Re: Контроллер ветрогенератора
Чт сен 19, 2013 15:47:09
Re: Контроллер ветрогенератора
Чт сен 19, 2013 20:30:40
А это потраха где стоит такая плата. 
Контроллер работы ветрогенератора на базе МК
Ср окт 30, 2013 13:05:00
Здравствуйте, уважаемые пользователи сайта "РАДИОКОТ". Мне очень необходима Ваша квалифицированная помощь в разработке устройства контроля параметров ветрогенераторной установки. В общем объеме устройство должно выполнять 5 основных функций:
1. Заряд аккумуляторных батарей 48В 200Ач.
2. Стабилизация оборотов ветроколеса.
3. Сброс излишка энергии на 4 или 6 нагревательных ТЭНОВ по 24В каждый, с поочерёдным их включением по мере увеличения излишка энергии.
4. Контроль напряжения сети с переключение в аварийный режим (работа на инвертор).
5. Вывод информации на LCD и организация меню пользователя.
В качестве микроконтроллера буду использовать ATMega16. Для заряда АКБ и для работы на ТЭНы планирую использовать 2 канала. Каждый из каналов будет состоять из TL494 + драйвер + два MOSFETа в режиме полумоста с обратными связями по напряжению и току + LC-фильтр. Каналы будут управляться микроконтроллером двумя портами ШИМ через RC-фильтры.
Для индикации планирую использовать символьный LCD 20x2.
Логику работы устройства вижу так:
С одной из фаз 3-х фазного ветрогенератора снимаем показания частоты, запоминаем. Проводим повторный замер и сравниваем с предыдущим. Если частота растёт добавляем нагрузку на колесо с помощью управления каналами АКБ и (или) ТЭНов. Если частота падает - уменьшаем нагрузку.
Постоянно выполняем замер напряжения и тока по 2-м каналам и выводим значения на дисплей. Как только аккумулятор достигает заряженного состояния, переходим в режим работы с ТЭНами и включаем 1-й ТЭН при максимальной скважности, следим за оборотами, регулируем нагрузку и т.д. 2,3,4-й ТЭНы.
Кто может что добавить или посоветовать? Интересует всё от начала и до конца: советы, схемные решения, помощь в расчёте выходного дросселя, оптимизация и т.д. Всё изготовленное мною будет иметь подробный фотоотчёт до самого конца, пока устройство не будет на 100% завершено. Все схемы и исходники будут доступны. По сути мы можем вместе создать устройство, необходимое очень многим людям. Заранее всем спасибо!!!
1. Заряд аккумуляторных батарей 48В 200Ач.
2. Стабилизация оборотов ветроколеса.
3. Сброс излишка энергии на 4 или 6 нагревательных ТЭНОВ по 24В каждый, с поочерёдным их включением по мере увеличения излишка энергии.
4. Контроль напряжения сети с переключение в аварийный режим (работа на инвертор).
5. Вывод информации на LCD и организация меню пользователя.
В качестве микроконтроллера буду использовать ATMega16. Для заряда АКБ и для работы на ТЭНы планирую использовать 2 канала. Каждый из каналов будет состоять из TL494 + драйвер + два MOSFETа в режиме полумоста с обратными связями по напряжению и току + LC-фильтр. Каналы будут управляться микроконтроллером двумя портами ШИМ через RC-фильтры.
Для индикации планирую использовать символьный LCD 20x2.
Логику работы устройства вижу так:
С одной из фаз 3-х фазного ветрогенератора снимаем показания частоты, запоминаем. Проводим повторный замер и сравниваем с предыдущим. Если частота растёт добавляем нагрузку на колесо с помощью управления каналами АКБ и (или) ТЭНов. Если частота падает - уменьшаем нагрузку.
Постоянно выполняем замер напряжения и тока по 2-м каналам и выводим значения на дисплей. Как только аккумулятор достигает заряженного состояния, переходим в режим работы с ТЭНами и включаем 1-й ТЭН при максимальной скважности, следим за оборотами, регулируем нагрузку и т.д. 2,3,4-й ТЭНы.
Кто может что добавить или посоветовать? Интересует всё от начала и до конца: советы, схемные решения, помощь в расчёте выходного дросселя, оптимизация и т.д. Всё изготовленное мною будет иметь подробный фотоотчёт до самого конца, пока устройство не будет на 100% завершено. Все схемы и исходники будут доступны. По сути мы можем вместе создать устройство, необходимое очень многим людям. Заранее всем спасибо!!!
Re: Контроллер ветрогенератора
Сб ноя 02, 2013 12:48:33
Что-то тема совсем зависла. Все только предложили существующие варианты, к тому же не самые лучшие. Давайте вместе лучше создадим некий универсальный контроллер. Только я считаю, что аккумуляторы на 24В это мало. Нужно хотя бы 48В. Более менее значаший инвертор должен выдавать до 3 КВт, а при 24 В это будут большие токи.
Re: Контроллер ветрогенератора
Ср фев 18, 2015 17:44:06
Помогите пожалуйста разобраться с включением драйвера ir2110 в данной схеме. Не работает регулировка выходного напряжения и тока зарядки аккумулятора. максимум выходит напряжение на аккумулятор 9.5 вольт. Светодиод зарядки загорается.
- Вложения
-
- tl494_IR2110.JPG
- (220.85 KiB) Скачиваний: 1033
Re: Контроллер ветрогенератора
Пт фев 20, 2015 12:04:35
изменил схему до такого варианта. Как только 5 ногу ir2110 подключил на землю, стало регулироваться напряжение до 14.6 вольт. Подключил лампочку 12 вольт напряжение упало до 6 вольт, лампочка горит в пол накала. Ток так и не появился, что я только не делал. Взял отключил от верхней микросхемы дорожку с 2 ножки идущую на нижнюю микросхему 16 ножки. Включаю и у меня вылетает IGBT, IR 2110, TL494, взрывается кондер на дросселе. После этого зашёл в тупик, не знаю что дальше и делать.
- Вложения
-
- измененная.jpg
- (74.78 KiB) Скачиваний: 872
Re: Контроллер работы ветрогенератора на базе МК
Пт фев 20, 2015 22:39:27
prv1984 писал(а):По сути мы можем вместе создать устройство, необходимое очень многим людям.
К сожалению "многим людям" это сегодня совершенно по барабану, недоступно и не выгодно. Т. как стоимость 1кВт альтернативной энергии превышает стоимость промышленной из бытовой сети и будет превышать. Мафия энергогенерирующих компаний по другому не допустит. По этой причине во многих странах или насильно заставляют альтерн. источники в новое строительство включать или платят компенсацию.
Re: Контроллер ветрогенератора
Вт мар 22, 2016 15:01:13
О контроллерах для ветрогенераторов
Если сам ветрогенератор можно назвать сердцем ветроустановки, то контроллер – это её мозг.
В старых моделях контроллеров ставилась одна простая задача – выпрямить переменное напряжение генератора и не допустить перезаряда аккумуляторной батареи. С данной задачей контроллеры вполне успешно справлялись. Но практика использования ветряных генераторов показала, что одного этого мало.
Опишем несколько типичных проблем:
• При сильном ветре, вся мощность генератора идёт на аккумуляторы и ток заряда никак не ограничивается, что сокращает срок службы аккумуляторной батареи.
• После полного заряда аккумуляторов, ветрогенератор продолжает вращаться, а излишняя мощность сбрасывается в дополнительную нагрузку, попросту нагревая воздух. Сокращается ресурс подшипников и лопастей ветрогенератора.
• Многие производители ветрогенераторов указывают в паспорте изделия максимальную допустимую скорость ветра, называя её скоростью выживания. Обычно это 40-50 м/сек. Но в тоже время настоятельно рекомендуют останавливать ветрогенератор при штормовом предупреждении. К сожалению не всегда пользователи ветроустановок могут это сделать. Часто ветрогенератор установлен в удаленном и необслуживаемом месте. Как результат – сломанные лопасти, погнутый вал генератора, оторванный хвост и поваленная мачта.
• Очень часто проблема неудовлетворительной работы ветрогенератора – это слабый ветер. Пользователь видит, что лопасти вращаются, ветрогенератор правильно ориентирован по ветру, но аккумуляторы не успевают заряжаться. Отсюда претензии – почему Вы продали и установили мне систему, которая не вырабатывает достаточное количество энергии. Не каждый рядовой пользователь понимает, или не хочет понимать, что номинальную мощность ветрогенератор может выдать только при скорости ветра не менее 8-10 м/сек. Основной и наверное правильный мотив покупателя – я заплатил Вам деньги – дайте мне достойный продукт!
Решить эти и некоторые другие проблемы позволяет наш новый “умный” контроллер. В основе его схемы лежит современный микропроцессор, а в качестве регулирующих элементов используются мощные полевые транзисторы или IGBT сборки. Многие люди, близкие к электротехнике, знают – для того чтобы вывести из строя правильно подобранную IGBT сборку, нужно очень сильно постараться! Все основные параметры контроллера можно менять непосредственно с клавиатуры дисплея. Если необходимо отслеживать все процессы в режиме реального времени или записывать и архивировать данные, можно воспользоваться программным обеспечением для ПК. Подключить компьютер или флеш-накопитель к контроллеру можно с помощью портов USB, RS-485 или RS-232.
Часто клиенты задают вопрос: “каким образом работает контроллер и какие параметры можно и нужно менять в меню контроллера ?” Если Вы не очень большой специалист в электронике – Вы можете просто подключить контроллер к ветрогенератору и аккумуляторам. По умолчанию в меню выставлены усреднённые типовые значения параметров. Но если Вы хотите использовать возможности системы на 100%, Вам необходимо более точно подогнать значения параметров контроллера к остальным компонентам.
Для этого Вам необходимо:
• Указать ёмкость аккумуляторной батареи
Надпись на дисплее контроллера
1. System Info
Batt: 100 Ah 1/9
Этот же параметр в программном обеспечении для ПК
• Указать сколько полюсов у генератора. Этот параметр важен для вычисления количества оборотов. В зависимости от мощности генератора и его конструкции этот параметр варьируется от 4 до 30.
Надпись на дисплее контроллера
2. Wind Info
Pole: 23 D 3/9
Этот же параметр в программном обеспечении для ПК
• Следующий очень важный параметр – ограничение максимальных оборотов. В настоящее время на рынке присутствуют несколько типов ветрогенераторов, которые можно условно поделить на три группы:
o Первая – генераторы со складывающимся хвостом и смещенным центром вращения. По нашему мнению, не самый лучший способ ограничения оборотов. Дело в том, что вращающийся ротор имеет большой момент инерции. Можно сказать, что это большой гироскоп. Раскрученный ротор всегда стремится остаться в одной плоскости вращения. Лопасти современных ветрогенераторов обычно изготовлены из различных пластиков и композитных материалов и конечно же могут изгибаться в некоторых пределах. Когда ротор отклоняется (становится ребром к потоку ветра), оконцовки лопастей стараются остаться в плоскости вращения. В результате этого отклонения лопасти постоянно изгибаются в процессе работы и в конце концов разрушаются. Мгновенно наступает сильный дисбаланс всей ветроустановки, что приводит к непредсказуемым последствиям.
o Вторая группа – ветрогенераторы с неподвижным хвостом. Лопасти таких генераторов имеют крученный аэродинамический профиль. При определенных оборотах (слегка превышающих номинальные) на такой лопасти происходит срыв воздушного потока и скорость вращения стабилизируется. “Рысканье” у такого ротора намного меньше. Но при ураганном ветре все же остается сильное лобовое давление (за счёт парусности раскрученного ротора) и бывали случаи когда это приводило к разрушению ветрогенератора.
o Третья группа – ветрогенераторы с изменяемым углом атаки лопастей. Ветроустановки данного типа являются самыми прогрессивными и эффективными. При скорости ветра от 0 до 3 м/с угол атаки лопастей имеет стартовое значение. Именно под этим углом лопастей ротор запускается легче всего. Как только скорость ветра достигает 3 м/с – ротор начинает вращаться. Во время вращения наиболее отдаленный от центра край лопасти управляется центробежным грузом для наклона по направлению к плоскости вращения ротора. До тех пор, пока законцовка лопасти будет параллельна плоскости вращения ротора, генератор будет производить номинальную выходную мощность. При скорости ветра от 8 до 20 м/с центробежные грузы будут плавно изменять угол атаки лопастей, стабилизируя таким образом обороты и выходную мощность. При скорости ветра от 20 до 50 м/с лопасти переходят в положение с углом атаки, имеющим отрицательное значение. В таком состоянии они создают сопротивление вращению и происходит стабилизация оборотов вращения ротора.
Таким образом ротор ветрогенератора не разрушается при сильном ветре. Так же лопасти имеют аэродинамический профиль, который не допускает срыва потока с задней кромки. Это снижает шум при вращении ротора.
Установки данного типа позволяют применять механический тормоз. С помощью троса и лебедки, а в ветрогенераторах большой мощности гидравликой или электроприводом, лопасти устанавливаются в нулевой угол.
Не смотря на “продвинутость” конструкции, остаётся такой фактор, как лобовое давление ветра. Поэтому необходимо останавливать генератор при ураганне. В нашем контроллере для этого предусмотрена специальная функция. В паспорте каждого генератора есть параметр – обороты вращения ротора при максимальной мощности. Мы рекомендуем установить в меню контроллера число оборотов на 5% больше.
Надпись на дисплее контроллера
2. Wind Info
Rota: 500R 2/9
Этот же параметр в программном обеспечении для ПК
Разберёмся как работает эта функция.
Когда ротор раскручивается выше максимально допустимых оборотов, контроллер останавливает ветрогенератор на заданное время. После паузы тормоз снимается и цикл повторяется.
• Для увеличения ресурса работы подшипников и лопастей в контроллере есть опция – остановка ротора при достижении на аккумуляторной батарее определенного напряжения. Вы можете задать “гистерезис” для заряда батареи. Когда напряжение на аккумуляторах достигнет максимального значения (устанавливается в зависимости от типа используемых аккумуляторов – AGM, GEL или другие) контроллер затормозит генератор. Напряжение на батарее начнёт снижаться и, когда оно опустится до нижнего порога, контроллер отпустит тормоз. Ротор начнёт вращаться. В итоге, если потребляемая от аккумуляторов мощность незначительна, то большую часть времени ваш ветрогенератор будет заторможен.
• И теперь самый больной вопрос – слабый ветер. Часто бывает, лопасти вращаются, ветрогенератор правильно ориентирован по ветру, но аккумуляторы не заряжаются. Это болезнь обычных классических контроллеров. Дело в том, что пока напряжение на генераторе не достигнет значения напряжения на аккумуляторной батарее, выпрямительные диоды закрыты обратным напряжением.
Для примера возьмём ветрогенератор мощностью 1000 Ватт и напряжением 24 Вольта, со скоростью вращения 600 об/мин при максимальной мощности. Как правило, почти все ветрогенераторы стартуют при скорости ветра около 3 м/с. Если в паспорте генератора есть график зависимости выходного напряжения от частоты вращения – можно увидеть, что при скорости ветра 4-5 м/с ротор вращается со скоростью примерно 100-150 об/мин и напряжение на генераторе не превышает 18-20 Вольт. В итоге – выпрямительные диоды закрыты и аккумуляторы не заряжаются. Даже при таком слабом ветре генератор развивает мощность 80-150 Ватт, но эта мощность пропадает впустую. Доля таких слабых ветров в разное время года может достигать 30-50%.
Параметры программного обеспечения, отвечающие за данные функции
Для решения этой проблемы в наш контроллер интегрирован программируемый модуль преобразования напряжения, позволяющий заряжать аккумуляторы при малой скорости ветра. Можно установить порог включения преобразователя равный, например, 15 Вольтам. И в аккумуляторы польется небольшой, но всё же реальный зарядный ток, даже если ветряк выдаст лишь 1/10 своей мощности. Когда скорость ветра повысится и напряжение генератора сравняется с напряжением батареи, блок преобразования автоматически отключится. Начнётся “прямая” зарядка аккумуляторной батареи через выпрямительные диоды.
• В последних версиях наших контроллеров добавлена очень важная, с нашей точки зрения функция. Иногда пользователь не очень внимательно следит за состоянием аккумуляторной батареи и вспоминает о ней только тогда, когда она полностью разряжена. Как правило – просто отключается инвертор. Такие глубокие разряды сокращают срок службы аккумуляторов. Вы можете установить в меню любой порог разряда батареи и включить опцию сигнализации. Если аккумуляторы будут разряжены до этого порога, контроллер подаст звуковой сигнал и предупредит Вас об этом – нужно ограничить потребление и зарядить батарею.
Это основные, и на наш взгляд очень важные отличия нашего контроллера от классических. Можем добавить, что наш контроллер является гибридным ветро-солнечным, то есть имеет второй канал для зарядки аккумуляторов от солнечных панелей. Мощность солнечных панелей, которые можно подключить к контроллеру составляет обычно 30% от мощности ветрогенератора. Конечно можно увеличить этот параметр и до 100%, даже до 500%, но это уже получится солнечный контроллер. При нынешних ценах на солнечные панели можно увеличивать долю солнца до 200-500% от общей мощности гибридной ветро-солнечной установки. Но для таких систем с большой долей солнечной энергии, более разумно устанавливать отдельный MPPT солнечный контроллер.
Евгений Ивлев
http://www.polyset.kz
Если сам ветрогенератор можно назвать сердцем ветроустановки, то контроллер – это её мозг.
В старых моделях контроллеров ставилась одна простая задача – выпрямить переменное напряжение генератора и не допустить перезаряда аккумуляторной батареи. С данной задачей контроллеры вполне успешно справлялись. Но практика использования ветряных генераторов показала, что одного этого мало.
Опишем несколько типичных проблем:
• При сильном ветре, вся мощность генератора идёт на аккумуляторы и ток заряда никак не ограничивается, что сокращает срок службы аккумуляторной батареи.
• После полного заряда аккумуляторов, ветрогенератор продолжает вращаться, а излишняя мощность сбрасывается в дополнительную нагрузку, попросту нагревая воздух. Сокращается ресурс подшипников и лопастей ветрогенератора.
• Многие производители ветрогенераторов указывают в паспорте изделия максимальную допустимую скорость ветра, называя её скоростью выживания. Обычно это 40-50 м/сек. Но в тоже время настоятельно рекомендуют останавливать ветрогенератор при штормовом предупреждении. К сожалению не всегда пользователи ветроустановок могут это сделать. Часто ветрогенератор установлен в удаленном и необслуживаемом месте. Как результат – сломанные лопасти, погнутый вал генератора, оторванный хвост и поваленная мачта.
• Очень часто проблема неудовлетворительной работы ветрогенератора – это слабый ветер. Пользователь видит, что лопасти вращаются, ветрогенератор правильно ориентирован по ветру, но аккумуляторы не успевают заряжаться. Отсюда претензии – почему Вы продали и установили мне систему, которая не вырабатывает достаточное количество энергии. Не каждый рядовой пользователь понимает, или не хочет понимать, что номинальную мощность ветрогенератор может выдать только при скорости ветра не менее 8-10 м/сек. Основной и наверное правильный мотив покупателя – я заплатил Вам деньги – дайте мне достойный продукт!
Решить эти и некоторые другие проблемы позволяет наш новый “умный” контроллер. В основе его схемы лежит современный микропроцессор, а в качестве регулирующих элементов используются мощные полевые транзисторы или IGBT сборки. Многие люди, близкие к электротехнике, знают – для того чтобы вывести из строя правильно подобранную IGBT сборку, нужно очень сильно постараться! Все основные параметры контроллера можно менять непосредственно с клавиатуры дисплея. Если необходимо отслеживать все процессы в режиме реального времени или записывать и архивировать данные, можно воспользоваться программным обеспечением для ПК. Подключить компьютер или флеш-накопитель к контроллеру можно с помощью портов USB, RS-485 или RS-232.
Часто клиенты задают вопрос: “каким образом работает контроллер и какие параметры можно и нужно менять в меню контроллера ?” Если Вы не очень большой специалист в электронике – Вы можете просто подключить контроллер к ветрогенератору и аккумуляторам. По умолчанию в меню выставлены усреднённые типовые значения параметров. Но если Вы хотите использовать возможности системы на 100%, Вам необходимо более точно подогнать значения параметров контроллера к остальным компонентам.
Для этого Вам необходимо:
• Указать ёмкость аккумуляторной батареи
Надпись на дисплее контроллера
1. System Info
Batt: 100 Ah 1/9
Этот же параметр в программном обеспечении для ПК
• Указать сколько полюсов у генератора. Этот параметр важен для вычисления количества оборотов. В зависимости от мощности генератора и его конструкции этот параметр варьируется от 4 до 30.
Надпись на дисплее контроллера
2. Wind Info
Pole: 23 D 3/9
Этот же параметр в программном обеспечении для ПК
• Следующий очень важный параметр – ограничение максимальных оборотов. В настоящее время на рынке присутствуют несколько типов ветрогенераторов, которые можно условно поделить на три группы:
o Первая – генераторы со складывающимся хвостом и смещенным центром вращения. По нашему мнению, не самый лучший способ ограничения оборотов. Дело в том, что вращающийся ротор имеет большой момент инерции. Можно сказать, что это большой гироскоп. Раскрученный ротор всегда стремится остаться в одной плоскости вращения. Лопасти современных ветрогенераторов обычно изготовлены из различных пластиков и композитных материалов и конечно же могут изгибаться в некоторых пределах. Когда ротор отклоняется (становится ребром к потоку ветра), оконцовки лопастей стараются остаться в плоскости вращения. В результате этого отклонения лопасти постоянно изгибаются в процессе работы и в конце концов разрушаются. Мгновенно наступает сильный дисбаланс всей ветроустановки, что приводит к непредсказуемым последствиям.
o Вторая группа – ветрогенераторы с неподвижным хвостом. Лопасти таких генераторов имеют крученный аэродинамический профиль. При определенных оборотах (слегка превышающих номинальные) на такой лопасти происходит срыв воздушного потока и скорость вращения стабилизируется. “Рысканье” у такого ротора намного меньше. Но при ураганном ветре все же остается сильное лобовое давление (за счёт парусности раскрученного ротора) и бывали случаи когда это приводило к разрушению ветрогенератора.
o Третья группа – ветрогенераторы с изменяемым углом атаки лопастей. Ветроустановки данного типа являются самыми прогрессивными и эффективными. При скорости ветра от 0 до 3 м/с угол атаки лопастей имеет стартовое значение. Именно под этим углом лопастей ротор запускается легче всего. Как только скорость ветра достигает 3 м/с – ротор начинает вращаться. Во время вращения наиболее отдаленный от центра край лопасти управляется центробежным грузом для наклона по направлению к плоскости вращения ротора. До тех пор, пока законцовка лопасти будет параллельна плоскости вращения ротора, генератор будет производить номинальную выходную мощность. При скорости ветра от 8 до 20 м/с центробежные грузы будут плавно изменять угол атаки лопастей, стабилизируя таким образом обороты и выходную мощность. При скорости ветра от 20 до 50 м/с лопасти переходят в положение с углом атаки, имеющим отрицательное значение. В таком состоянии они создают сопротивление вращению и происходит стабилизация оборотов вращения ротора.
Таким образом ротор ветрогенератора не разрушается при сильном ветре. Так же лопасти имеют аэродинамический профиль, который не допускает срыва потока с задней кромки. Это снижает шум при вращении ротора.
Установки данного типа позволяют применять механический тормоз. С помощью троса и лебедки, а в ветрогенераторах большой мощности гидравликой или электроприводом, лопасти устанавливаются в нулевой угол.
Не смотря на “продвинутость” конструкции, остаётся такой фактор, как лобовое давление ветра. Поэтому необходимо останавливать генератор при ураганне. В нашем контроллере для этого предусмотрена специальная функция. В паспорте каждого генератора есть параметр – обороты вращения ротора при максимальной мощности. Мы рекомендуем установить в меню контроллера число оборотов на 5% больше.
Надпись на дисплее контроллера
2. Wind Info
Rota: 500R 2/9
Этот же параметр в программном обеспечении для ПК
Разберёмся как работает эта функция.
Когда ротор раскручивается выше максимально допустимых оборотов, контроллер останавливает ветрогенератор на заданное время. После паузы тормоз снимается и цикл повторяется.
• Для увеличения ресурса работы подшипников и лопастей в контроллере есть опция – остановка ротора при достижении на аккумуляторной батарее определенного напряжения. Вы можете задать “гистерезис” для заряда батареи. Когда напряжение на аккумуляторах достигнет максимального значения (устанавливается в зависимости от типа используемых аккумуляторов – AGM, GEL или другие) контроллер затормозит генератор. Напряжение на батарее начнёт снижаться и, когда оно опустится до нижнего порога, контроллер отпустит тормоз. Ротор начнёт вращаться. В итоге, если потребляемая от аккумуляторов мощность незначительна, то большую часть времени ваш ветрогенератор будет заторможен.
• И теперь самый больной вопрос – слабый ветер. Часто бывает, лопасти вращаются, ветрогенератор правильно ориентирован по ветру, но аккумуляторы не заряжаются. Это болезнь обычных классических контроллеров. Дело в том, что пока напряжение на генераторе не достигнет значения напряжения на аккумуляторной батарее, выпрямительные диоды закрыты обратным напряжением.
Для примера возьмём ветрогенератор мощностью 1000 Ватт и напряжением 24 Вольта, со скоростью вращения 600 об/мин при максимальной мощности. Как правило, почти все ветрогенераторы стартуют при скорости ветра около 3 м/с. Если в паспорте генератора есть график зависимости выходного напряжения от частоты вращения – можно увидеть, что при скорости ветра 4-5 м/с ротор вращается со скоростью примерно 100-150 об/мин и напряжение на генераторе не превышает 18-20 Вольт. В итоге – выпрямительные диоды закрыты и аккумуляторы не заряжаются. Даже при таком слабом ветре генератор развивает мощность 80-150 Ватт, но эта мощность пропадает впустую. Доля таких слабых ветров в разное время года может достигать 30-50%.
Параметры программного обеспечения, отвечающие за данные функции
Для решения этой проблемы в наш контроллер интегрирован программируемый модуль преобразования напряжения, позволяющий заряжать аккумуляторы при малой скорости ветра. Можно установить порог включения преобразователя равный, например, 15 Вольтам. И в аккумуляторы польется небольшой, но всё же реальный зарядный ток, даже если ветряк выдаст лишь 1/10 своей мощности. Когда скорость ветра повысится и напряжение генератора сравняется с напряжением батареи, блок преобразования автоматически отключится. Начнётся “прямая” зарядка аккумуляторной батареи через выпрямительные диоды.
• В последних версиях наших контроллеров добавлена очень важная, с нашей точки зрения функция. Иногда пользователь не очень внимательно следит за состоянием аккумуляторной батареи и вспоминает о ней только тогда, когда она полностью разряжена. Как правило – просто отключается инвертор. Такие глубокие разряды сокращают срок службы аккумуляторов. Вы можете установить в меню любой порог разряда батареи и включить опцию сигнализации. Если аккумуляторы будут разряжены до этого порога, контроллер подаст звуковой сигнал и предупредит Вас об этом – нужно ограничить потребление и зарядить батарею.
Это основные, и на наш взгляд очень важные отличия нашего контроллера от классических. Можем добавить, что наш контроллер является гибридным ветро-солнечным, то есть имеет второй канал для зарядки аккумуляторов от солнечных панелей. Мощность солнечных панелей, которые можно подключить к контроллеру составляет обычно 30% от мощности ветрогенератора. Конечно можно увеличить этот параметр и до 100%, даже до 500%, но это уже получится солнечный контроллер. При нынешних ценах на солнечные панели можно увеличивать долю солнца до 200-500% от общей мощности гибридной ветро-солнечной установки. Но для таких систем с большой долей солнечной энергии, более разумно устанавливать отдельный MPPT солнечный контроллер.
Евгений Ивлев
http://www.polyset.kz
Re: Контроллер ветрогенератора
Пн апр 20, 2020 08:50:57
Коллеги, на сайте Виктора Лучанского есть готовое решение. Контроллер ветряка на ардуино. У него там на 12 В систему. Я себе сделал на 24 В немного подправив схему и программный код.
Его сайт
https://www.rk3bx.ru/
Если нужно на 24 В то могу выслать изменения по схеме и код кому надо.
Его сайт
https://www.rk3bx.ru/
Если нужно на 24 В то могу выслать изменения по схеме и код кому надо.
Re: Контроллер ветрогенератора
Пн фев 01, 2021 12:47:07
Тестовый образец контроллера вертяка, готовится проходить испытания. За основу взят код аналогичного проекта солнечной панели, но со значительными доработками, состоит из МК атмега8, и ЖКИ 1602, пары кнопочек и драйвера полевиков типа IR2101. В качестве датчиков тока взял ACS712-20A, хотел найти 713'ые под постоянку, но они в дефиците. Верхний ключ отведен под зарядку АКБ, нижний для нагрузочного ТЭНа, ориентировал на мощности до киловатта, код еще сыроватый, в дальнейшем можно допиливать под потребности.
Схему разделил на части, программная с МК и силовая ШИМ, питание не показано, так же для самозапитки без АКБ подошел дешевый 220в-12в блочек, они как оказалось отлично работают и от 30 вольт, если внутри понизить резистор что питанет его ШИМ'ку 220в, обычно там 300-700к, и установив 30...70к стартует без проблем.
В файле расписана распиновка ЖКИ, кнопок, АЦП и ШИМ, еще пришлось задействовать ФЮЗЫ для повышения частоты МК до 8МГц, LowFuse=04, это позволило раскачать хардварный ШИМ МК до 16КГц, для больше надо ставить кварц. Ноги АЦП замера напряжения ветряка и АКБ подключаются через резисторы-делители напряжения, 5в МК соответствует 400в ветряка(1:80) и 100в АКБ(1:20), токовые ноги идут с ACS712-20А(100мВ/А) либо подобных, силовая часть типовая для IR2101 либо подобного драйвера полевых ключей.
Схему разделил на части, программная с МК и силовая ШИМ, питание не показано, так же для самозапитки без АКБ подошел дешевый 220в-12в блочек, они как оказалось отлично работают и от 30 вольт, если внутри понизить резистор что питанет его ШИМ'ку 220в, обычно там 300-700к, и установив 30...70к стартует без проблем.
В файле расписана распиновка ЖКИ, кнопок, АЦП и ШИМ, еще пришлось задействовать ФЮЗЫ для повышения частоты МК до 8МГц, LowFuse=04, это позволило раскачать хардварный ШИМ МК до 16КГц, для больше надо ставить кварц. Ноги АЦП замера напряжения ветряка и АКБ подключаются через резисторы-делители напряжения, 5в МК соответствует 400в ветряка(1:80) и 100в АКБ(1:20), токовые ноги идут с ACS712-20А(100мВ/А) либо подобных, силовая часть типовая для IR2101 либо подобного драйвера полевых ключей.
- Вложения
-
- Vetryak.zip
- прошивка, исходник и картинки, ассемблер AVR, Atmega8
- (390.64 KiB) Скачиваний: 293
Re: Контроллер ветрогенератора
Пн фев 01, 2021 13:57:00
ну, Пашка, ты уже до ветряка добрался!
Re: Контроллер ветрогенератора
Пн фев 01, 2021 15:35:08
Павел, приветствую! Круто! А сам ветряк какой - покупной или сам сваял?
Re: Контроллер ветрогенератора
Пн фев 01, 2021 19:38:28
Starichok51 стараюсь 
sancio ветряк у другого товарища, попросили такую штуку, а у меня солнечная панелька, они как бы отличаются но с помощью напильника и клавиатуры удалось допилить код, впереди испытания. Сам ветряк товарища ближе к самодельному, неодимовые магниты и катушки, на мачте, лопасти вроде рассчитаны, а мощность девайса около 700Вт на максимуме, возможно еще будут правки кода, ибо тема новая.
sancio ветряк у другого товарища, попросили такую штуку, а у меня солнечная панелька, они как бы отличаются но с помощью напильника и клавиатуры удалось допилить код, впереди испытания. Сам ветряк товарища ближе к самодельному, неодимовые магниты и катушки, на мачте, лопасти вроде рассчитаны, а мощность девайса около 700Вт на максимуме, возможно еще будут правки кода, ибо тема новая.
Re: Контроллер ветрогенератора
Вт фев 02, 2021 00:48:40
Я конечно извиняюсь, но хочу спросить разработчика по какой цепи у вас будет заряжаться бутстрепная емкость в драйвере верхнего плеча? Что бы драйвер заработал её надо сначала зарядить.
Re: Контроллер ветрогенератора
Вт фев 02, 2021 11:33:24
Возможно для АКБ, как дравйвер верхнего плеча лучше применить вот такую схему:
Тогда бустерный конденсатор сможет заряжаться при открытии нижнего плеча, применить драйвер типа IR2111, у него внутри уже есть цепочка "deadtime", против сквозного тока, и один удобный вход, ну а для ТЭНа нижнего плеча должно хватить IR2101.
У меня мало опыта по драйверам верхнего плеча, и есть закономерный вопрос, транзисторы верхнего и нижнего в одинаковых условиях по нагреву, или нижний все же будет меньше греться? Будет ли повышение нагрева при работе с переходом на верхнее плече?
Тогда бустерный конденсатор сможет заряжаться при открытии нижнего плеча, применить драйвер типа IR2111, у него внутри уже есть цепочка "deadtime", против сквозного тока, и один удобный вход, ну а для ТЭНа нижнего плеча должно хватить IR2101.
У меня мало опыта по драйверам верхнего плеча, и есть закономерный вопрос, транзисторы верхнего и нижнего в одинаковых условиях по нагреву, или нижний все же будет меньше греться? Будет ли повышение нагрева при работе с переходом на верхнее плече?
Последний раз редактировалось Flash.#13 Вт фев 02, 2021 11:55:47, всего редактировалось 1 раз.
Re: Контроллер ветрогенератора
Вт фев 02, 2021 11:51:24
Flash.#13 писал(а):как дравйвер верхнего плеча лучше применить вот такую схему:
можно, но нижний полевик лучше зашунтировать диодом шотки.
Re: Контроллер ветрогенератора
Вт фев 02, 2021 11:59:10
ВВ шотки дефицитны, а пока IR2111 жив, будет открывать нижний полевик, ну а открытый полевик по сопротивлению ниже шотки, следовательно от шотки можно отказаться, ведь нужное - просто!
Re: Контроллер ветрогенератора
Вт фев 02, 2021 12:42:32
и на IR2111 придешь к моей схеме солнечного контроллера.Flash.#13 писал(а):Возможно для АКБ, как дравйвер верхнего плеча лучше применить вот такую схему:
только тогда из моей схемы придется еще взять дополнительный ключ, чтобы АКБ не разряжалась в нижний ключ.
хотя, можно и не делать такой ключ, как у меня, а просто поставить диод последовательно с дросселем, как нарисовано у тебя. только с таким диодом кпд немного упадет.
Re: Контроллер ветрогенератора
Вт фев 02, 2021 13:12:06
К TL494 не приду, она не программируется под ЖКИ1602 с кнопушками 
А так силовая часть уже идентична, но вариант с управлением от МК нравится больше, и специфика устройства позволяет думать доли секунд, все достаточно интерционно, не 220в розетки где доля секунды и пыхнет. АЦП МК в реальном коде позволяет делать замеры с подстройками более тысячи раз в секунду, а еще использование МК позволяет сделать все универсальным, под разные АКБ, в данном случае плата нужна для схемы с АКБ 48 вольт, и не факт что не станет больше, а для МК достаточно изменить кнопками напряжение в меню ЖКИ. В электротранспорте так же отказались от аналоговых решений, в угоду МК типа STM32, сегодня на них делаются 3ф BLDC котроллеры, и они управляют токами в десятки киловатт, будущее за МК
А так силовая часть уже идентична, но вариант с управлением от МК нравится больше, и специфика устройства позволяет думать доли секунд, все достаточно интерционно, не 220в розетки где доля секунды и пыхнет. АЦП МК в реальном коде позволяет делать замеры с подстройками более тысячи раз в секунду, а еще использование МК позволяет сделать все универсальным, под разные АКБ, в данном случае плата нужна для схемы с АКБ 48 вольт, и не факт что не станет больше, а для МК достаточно изменить кнопками напряжение в меню ЖКИ. В электротранспорте так же отказались от аналоговых решений, в угоду МК типа STM32, сегодня на них делаются 3ф BLDC котроллеры, и они управляют токами в десятки киловатт, будущее за МК
Re: Контроллер ветрогенератора
Вт фев 02, 2021 13:26:17
а я не имел в виду, что нужно делать на тл494, я говорил про силовую часть.
а те контроллеры, на которых нынче делают преобразователи, имеют для этого аппаратную часть, которой в АТМеге8 и в помине нет.
но ты прав, тут не нужно "мгновенной" реакции, и вполне можно успеть измерить и выдать регулирующее воздействие.
для солнечной панели тоже не нужно того быстродействия, которое обеспечивает тл494, но когда я делал разработку своего устройства, я тогда еще не начал заниматься МК.
и как ты должен помнить, мой возврат к МК был спровоцирован тобой, твоим тестером аккумуляторов.
а те контроллеры, на которых нынче делают преобразователи, имеют для этого аппаратную часть, которой в АТМеге8 и в помине нет.
но ты прав, тут не нужно "мгновенной" реакции, и вполне можно успеть измерить и выдать регулирующее воздействие.
для солнечной панели тоже не нужно того быстродействия, которое обеспечивает тл494, но когда я делал разработку своего устройства, я тогда еще не начал заниматься МК.
и как ты должен помнить, мой возврат к МК был спровоцирован тобой, твоим тестером аккумуляторов.