Electronic Load Controller (ELC) Circuit

Subukan Ang Aming Instrumento Para Sa Pagtanggal Ng Mga Problema





Ipinapaliwanag ng post ang isang simpleng electronic load controller o gobernador circuit na awtomatikong kinokontrol at kinokontrol ang bilis ng pag-ikot ng isang hydro-electric generator system sa pamamagitan ng pagdaragdag o pagbabawas ng isang hanay ng mga dummy load. Tinitiyak ng pamamaraan ang isang nagpapatatag na boltahe at output ng dalas para sa gumagamit. Ang ideya ay hiniling ni G. Aponso

Teknikal na mga detalye:

Salamat sa tugon at ako ay nasa labas ng bansa sa loob ng dalawang linggo. Salamat sa impormasyon at ang circuit ng timer ay gumagana nang maayos ngayon.
Kaso II, kailangan ko ng electronic Load Controller (ELC) Ang aking hydro power plant ay 5 kw solong phase 220V at 50Hz at kailangan kong makontrol ang sobrang lakas gamit ang ELC. Mangyaring bigyan ang maaasahang circuit para sa aking kinakailangan
Muli



Ang disenyo

Kung ikaw ay isa sa mga masuwerteng tao na mayroong isang libreng dumadaloy na sapa, sapa ng ilog o kahit isang aktibong maliit na tubig na nahulog malapit sa iyong likuran, maaari mong maiisip na maikli ito sa libreng kuryente sa pamamagitan lamang ng pag-install ng isang mini hydro generator sa daanan ng daloy ng tubig, at mai-access ang libreng kuryente habang buhay.

Gayunpaman ang pangunahing problema sa mga naturang system ay ang bilis ng generator na direktang nakakaapekto sa mga boltahe at dalas na specs nito.



Dito, ang bilis ng pag-ikot ng generator ay nakasalalay sa dalawang mga kadahilanan, ang lakas ng daloy ng tubig at ang pagkarga na konektado sa generator. Kung ang alinman sa mga ito ay nagbago, ang bilis ng generator ay masyadong nagbabago na nagiging sanhi ng isang katumbas na pagbaba o pagtaas ng output voltage at dalas nito.

Tulad ng alam nating lahat na para sa maraming mga kasangkapan sa bahay ay tulad ng mga ref, AC, motor, drill machine, atbp boltahe at dalas ay maaaring maging kritikal at maaaring direktang nauugnay sa kanilang kahusayan, sa gayon ang anumang pagbabago sa mga parameter na ito ay hindi maaaring gaanong gaanong bahala.

Upang matugunan ang sitwasyon sa itaas upang ang boltahe at dalas ng pareho ay mapanatili sa loob ng mga natatanggap na mga limitasyon, ang isang ELC o electronic load controller ay karaniwang ginagamit sa lahat ng mga sistema ng kapangyarihan ng hidro.

Dahil ang pagkontrol sa daloy ng tubig ay hindi maaaring maging isang posible na pagpipilian, ang pagkontrol sa pag-load sa isang kinakalkula na paraan ay naging tanging paraan palabas para sa napag-usapang isyu sa itaas.

Sa katunayan ito ay diretsahan, lahat ng ito ay tungkol sa paggamit ng isang circuit na sinusubaybayan ang boltahe ng generator at switch ON o OFF ng ilang mga load ng dummy na siya namang ang kumokontrol at magbayad para sa pagtaas o pagbaba ng bilis ng generator.

Dalawang simpleng mga electronic load controller (ELC) na mga circuit ay tinalakay sa ibaba (na idinisenyo ko) na maaaring madaling maitayo sa bahay at magamit para sa iminungkahing regulasyon ng anumang mini hydro power station. Alamin natin ang kanilang pagpapatakbo sa mga sumusunod na puntos:

ELC Circuit gamit ang IC LM3915

Ang unang circuit na gumagamit ng isang pares ng cascaded LM3914 o LM3915 ICs ay karaniwang naka-configure bilang isang 20 step voltage detector driver circuit.

Ang magkakaibang 0 hanggang 2.5V DC input sa pin # 5 nito ay gumagawa ng katumbas na sunud-sunod na tugon sa 20 output ng dalawang ICs, simula sa LED # 1 hanggang LED # 20, nangangahulugang 0.125V, ang unang ilaw ng LED. habang ang pag-input ay umabot sa 2.5V, ang ika-20 LED na ilaw ay ilaw (lahat ng mga LED ay naiilawan).

Anumang bagay sa pagitan ng mga resulta sa pag-toggle ng kaukulang intermediate LED output.

Ipagpalagay natin na ang generator ay kasama ang 220V / 50Hz specs, nangangahulugang ang pagbaba ng bilis nito ay magreresulta sa pagbaba ng tinukoy na boltahe pati na rin ang dalas, at kabaliktaran.

Sa iminungkahing unang circuit ng ELC, binawasan namin ang 220V sa kinakailangang mababang potensyal na DC sa pamamagitan ng isang resistor divider network at feed pin # 5 ng IC na ang unang 10 LEDs (LED # 1 at natitirang mga asul na puntos) ay nag-iilaw lamang.

Ngayon ang mga pinout na LED na ito (mula sa LED # 2 hanggang LED # 20) ay nakakabit din sa mga indibidwal na pag-load ng dummy sa pamamagitan ng mga indibidwal na driver ng mosfet, bilang karagdagan sa domestic load.

Ang mga domestic na kapaki-pakinabang na pag-load ay konektado sa pamamagitan ng isang relay sa LED # 1 output.

Sa kondisyon sa itaas tinitiyak nito na sa 220V habang ginagamit ang lahat ng mga domestic load, 9 karagdagang mga dummy load ay nag-iilaw din, at nagbabayad upang makabuo ng kinakailangang 220V @ 50Hz.

Ngayon ipagpalagay na ang bilis ng generator ay may posibilidad na tumaas sa itaas ng markang 220V, maiimpluwensyahan nito ang pin # 5 ng IC na tumutugma sa switch ng mga LED na minarkahan ng mga pulang tuldok (mula sa LED # 11 at pataas).

Habang ang mga LED na ito ay nakabukas SA, ang mga kaukulang pag-load ng dummy ay naidagdag sa pagtatalo sa ganyang paraan pagpisil sa bilis ng generator tulad na maibabalik sa normal na mga detalye nito, dahil nangyari ito na ang mga dummy load ay muling naka-OFF sa likod na pagkakasunud-sunod, nagpapatuloy ito pag-aayos ng sarili tulad na ang bilis ng motor ay hindi kailanman lumagpas sa normal na mga rating.

Susunod, ipagpalagay na ang bilis ng motor ay may posibilidad na bumababa dahil sa mas mababang lakas ng daloy ng tubig, ang mga LED na minarkahan ng asul ay nagsimulang magsara nang sunud-sunod (simula sa LED # 10 at pababa), binabawasan nito ang mga dummy load at siya namang nagpapagaan ng motor mula sa labis na pagkarga sa gayong paraan ay napapanumbalik ang bilis nito patungo sa orihinal na punto, sa proseso ang pag-load ay may posibilidad na lumipat ON / OFF nang sunud-sunod upang mapanatili ang eksaktong inirekumendang bilis ng generator motor.

Ang mga dummy load ay maaaring mapili ayon sa kagustuhan ng gumagamit, at mga kondisyong panoorin. Ang isang pagtaas ng 200 watts sa bawat LED output ay maaaring maging pinaka-kanais-nais.

Ang mga dummy load ay dapat na resistive sa likas na katangian, tulad ng 200 watt incandescent lamp o heater coil.

Diagram ng Circuit

ELC Circuit gamit ang PWM

Ang pangalawang pagpipilian ay lubos na kawili-wili at mas simple. Tulad ng makikita sa ibinigay na diagram, ang isang pares ng 555 ICs ay ginagamit bilang isang generator ng PWM na binabago ang marka / rasyon ng espasyo bilang tugon sa magkatugma na antas ng boltahe na pinakain sa pin # 5 ng IC2.

Ang isang mahusay na kalkuladong mataas na wattage dummy load ay naka-attach sa isang solong yugto ng mosfet controller sa pin # 3 ng IC # 2.

Tulad ng tinalakay sa seksyon sa itaas, narito din ang isang mas mababang sample DC boltahe na naaayon sa 220V ay inilapat sa pin # 5 ng IC2 tulad na ang mga pag-iilaw ng dummy load ayusin sa mga domestic load upang hawakan ang output ng generator sa loob ng saklaw na 220V.

Ipagpalagay ngayon na ang bilis ng pag-ikot ng drift ng generator patungo sa mas mataas na bahagi, ay lilikha ng isang katumbas na pagtaas ng potensyal sa pin # 5 ng IC2 na kung saan ay magbubunga ng mas mataas na marka ng marka sa mosfet, na pinapayagan itong magsagawa ng mas maraming kasalukuyang .

Sa pagtaas ng kasalukuyang pag-load, mas mahihirapan ang motor na paikutin kung kaya't mag-ayos pabalik sa orihinal na bilis.

Eksaktong nangyayari ang kabaligtaran kapag ang bilis ng paggalaw patungo sa mas mababang mga antas, kapag ang pag-load ng dummy ay humina upang hilahin ang bilis ng motor sa normal na mga detalye nito.

Ang isang pare-pareho na 'tug-of-war' ay nagpapatuloy upang ang bilis ng motor ay hindi kailanman lumipat ng labis mula sa kinakailangang mga pagtutukoy nito.

Ang nasa itaas na mga circuit ng ELC ay maaaring magamit sa lahat ng mga uri ng mga microhydro system, mga watermill system at mga system din ng wind mill.

Tingnan natin ngayon kung paano tayo makakapag-empleyo ng isang katulad na ELC circuit para sa pagsasaayos ng bilis at dalas ng isang yunit ng generator ng windmill. Ang ideya ay hiniling ni G. Nilesh Patil.

Teknikal na mga detalye

Ako ay Mahusay na tagahanga ng iyong mga Electronic circuit at Libangan upang likhain ito. Talaga nagmula ako sa lugar ng kanayunan kung saan 15 oras na kapangyarihan ang pumutol sa problemang kinakaharap namin bawat taon

Kahit na pumunta ako para bumili ng inverter na hindi rin masisingil dahil sa pagkabigo ng kuryente.

Lumikha ako ng wind mill generator (Sa Napakamurang Gastos) mula doon ay susuporta upang singilin ang 12 v na baterya.

Para sa parehong naghahanap ako upang bumili ng wind mill charge turbine Controller na masyadong magastos.

Naplano na lumikha ng aming sariling kung may angkop na disenyo mula sa iyo

Kapasidad ng Generator: 0 - 230 AC Volt

input 0 - 230 v AC (Nag-iiba ang depende sa bilis ng hangin)

output: 12 V DC (sapat na kasalukuyang boost up).

Ang paghawak ng labis na karga / Paglabas / Dummy Load

Maaari mo bang imungkahi o tulungan akong paunlarin ito at kinakailangang sangkap at PCB mula sa iyo

Maaari kong mangailangan ng maraming parehong circuit sa sandaling magtagumpay.

Ang disenyo

Ang hiniling na disenyo sa itaas ay maaaring ipatupad sa pamamagitan lamang ng paggamit ng isang step down transpormer at isang LM338 regulator tulad ng napag-usapan sa marami sa aking mga post nang mas maaga.

Ang disenyo ng circuit na ipinaliwanag sa ibaba ay hindi nauugnay sa kahilingan sa itaas, sa halip ay tinutugunan ang isang mas kumplikadong isyu sa mga sitwasyon kung saan ginagamit ang isang generator ng windmill para sa pagpapatakbo ng mga karga ng AC na naatasang may mga pangunahing detalye ng 50Hz o 60Hz dalas.

Paano gumagana ang isang ELC

Ang isang electronic load controller ay isang aparato kung saan nililibre o nasasakal ang bilis ng isang nauugnay na motor ng generator ng kuryente sa pamamagitan ng pag-aayos ng paglipat ng isang pangkat ng mga dummy o dump load na konektado kahanay sa mga aktwal na nagagamit na pag-load.

Ang mga pagpapatakbo sa itaas ay kinakailangan dahil ang nababahala na generator ay maaaring hinimok ng isang iregular, iba't ibang mapagkukunan tulad ng isang dumadaloy na tubig mula sa isang sapa, ilog, talon o sa pamamagitan ng hangin.

Dahil ang mga puwersa sa itaas ay maaaring magkakaiba-iba depende sa mga kaugnay na mga parameter na namamahala sa kanilang kalakhan, ang generator ay maaari ring mapilitang dagdagan o bawasan ang bilis nito nang naaayon.

Ang isang pagtaas sa bilis ay nangangahulugang isang pagtaas ng boltahe at dalas na kung saan ay maaaring mapailalim sa mga nakakonektang pag-load, na nagiging sanhi ng hindi kanais-nais na mga epekto at pinsala sa mga pag-load.

Pagdaragdag ng Mga Dump Load

Sa pamamagitan ng pagdaragdag o pagbabawas sa mga panlabas na karga (dump load) sa kabuuan ng generator, ang bilis nito ay maaaring mabisa laban sa sapilitang pinagkukunang enerhiya tulad ng ang bilis ng generator ay pinananatili ng humigit-kumulang sa mga tinukoy na antas ng dalas at boltahe.

Tinalakay ko na ang isang simple at mabisang electronic load circuit circuit sa isa sa aking naunang mga post, ang kasalukuyang ideya ay inspirasyon mula rito at halos kapareho sa disenyo na iyon.

Ipinapakita ng pigura sa ibaba kung paano maaaring mai-configure ang ipinanukalang ELC.

Ang puso ng circuit ay ang IC LM3915 na karaniwang isang tuldok / bar LED driver na ginagamit para sa pagpapakita ng mga pagkakaiba-iba sa pinaka-input na analogue boltahe na input sa pamamagitan ng sunud-sunod na mga ilusyon ng LED.

Ang pagpapaandar sa itaas ng IC ay pinagsamantalahan dito para sa pagpapatupad ng mga pagpapaandar ng ELC.

Ang generator 220V ay unang bumaba sa 12V DC sa pamamagitan ng isang step down transpormer at ginagamit para sa pag-power ng electronic circuit na binubuo ng IC LM3915 at ng nauugnay na network.

Ang naayos na boltahe ay pinapakain din sa pin # 5 ng IC na kung saan ay ang sensing input ng IC.

Bumubuo ng Katumbas na Mga Boltahe ng Sensing

Kung ipinapalagay namin ang 12V mula sa transpormer na maging proporsyonal na may 240V mula sa generator, nagpapahiwatig na kung ang boltahe ng generator ay tumataas sa 250V ay tataas ang 12V mula sa transpormer nang proporsyonal sa:

12 / x = 240/250

x = 12.5V

Katulad nito kung ang boltahe ng generator ay bumaba sa 220V ay proporsyonal na ihuhulog ang boltahe ng transpormer sa:

12 / x = 240/220
x = 11V

at iba pa.

Ang mga kalkulasyon sa itaas ay malinaw na ipinapakita na ang RPM, dalas at boltahe ng generator ay labis na guhit at katimbang sa bawat isa.

Sa iminungkahing disenyo ng circuit ng electronic load controller sa ibaba, ang naayos na boltahe na pinakain sa pin # 5 ng IC ay nababagay na sa lahat ng magagamit na mga load ay nakabukas ON, tatlong mga dummy load lamang: lampara # 1, lampara # 2 at lampara # 3 ay pinapayagan na manatiling nakabukas ON.

Ito ay naging isang makatwirang kinokontrol na pag-set up para sa load controller, syempre ang saklaw ng mga pagkakaiba-iba ng pagsasaayos ay maaaring mai-set up at maiakma sa iba't ibang mga magnitude depende sa mga kagustuhan at detalye ng mga gumagamit.

Maaari itong magawa sa pamamagitan ng sapalarang pagsasaayos ng ibinigay na preset sa pin # 5 ng IC o sa pamamagitan ng paggamit ng iba't ibang mga hanay ng mga pag-load sa 10 mga output ng IC.

Pagse-set up ng ELC

Ngayon sa nabanggit na set-up sa itaas ay ipagpalagay natin na ang generator ay tumatakbo sa 240V / 50Hz kasama ang unang tatlong mga ilawan sa pagkakasunud-sunod ng IC na nakabukas ON, at lahat din ng mga panlabas na magagamit na mga naglo-load (appliances) ay nakabukas ON.

Sa ilalim ng sitwasyong ito kung ang ilan sa mga appliances ay naka-OFF ay maaalis ang generator mula sa ilang pag-load na nagreresulta sa pagtaas ng bilis nito, subalit ang pagtaas sa bilis ay lilikha din ng proporsyonal na pagtaas ng boltahe sa pin # 5 ng IC.

Ito ay mag-uudyok sa IC upang ilipat ON ang kasunod na mga pinout nito sa pagkakasunud-sunod sa gayon ang paglipat ng ON ay maaaring lampara # 4,5,6 at iba pa hanggang sa ang bilis ng generator ay mabulunan upang mapanatili ang nais na itinalagang bilis at dalas.

Sa kabaligtaran, ipagpalagay kung ang bilis ng generator ay may posibilidad na maghasik dahil sa nakakapinsalang kondisyon ng mapagkukunan ng mapagkukunan ay mag-uudyok sa IC na ilipat ang OFF lampara # 1,2,3 isa-isa o ilan sa kanila upang maiwasan ang pagbagsak ng boltahe sa ibaba ng hanay , tamang pagtutukoy.

Ang mga dummy load ay lahat ay tinapos nang sunud-sunod sa pamamagitan ng mga yugto ng transistor ng PNP buffer at ang kasunod na mga yugto ng transistor ng NPN power.

Ang lahat ng mga transistor ng PNP ay 2N2907 habang ang NPN ay TIP152, na maaaring mapalitan ng mga N-mosfet tulad ng IRF840.

Dahil ang mga nabanggit na aparato ay gumagana lamang sa DC, ang output ng generator ay angkop na na-convert sa DC sa pamamagitan ng 10amp diode bridge para sa kinakailangang paglipat.

Ang mga lampara ay maaaring na-rate ng 200 watt, na-rate na 500 wat o o ginustong ng gumagamit, at ang mga spec ng generator.

Diagram ng Circuit

Sa ngayon natutunan namin ang isang mabisang electronic load circuit circuit gamit ang isang sunud-sunod na maraming konsepto ng dummy load switch, dito tinatalakay namin ang isang mas simpleng disenyo ng pareho gamit ang isang triac dimmer na konsepto at may isang solong pag-load.

Ano ang isang Dimmer Switch

Ang isang dimmer switch na aparato ay isang bagay na pamilyar sa ating lahat at makikita silang naka-install sa ating mga tahanan, tanggapan, tindahan, mall atbp.

Ang isang dimmer switch ay isang aparato na pinapatakbo ng elektronikong aparato na maaaring magamit para sa pagkontrol ng isang nakakabit na karga tulad ng mga ilaw at tagahanga sa pamamagitan lamang ng pag-iiba ng isang nauugnay na variable na paglaban na tinatawag na isang palayok.

Karaniwang ginagawa ang kontrol sa pamamagitan ng isang triac na kung saan ay pinilit na lumipat gamit ang isang sapilitan dalas ng pagkaantala ng oras tulad na nananatili itong ON lamang sa panahon ng isang maliit na bahagi ng kalahating siklo ng AC.

Ang pagkaantala ng paglipat na ito ay proporsyonado sa nababagay na paglaban ng palayok at nagbabago habang iba-iba ang paglaban sa palayok.

Kaya't kung ang paglaban sa palayok ay ginawang mababa, pinapayagan ang triac na magsagawa ng mas mahabang agwat ng oras sa mga yugto ng yugto na nagpapahintulot sa higit na kasalukuyang dumaan sa pag-load, at pinapayagan din nito ang pag-load na may mas maraming lakas.

Sa kabaligtaran kung ang paglaban ng palayok ay nabawasan, ang triac ay pinaghihigpitan upang magsagawa ng proporsyonal para sa isang mas maliit na seksyon ng yugto ng yugto, na ginagawang mahina ang pag-load sa pag-activate nito.

Sa iminungkahing circuit ng electronic load controller ang parehong konsepto ay inilalapat, gayunpaman dito ang palayok ay pinalitan ng isang opto coupler na ginawa ng pagtatago ng isang LED / LDR na pagpupulong sa loob ng isang light proof selyadong enclosure.

Paggamit ng Dimmer Switch bilang ELC

Ang konsepto ay talagang simple:

Ang LED sa loob ng opto ay hinihimok ng isang proporsyonal na bumagsak na boltahe na nagmula sa output ng generator, nangangahulugang ang LED na ningning ngayon ay nakasalalay sa mga pagkakaiba-iba ng boltahe ng generator.

Ang paglaban na kung saan ay responsable para sa impluwensya ng triac conduction ay pinalitan ng LDR sa loob ng opto na pagpupulong, nangangahulugang ang mga antas ng LED brightness ay nagiging responsable ngayon para sa pag-aayos ng mga antas ng conduction ng triac.

Sa una, ang circuit ng ELC ay inilalapat na may boltahe mula sa generator na tumatakbo sa 20% higit na bilis kaysa sa tamang tinukoy na rate nito.

Ang isang makatwirang kinakalkula ng dummy load ay nakakabit sa serye sa ELC, at ang P1 ay nababagay na ang dummy load ay medyo naiilawan at inaayos ang bilis at dalas ng generator sa tamang antas ayon sa kinakailangang mga detalye.

Isinasagawa ito sa lahat ng panlabas na kagamitan sa isang nakabukas na posisyon, na maaaring maiugnay sa lakas ng generator.

Ang pagpapatupad sa itaas ay nagse-set up ng magsusupil para sa pagharap sa anumang pagkakaiba na nilikha sa bilis ng generator.

Ipagpalagay ngayon, kung ang ilan sa mga kagamitan sa bahay ay naka-OFF, lilikha ito ng mababang presyon sa sapilitang generator na paikutin ito nang mas mabilis at makabuo ng mas maraming kuryente.

Gayunpaman pipilitin din nito ang LED sa loob ng opto na lumago nang proporsyonal na mas maliwanag, na kung saan ay babawasan ang paglaban ng LDR, sa gayon pinipilit ang triac na magsagawa ng higit pa at maubos ang labis na boltahe sa pamamagitan ng proporsyonal na dummy load.

Ang dummy load na kung saan ay malinaw naman na isang maliwanag na maliwanag na ilaw ay maaaring makita na kumikinang na medyo maliwanag sa sitwasyong ito, na pinatuyo ang labis na lakas na nabuo ng generator at ibalik ang bilis ng generator sa kanyang orihinal na RPM.

Diagram ng Circuit

Listahan ng Mga Bahagi para sa solong pag-load ng dummy, electronic circuit loader ng electronic

  • R1 = 15K,
  • R2 = 330K
  • R3 = 33K
  • R4 = 47K 2 WATT
  • R5 = 47 OHMS
  • P1 = 100K 1 WATT PRESET
  • C1 = 0.1uF / 1KV
  • C2, c3 = 0.047uF / 250V
  • OPTO = ASSEMBLY OF WHITE HIGH BRIGHT 5MM LED, AND A SUITABLE LDR
  • L1 = 100mH, 20 AMP FERRITE CORE INDUCTOR
  • DUMMY LOAD = 2000 WATT LAMP
  • DC = DIAC DB-3 MALAKI
  • TR1 = TRIAC BTA41 / 600



Nakaraan: I / V Tracker Circuit para sa Mga Application ng Solar MPPT Susunod: Mga Tip sa Pagpapanatili para sa Lead Acid Battery