bộ điều khiển sạc cũng được “trồng” trực tiếp vào các điểm tiếp xúc của pin.

Trên thực tế, cả hai phần này của sơ đồ đều không có mối liên hệ nào với nhau.Điện áp từ máy phát điện gió được cung cấp liên tục cho pin. Khi điện áp ở các cực của pin đạt 14,2 W, rơle trạng thái rắn sẽ kết nối tải để thiết lập lại. Bằng cách này, pin được thiết bị bảo vệ khỏi bị sạc quá mức.

Ở đây, không chỉ đèn sợi đốt mới có thể đóng vai trò tải chấn lưu. Hoàn toàn có thể kết nối bất kỳ thiết bị nào khác được thiết kế cho dòng điện lên đến 60 A. Ví dụ, lò sưởi hình ống điện.

Điều cũng quan trọng trong mạch này là hoạt động của rơle trạng thái rắn được đặc trưng bởi biên độ tăng dần. Về bản chất, tác dụng của bộ điều khiển PLC được sản xuất chuyên nghiệp là điều hiển nhiên.

Một phiên bản phức tạp của mạch điều khiển

Nếu phiên bản trước của thiết kế mạch cho bộ điều khiển sạc pin chỉ giống với thiết bị điều chế độ rộng xung (PWM) thì ở đây nguyên tắc này được thực hiện cụ thể.

Mạch điều khiển cho cối xay gió với máy phát điện ba pha này gặp một số khó khăn vì nó liên quan đến việc sử dụng các vi mạch - đặc biệt là các bộ khuếch đại hoạt động trên các bóng bán dẫn hiệu ứng trường như một phần của cụm TL084.

Tuy nhiên, trên bảng mạch, mọi thứ trông không phức tạp như trên một tờ giấy.

Giải pháp mạch để lắp ráp bộ điều khiển bằng tay của chính bạn bằng cách sử dụng microassembly TL084. Nguyên lý hoạt động cũng được xây dựng bằng rơle để chuyển đổi các chế độ nhưng có thể điều chỉnh được điểm cắt (+)

Cũng giống như các giải pháp trước đây, rơle được sử dụng làm bộ phận chuyển mạch cho tải chấn lưu. Rơle được thiết kế để hoạt động với pin 12 volt, nhưng nếu muốn, bạn có thể chọn model 24 watt.

Điện trở dằn được chế tạo dưới dạng điện trở mạnh (cuộn dây trên gốm nichrome).Để điều chỉnh dải điện áp hoạt động (11,5-18 W), mạch sử dụng các biến trở có trong mạch điều khiển của cụm vi điện tử TL084.

Bộ điều khiển sạc pin cối xay gió này hoạt động như sau. Dòng điện ba pha nhận được từ máy phát điện gió được chỉnh lưu bằng điốt công suất.

Một điện áp không đổi được tạo ra ở đầu ra của cầu diode, điện áp này được cung cấp cho đầu vào của mạch thông qua các tiếp điểm rơle, một diode bổ sung, pin, sau đó đến bộ ổn định trong mạch (78L08) và đầu vào của Lắp ráp TL084.

Thời điểm bộ kích hoạt chuyển sang một trong các trạng thái được xác định bởi các giá trị của các điện trở thay đổi (V thấp và V cao) của ngưỡng điện áp dưới và trên.

Miễn là có điện áp ở các cực của pin không vượt quá 14,2 volt (đáp ứng cài đặt R High V), quá trình sạc sẽ được thực hiện. Ngay khi các giá trị thay đổi lên trên, bộ khuếch đại hoạt động TL084 sẽ cung cấp tín hiệu đến đế của bóng bán dẫn để điều khiển rơle.

Một sản phẩm tự làm dựa trên sơ đồ lắp ráp vi mô TL084. Mọi thứ cực kỳ đơn giản, thậm chí thay vì bảng mạch in chất lượng cao, người ta đã chọn một bảng để gắn trên bề mặt. Những thiết kế tự chế luôn khiến chúng ta hài lòng với những khoảnh khắc như thế này.

Rơle được kích hoạt, mạch nguồn của mạch bị đứt và chập vào điện trở chấn lưu. Việc thiết lập lại chấn lưu xảy ra cho đến khi hết pin, gần với giá trị cài đặt điện trở biến đổi V thấp.

Khi đạt đến giá trị này, bộ khuếch đại hoạt động thứ hai TL084 sẽ chuyển mạch sang trạng thái đảo ngược. Đây là cách bộ điều khiển hoạt động.

Thay thế điện tử Trung Quốc

Làm một bộ điều khiển máy phát điện gió bằng tay của chính bạn là một việc có uy tín.Nhưng với tốc độ phát triển của công nghệ điện tử, ý nghĩa của việc tự lắp ráp thường mất đi sự phù hợp. Ngoài ra, hầu hết các phương án được đề xuất đều đã lỗi thời.

Mua một sản phẩm làm sẵn, được sản xuất chuyên nghiệp, lắp đặt chất lượng cao, sử dụng linh kiện điện tử hiện đại sẽ rẻ hơn. Ví dụ: bạn có thể mua một thiết bị phù hợp với chi phí hợp lý trên Aliexpress.

Phạm vi cung cấp trên trang web Trung Quốc rất ấn tượng. Bộ điều khiển máy phát điện gió cho các mức công suất khác nhau được bán với giá bắt đầu từ 1000 rúp. Dựa trên số tiền này, xét về việc tự tay bạn lắp ráp thiết bị, trò chơi rõ ràng không đáng bằng.

Ví dụ, trong số các đề xuất của cổng thông tin Trung Quốc có mô hình cối xay gió 600 watt. Thiết bị có giá 1070 rúp. Thích hợp sử dụng với pin 12/24 volt, dòng điện hoạt động lên tới 30 A.

Một bộ điều khiển sạc khá tốt do Trung Quốc sản xuất được thiết kế cho máy phát điện gió 600 watt. Một thiết bị như vậy có thể được đặt hàng từ Trung Quốc và nhận qua đường bưu điện trong khoảng một tháng rưỡi

Vỏ bộ điều khiển phù hợp với mọi thời tiết chất lượng cao có kích thước 100x90 mm được trang bị bộ tản nhiệt làm mát mạnh mẽ. Thiết kế vỏ tuân theo cấp bảo vệ IP67. Phạm vi nhiệt độ bên ngoài từ – 35 đến +75°С. Trên vỏ có đèn báo các chế độ trạng thái của máy phát điện gió.

Câu hỏi đặt ra là, việc dành thời gian và công sức để lắp ráp một cấu trúc đơn giản bằng chính đôi tay của bạn có ích gì nếu có cơ hội thực sự để mua một thứ tương tự và nghiêm túc về mặt kỹ thuật?

Chà, nếu mô hình này vẫn chưa đủ thì người Trung Quốc còn có một số lựa chọn thực sự thú vị. Vì vậy, trong số những sản phẩm mới đến có mẫu 2 kW với điện áp hoạt động là 96 volt.

Sản phẩm Trung Quốc từ danh sách mới đến. Cung cấp khả năng kiểm soát sạc pin, hoạt động cùng với máy phát điện gió 2 kW. Chấp nhận điện áp đầu vào lên tới 96 volt

Đúng, giá thành của bộ điều khiển này đã đắt gấp 5 lần so với lần phát triển trước đó. Nhưng một lần nữa, nếu bạn so sánh chi phí sản xuất một thứ tương tự bằng chính đôi tay của mình, thì việc mua hàng có vẻ như là một quyết định hợp lý.

Điều duy nhất khiến chúng ta bối rối về các sản phẩm của Trung Quốc là chúng có xu hướng ngừng hoạt động đột ngột trong những trường hợp không phù hợp nhất. Vì vậy, thiết bị được mua thường phải được thực hiện thành công - một cách tự nhiên, bằng chính đôi tay của bạn. Nhưng điều này dễ dàng và đơn giản hơn nhiều so với việc tự mình chế tạo bộ điều khiển sạc máy phát điện gió từ đầu.

Đối với những người yêu thích các sản phẩm tự chế, trang web của chúng tôi có một loạt bài viết dành riêng cho việc sản xuất máy phát điện gió:

1. Máy phát điện gió tự làm từ máy phát điện ô tô: công nghệ lắp ráp tuabin gió và phân tích lỗi
2. Cách chế tạo cánh quạt cho máy phát điện gió bằng tay của chính bạn: ví dụ về cánh tuabin gió tự chế
3. Máy phát điện gió tự làm từ máy giặt: hướng dẫn lắp ráp cối xay gió
4. Cách tính toán máy phát điện gió: công thức + ví dụ tính toán thực tế

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Mong muốn chế tạo thiết bị để sử dụng tại nhà bằng chính đôi tay của bạn đôi khi mạnh mẽ hơn giải pháp đơn giản hơn - mua một thiết bị rẻ tiền. Hãy xem điều gì xảy ra trong video:

Đánh giá triển vọng của việc tự mình sản xuất đồ điện tử, bất kể mục đích của nó là gì, chúng ta phải đối mặt với quan điểm rằng thời đại “tự chế” sắp kết thúc.

Thị trường đã quá bão hòa với các thiết bị điện tử làm sẵn và các linh kiện dạng mô-đun cho hầu hết mọi sản phẩm gia dụng.Các kỹ sư điện tử nghiệp dư giờ đây chỉ còn một việc phải làm - lắp ráp các bộ dụng cụ xây dựng nhà cửa.

Bạn có điều gì cần bổ sung hoặc có thắc mắc gì về việc lắp ráp và sử dụng bộ điều khiển cho máy phát điện gió? Bạn có thể để lại nhận xét, đặt câu hỏi và thêm ảnh về các sản phẩm tự làm của mình - biểu mẫu liên hệ nằm ở khối bên dưới.