Что такое контроллер для ветрогенератора

Простой контроллер для ветряка 14в 30А

Уже прошло пару месяцев с момента как мне пришёл контроллер для ветрогенератора, заказанный на алиэкспресс контроллер для ветрогенератора. Контроллер на 12/24в 30А. Это один из самых дешёвых контроллеров, есть ещё дешевле, но они уже на ток до 16А, а этот на 30А. Работает контроллер примитивно просто, при достижении ровно 15.0 вольт на аккумуляторе контроллер закорачивает фазы генератора на входе контроллера током 30А (мне кажется что он совсем их просто тупо замыкает). А отпускает ветрогенератор при снижении напряжения на АКБ до 13,5 вольт.

При этом когда напряжение поднимается до 15 вольт то контроллер резко включает торможение и винт очень быстро останавливается. Когда аккумуляторы заряжены и потребления энергии нет, то контроллер так и мучает ветряк тормозя его через каждые 1-2 минуты. Это очень не приятно и я сделал дополнительно полную остановку ветряка поставив автоматы, которыми закорачиваю обмотки генератора и останавливаю ветряк.

А так в общем работает как заявлено и как ему и положено работать. Контроллер прилично греется при токах от 6А, когда мой ветрогенератор дает ток зарядки 5-15А, то контроллер становится просто горячим. Думаю это связано с тем что диодный мост, который внутри сильно греется. Ниже фото этого контроллера на моём электрощите. Кстати сам он довольно маленький, помещается в руке, я думал что приедет что-то побольше, а на самом деле он не намного больше пачки сигарет. Фото правда плохого качества — нет хорошей камеры у меня.

Так-же есть небольшое видео, которое снял как только контроллер приехал ко мне.

По этому контроллеру могу сказать так, он работает, работает как ему положено, но думаю 30А он будет держать кратковременно, а если будет через него проходить ток в 20-30А постоянно, то скорее всего сгорит так-как сильно греется даже при среднем токе в 10А, но может я ошибаюсь.

Основные характеристики

Автоматически определяет при подключении 12 или 24 вольта.
Напряжение включения торможения 15.0 (30.0) вольт.
Отключение торможения при 13.5 (27.0) вольт.
Ток торможения генератора 30 ампер.

Контроллер имеет три индикатора работы, это три светодиода внизу. Первый показывает что контроллер включён, второй горит когда ветрогенератор крутится, а третий загорается когда включается торможение. Цена данного контроллера на момент покупки была 3000 рублей без копеек, а на самые дешёвые контроллеры на 16А цена была от 2150 рублей. Но сейчас курс доллара снизился и цена наверно немного пониже, а так она зависит от курса $.

Источник

Контроллер для ветрогенератора

Принят в производство многофункциональный контроллер для ветрогенератора «Русский ветер»

Основные технические характеристики контроллера

Номинальное напряжение на АКБ

Максимальное напряжение на АКБ

Максимальное напряжение от ветрогенератора

Номин. мощность ветрогенератора по каждому входу ГЕН1 и ГЕН2

Максимальная мощность ветрогенератора ГЕН1

Максимальная мощность ветрогенератора ГЕН2

Максимальный ток от ветрогенератора по каждому входу ГЕН1 и ГЕН2

Максимальный ток заряда

Потребление тока контроллером в ждущем режиме

Температура окружающей среды

от -20 до +55 С о

Основные возможности и отличительные особенности контроллера «Русский ветер»

1. Функция лёгкого старта при слабом ветре
2. Ранее начало заряда АКБ за счёт использования повышенного напряжения от генератора
3. Возможность работы с двумя ветрогенераторами и их согласования
4. Работа с мощными ветрогенераторами — до 10 кВт
5. Автоматическое поддержание оптимального для аккумуляторов режима заряда
6. Контроллер «Русский ветер» способен работать с различными ветряками под любое существующее аккумуляторное напряжение (12, 24 и 48 В)
7. Эффективное торможение тенами в случае необходимости остановить ветроустановку при любом ветре
8. Эффективное получение тепловой энергии от тэнов
9. Возможность работы в режиме «Ветрогрей»
10. Возможность управления работой инвертора или другими электроприборами 220В
11. Широкие возможности для доработки прибора под конкретные нужды заказчика. Например: удалённое управление ветроустановкой с помощью СМС; увеличение каналов внешнего управления приборами; построение системы для большего количества ветрогенераторов и их согласования и т.д.
12. Возможность отслеживания и сбора данных о работе контроллера с помощью программного интерфейса.

Наш опыт общения с ветроустановками различного типа и с тем оборудованием, которое предлагалось к монтажу дал богатую пищу для размышлений. Он показал, что контроллер для ветрогенератора – слабое звено в этой системе и тут скрыт огромный потенциал совершенствования. Но речь не только о совершенствовании. Приходилось сталкиваться со случаями, когда по вине контроллера дело могло дойти до беды. – То перезаряд АКБ, грозящий пожаром, то наоборот, принудительный их разряд до нуля. Такие фортели ставили под сомнение возможность использования ВЭУ в принципе. Проблема обеспечения безопасности вырастала в полный рост. Мы успешно решили её, применив в нашем контроллере новые схемы, качественные и мощные элементы.

Однако, хороший контроллер для ветрогенератора – это не только выпрямитель напряжения. Он должен выполнять разные функции: поддерживать оптимальный для аккумуляторов разного типа режим заряда; останавливать ветряк при любом ветре; эффективно переводить энергию ветряка как в заряд АКБ, так и в тепловую энергию от ТЭНов. А коме этого хороший контроллер способен обеспечить ветряку благоприятный режим взаимодействия с ветром. Все эти идеи воплощает в жизнь наш контроллер «Русский ветер».

Его цифровой процессор поддерживает правильный режим заряда. ТЭНы, подключаемые непосредственно к фазам ветрогенератора эффективно греют и тормозят. Наш контроллер обеспечивает режим облегчённого старта позволяет ветряку эффективно разогнаться на холостых оборотах при слабом ветре.

А ещё, наш контроллер умеет управлять инвертором, подключая к нему сеть 220В когда нужно подзарядить с его помощью аккумуляторы. В остальное время контроллер отключает инвертор от сети, давая, таким образом, возможность расходовать альтернативную энергию в первую очередь.

Но это только базовые возможности нашего контроллера. По сути, он является платформой для развития данной тематики. На его базе мы можем изготовить прибор под конкретные специфические задачи.

Предлагаем вам видесюжет об испытаниях опытного образца нашего контроллера для ветрогенератора ВЭУ-3000-5

Несколько слов в качестве комментария.

То, что ветер был 5-10 м/с я сказал скорее как распространённое выражение прогноза погоды Гидрометцентра. Реально ветер был метров 6 — 8. По заявленным характеристикам генератора при таком ветре он должен отдавать не более 1,5 кВт. На видео наибольший ток — 23 А. Хотя за кадром он был и выше — до 25-27 А. Значит отдаваемая на заряд мощность: 50В х 23А = примерно 1,150 кВт. При этом нужно учитывать, что аккумуляторы были слабо разряжены (минимальное напряжение — 49В) и работали стабилизирующий и тормозящий ТЭНы. То есть мы видим, что контроллер даёт минимальные потери при заряде. Штатный контроллер,который виден в кадре как светлая электротехническая коробка давал гораздо худшие результаты. Таким образом достигнута высокая эффективность всей ветроустановки.

Конечно, вид опытного образца нашего контроллера был ещё не самый «товарный». Испытания (эти и другие) также показали необходимость отладки режимов работы, усиления параметров некоторых комплектующих, совершенствования схемы прибора. Всё это сейчас делается и процесс близок к завершению. Планируем запустить контроллер для ветрогенератора в производство к нынешнему сезону. Таким образом, наш контроллер позволит в полном объёме раскрыть заложенные в данный ветряк и его родственники технические возможности.

Наконец-то наш контроллер принят в производство. Теперь есть возможность рассказать о нём более подробно. Думаю делать это нужно, исходя из тех задач, которые мы стремились решить.

Главной нашей заботой было, конечно, обеспечить существенное повышение общей надёжности прибора. Но, всё-таки первой задачей можно считать – обеспечение защиты аккумуляторов от перезаряда. На первом этапе мы пытались реализовать идею «просаживания» аккумуляторов, если начался перезаряд. Но в конечном итоге пришли к выводу, что всё-таки будет лучше организовать качественное торможение винта ветрогенератора при сильном ветре. Для этого была изменена традиционная схема, используемая в большинстве контроллеров для ветряков. Мы «научили» наш контроллер подключать тены до моста выпрямления непосредственно к фазам генератора. За счёт этого появилась возможность «сбрасывать» на тены большие токи. Иными словами, отбирать у генератора большую мощность и сильнее его тормозить когда нужно. Следствием реализации этой идеи стала также эффективная работа ветряка в режиме обогрева помещения тенами.

Второй задачей было – сделать обращение с ветряком более удобным. В первую очередь необходимо было научить его останавливаться при необходимости на любом ветре. Для этого к эффективным тормозам потребовались электронные «мозги», подключающие тены по определённой программе. Так наш прибор обрёл цифровой контроллер и вышел на совершенно новый интеллектуальный уровень.

Ещё одной задачей являлось повышение эффективности отдачи ВЭУ-3000-5 и ВЭУ-5000-5 на заряд. Ведь по своей конструкции они предназначены отдавать большую мощность, чем та, которая шла на заряд по одному из кабелей (а их имеется 2) через штатный контроллер. В нашем приборе объединяются возможности двух каналов от ветрогенератора. С одной стороны, мы повысили зарядный ток в режиме основного заряда. А кроме этого, нам удалось начинать процесс заряда АКБ при слабом ветре, т.е. реально обеспечить зарядный ток тогда, когда напряжение на генераторе основной зарядки ещё не достигло напряжения заряда АКБ.

Контроллер «Русский ветер» способен работать с различными ветряками под любое существующее аккумуляторное напряжение (12, 24 и 48 В). Также он настраивается на конкретный тип и ёмкость аккумуляторных батарей для более бережного обращения с ними.

И ещё одна полезная особенность нашего контроллера. — Он умеет управлять работой инвертора. Если энергии в аккумуляторах достаточно для работы нагрузок, он отключает инвертор от сети. Когда энергия заканчивается, а ветряк не успевает заряжать аккумуляторы, контроллер подключает инвертор к внешней сети 220В. — Приборы продолжают работать от неё, при этом аккумуляторы заряжаются инвертором от той же сети. Таким образом, альтернативная энергия расходуется в первую очередь.

Возможны различные модификации контроллера под конкретные нужды заказчика

Видео-ролики о работе нашего контроллера

В первую очередь представляем работу контроллера в режиме зарядки:

А вот как можно легко и просто при помощи нашего контроллера останавливать ветряк при любом ветре:

Источник

Новая версия контроллера (балластного регулятора напряжения) для ветрогенератора

В прошлых статьях я уже описывал схему изготовления контроллера для ветрогенератора на основе автомобильного реле-регулятора (РР). Также в тех статьях есть фото и видео работы этого балластного регулятора. Принцип работы очень простой, реле-регулятор автомобильный при 14.2 вольта отключает щетку генератора и он перестаёт заряжать аккумулятор в автомобиле и таким образом АКБ не перезаряжается. А для работы с ветрогенератором сигнал от РР используется для включения дополнительной нагрузки к АКБ, которая сжигает лишнюю энергию и не даёт напряжению выросли выше 14.2 вольта.

В оригинальной схеме балласт подключается с помощью транзистора. Реле-регулятор подключается к АКБ и пока напряжение ниже 14.2 вольта, то РР подаёт минусовое напряжение не затвор транзистора и он закрыт. А как только напряжение на АКБ достигнет 14.2 вольта, то РР отключает минус и транзистор открывается, и через него идет ток на балласт. При этом РР работает очень быстро и держит напряжение 14.2 вольта, оно несколько раз в секунду открывает и закрывает транзистор обеспечивая плавный отбор лишней мощности. И собственно по этому нельзя в этой схеме использовать обычное контактное реле, оно просто не выдержит частоту включения-выключения 10. 100Гц, будет сильно дребезжать контактами пока они не отгорят.

Сама схема выглядит вот так (ниже рисунок) дополнительное описание — Балластный регулятор для ветрогенератора схема и описание

Если у вас нет реле-регулятора с управлением по минусу то можно сделать балластный контроллер на основе реле генератора ВАЗ, и других автомобилей где реле отключает плюсовую щётку генератора и об этом далее.

Контроллер на реле ВАЗ, с управлением по плюсу

Ниже рисунок со схемой балластного контроллера с реле генератора ВАЗ. Так как выход реле на щётку плюсовой, то есть она отключает плюс, а не минус как реле ГАЗ, то нужно ставить два транзистора.

Когда напряжение ниже 14.2В то плюсовое напряжение подаётся на контакт «Ш», оно подаётся на затвор первого транзистора и он открывается (резистор затвора на минус подключается). Далее этот транзистор подаёт через себя минус (исток-сток) на затвор второго транзистора, и тот минусом закрывается, и через себя не пропускает минус на балласт.

А когда напряжение поднимается выше 14.2В то плюс пропадает с выхода реле регулятора. Первый транзистор закрывается разряжая затвор через резистор на минус. И на затвор второго транзистора перестаёт поступать минус, и он открывается заряжается затвор через резистор от плюса. И он на балласт подаёт минус, балласт включается. Ниже рисунок схемы на двух транзисторах и реле ВАЗ.

Из минусов такой схемы это некоторая сложность с подключением транзистора, хотя куда ещё проще, но всё-таки многие не могут и у них не получается. А так-же бывает что транзисторы сгорают, не понятно из-за чего, но такое случалось не только у меня. Вдаваться в описание возможных причин не будем, в общем я нашёл другой выход, и об этом далее.

Твёрдотельное реле вместо транзистора

Транзистор в схеме, которая выше я заменил на твёрдотельное реле и всё стало гораздо проще и надёжнее. Теперь для сборки самого контроллера надо приобрести всего две детали, ну ещё маленькую светодиодную лампочку и балласт. Принципиально схема выглядит вот так (ниже рисунок).

Для изготовления понадобятся:
1. Реле-регулятор любой с управлением по плюсу, это регуляторы ВАЗ например
2. Твёрдотельное реле на постоянный ток
3. Резистор или светодиодную лампочку маломощную
4. Балласт, в качестве которого лампочки или большой резистор

Ветрогенератор подключается напрямую на аккумулятор и с балластным контроллером никак не связан. А сам контроллер подключается тоже к аккумулятору, но с ветряком никак не связан, он просто отслеживает напряжение аккумулятора и при превышении 14.2 вольта включает балласт чтобы остановить рост напряжения и сжечь лишнюю энергию. Поэтому не важно что заряжает аккумулятор, это может быть ветрогенератор, солнечные батареи, или зарядное устройство, контроллер всё равно будет включать балласт при превышении 14.2 вольта. Таким образом можно излишки энергии использовать даже с солнечных батарей, и эти излишки можно пустить на подогрев воды заменив лампочки на водонагревательный ТЭН.

И если говорить о работе самого контроллера, то балласт он включает не резко, а мягко, импульсами, отбирая только лишнюю энергию. Ветрогенератор при этом не получает удары мощной нагрузкой, как это бывает с другими контроллерами. Контроллеры с мощными балластами обычно полностью подключают нагрузку и происходит резкий удар по ветряку, и он начинает замедляться и пока напряжение АКБ не просядет до заданного гистерезиса ветряк будет нагружен мощной нагрузкой и останавливается. И когда акб заряжены то ветряк может получать несколько таких ударов балласта, от этого нагрузки большие на лопасти и подшипники, обмотку генератора. Так-же есть контроллеры, которые просто тормозят генератор при превышении напряжения, и они тоже резко включают торможение практически замыкая генератор, что тоже очень плохо. А этот балластный регулятор работает как ШИМ(PWM) контроллер мягко скидывая только излишки на балласт, только здесь импульсный принцип работы.

Кстати потребление контроллера совсем небольшое, порядка 20мА, и реле твёрдотельное включается только во время скидывания лишней энергии и в отличие от контактных реле потребляет всего 15мА.

Для наглядности работы данной схемы контроллера я записал небольшое видео. На видео реальная работа контроллера с реальным ветрогенератором. Правда в в день съёмки ветерок был совсем небольшой, поэтому чтобы было видно как происходит сброс лишней энергии я отключил две из трёх лампочек балласта, чтобы было видно по яркости свечения лампочки.

На этом всё, всем удачи в повторении подобной конструкции балластного регулятора для ветряка. Ниже несколько фото этого контроллера.

Дополнительная информация по схеме и описания работы в других статьях:

Источник