Как я построил ветряной генератор

Как я построил ветряной генератор. Часть 5. Контроллер заряда – схема

Продолжение
Начало читайте здесь:

Часть 1. Выбор электромотора
Часть 2. Изготовление ветроколеса
Часть 3. Изготовление флюгера и окончательная сборка
Часть 4. Контроллер заряда – поиск решения

Генератор турбины подключается к контроллеру. От контроллера идут провода к аккумулятору. Туда же подключается и нагрузка. Если напряжение на аккумуляторе падает ниже 11.9 В, контроллер подключает генератор к аккумулятору, и последний начинает заряжаться. Если напряжение аккумулятора достигает 14 В, контроллер подключает к нему дополнительную нагрузку. Оба пороговых напряжения, 11.9 В и 14 В, можно изменять подстроечными резисторами. Интересуясь в Интернете, какими же должны быть эти пороги для свинцовых аккумуляторов, я обнаружил некоторые расхождения у различных авторов. Для своей схемы я взял усредненные значения.

При напряжении аккумулятора между 11.9 В и 14 В, контроллер может переключать систему между зарядом и отдачей тока в нагрузку. Пара кнопок позволяет мне делать эти переключения в любое время, независимо от контроллера. Очень удобно при наладке устройства.

Желтый светодиод зажигается во время зарядки аккумулятора. Когда аккумулятор заряжен, и избыточная мощность отводится в дополнительную нагрузку, загорается зеленый светодиод. Таким образом, я имею минимальную обратную связь, позволяющую понять, что происходит в системе. Кроме того, с помощью мультиметра я могу измерять напряжения в любых точках. Все это не очень удобно.
Как только у меня дойдут руки до того, чтобы упаковать конструкцию в подходящий корпус, я непременно добавлю вольтметр и амперметр, возможно, от автомобильного приборного щитка.

Я использовал свою собранную на листе фанеры схему, что бы с помощью внешнего источника питания имитировать различные режимы заряда и разряда аккумулятора, и настроить контроллер. Устанавливая напряжение 11.9 В, а затем 14 В, я выставил подстроечными резисторами требуемые пороги. Сделать это следовало до отъезда, так как заниматься настройкой в поле никакой возможности у меня не было бы.

Доработка

Исследовав подробнее правила заряда свинцовых аккумуляторов, верхний порог я установил равным 14.8 В. Кроме того, от брата мне достались герметичные свинцовые аккумуляторы, которыми я и заменил обычные, использовавшиеся первоначально.

Важно !

Я понял, что в первую очередь, надо подключать к контроллеру аккумулятор, и только потом ветрогенератор или солнечную батарею. Если генератор подключить первым, волны напряжения не будут сглаживаться аккумулятором, контроллер будет работать неправильно, реле хаотически переключаться, а броски напряжения, в конце концов, приведут к выходу из строя микросхем. Короче, всегда подключайте аккумуляторную батарею первой, а ветрогенератор вслед за ней. И наоборот, разбирая систему, убедитесь в первую очередь, что генератор отключен. Батарею отключайте последней.

Наконец, представлю вам принципиальную схему. Она лишь немного отличается от прототипа, ссылку на который я приводил выше. Как я говорил раньше, некоторые детали я заменил на те, которые уже были у меня, чтобы не тратиться на покупку новых. Советую вам поступать также. Совершенно не обязательно повторять схему один в один.

Перевод текстов на рисунке

Note: IC3c & IC3d are unused.
Ground their inputs and leave
the outputs unconnected.

Замечание: C3c и IC3d не используются.
Заземлите их входы,
а выходы оставьте свободными.

IC1 LM7808 +8V Voltage Regulator

IC1 LM7808 стабилизатор напряжения +8 В

IC2 LM1458 Dual operational amplifier

IC2 LM1458 сдвоенный операционный усилитель

IC3 4001 Quad 2-input NOR Gate

IC3 CD4001 4 логических элемента «2И-НЕ»

Q1 IRF540 MOSFET

D1-3 Blocking diodes rated for the maximum current each source could produce

D1…D3 блокировочные диоды, рассчитанные на максимальный ток подключаемых источников

LED1 Yellow LED

LED1 желтый светодиод

LED2 зеленый светодиод

F1 Fuse rated at total expected current all sources combined will produce

F1 предохранитель, рассчитанный на максимальный суммарный ток всех подключаемых источников

F2 1 Amp Fuse for controller electronics

F2 предохранитель 1 А в шине питания электроники контроллера

RLY1 40 Amp SPDT automotive relay

RLY1 автомобильное реле на коммутируемый ток 40 А

PB1-2 Momentary contact NO pushbuttons

PB1-2 кнопки без фиксации

All resistors are % Watt 10%

Все резисторы ¼ Вт 10%

Test Point A should read 7.4V

Контрольная точка A. Напряжение в точке 7.4 В

Test Point B should read 5.95V

Контрольная точка B. Напряжение в точке 5.95 В

Наконец, проект завершен. До моего отъезда осталась всего неделя. Пролетела она быстро. Я разобрал турбину и тщательно упаковал все детали и инструменты, необходимые, чтобы собрать турбину после поездки через всю страну. Погрузив все в машину, я во второй раз поехал на свой участок в Аризоне, на этот раз с надеждой, что хоть какое-то электричество у меня там будет.

Продолжение читайте здесь

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

Источник: www.rlocman.ru