Контроллер PWM для ветрогенератора

[GenaVetrov]

С каким генератором Ви готови експерементировать?
А) на постоянних магнитах?
....

Да, на постоянных магнитах как наиболее оптимальном для повторения в направлении плана ветроэнергетики. Судя по Вашему нику  мы один из вариантов уже долго обсуждаем на другом форуме:) Там про контроллер тоже мельком упоминал как дальнюю перспективу практических эксперементов в своем хобби.

Кратко мое представление такого контроллера:...

Может все-таки на контроллере, схемотехника упростится сильно... Контроллеры есть дешевые-дешовые ....
Ну и что плохого в том, что народ микроконтроллеры ставит? В некоторых схемах применение их очень даже оправдано (упрощение схемотехники, больший функционал, возможность удаленной диагностики/управления).

В чем-то упроститься, в чем-то "завтра" либо в другом месте/ситуации сломавшись станет полностью бесполезной коробкой. Как пример, предположим что весь бытовой импорт из зарубежья перекроют....
Насчет схемной сложности не буду утверждать пока сам не получу работоспособный результат.
Кроме атмеги и подобного "мозга", с которым нужно будет отработать первое условие: "должен уверенно стартовать при изменяющемся напряжении только от генератора" ведь будет еще и силовая часть, что должна отвечать второму условию "по схемотехнике... на распространенных элементах"., т.е. что можно найти в окружающей старой технике.
У меня  сложности лишь со временем. На хобби совсем мало остается.
При этом уже есть на примете множество разных схемных решений из которых считаю совсем не сложно сделать подобный контроллер.
Собирать отдельные узлы как конструктор лего, слегка подстроив необходимые элементы.
По сути же заявленным требованиям почти полностью отвечает даже дешевая китайская платка-стабилизатор на LM2576 в которой штатно предусмотрены понижающий принцип ШИМ со стабилизацией выходных напряжения и тока. Как минимум в ней взять лишний/свободных дифф усилитель и включить его параллельно уже имеющимся, отрабатывающим ток и напряжение. Обвесить его уже на контроль частоты получаемой переменки с фазы генератора.
Знаком и с аналогичными китайскими платками на XL4016(если не ошибся), в которых уже штатно присутствует третье ограничение: и по входному напряжению, но не по частоте. Цена  на них уже кусается, 4016 распространенным элементом пока не могу назвать.
В этих платках/схемах конечно куча недостатков: маленькая мощность, низкая надежность, контроль тока: шунт-по-минусу и т.п.
Вариантов ненамного сложнее, на пробы самостоятельной сборки уже без  известных недостатков  в задумках много.

[hrpankov]

С каким генератором Ви готови експерементировать?
А) на постоянних магнитах?
....

Да, на постоянных магнитах как наиболее оптимальном...

Воля Конструктора всегда закон.  Желаю творческих удач.  Хм, из трех вариантов, Ви изволили вибрать самий "переспективний"    ....

[jam-yps]

Когда Ви говорите об  "упрощение схемотехники,больший функционал, возможность удаленной диагностики/управления). ",  то какая сумма в $ вертится у Вас в голове?

Из жизни: проц Tiny13 (2 PWM)+ прога на ассемблере (самописная, без возможности управления с ПК) + мелочь по деталям + платка - порядка 5$ за все детали, плату. Остальные датчики - как и для обычного ветрогенератора (датчик скорости ветра).

[jam-yps]

Да, на постоянных магнитах как наиболее оптимальном

Может другой вариант выберете? Он далеко не самый оптимальный.

В чем-то упроститься, в чем-то "завтра" либо в другом месте/ситуации сломавшись станет полностью бесполезной коробкой. Как пример, предположим что весь бытовой импорт из зарубежья перекроют....

Так есть процы, выпускаемые в России, я когда-то на них писал, тоже дешевые, в чем проблема?

Насчет схемной сложности не буду утверждать пока сам не получу работоспособный результат.
Кроме атмеги и подобного "мозга", с которым нужно будет отработать первое условие: "должен уверенно стартовать при изменяющемся напряжении только от генератора" ведь будет еще и силовая часть, что должна отвечать второму условию "по схемотехнике... на распространенных элементах"., т.е. что можно найти в окружающей старой технике.

Те же Tiny вполне сносно себя ведут, вот только проц должен иметь резервный источник обязательно (ну мое мнение, достаточно часовой 3-вольтовой батарейки), и тормоз тоже со своим источником питания, или у Вашем случае сильных ветров не бывает?
А зачем "в старой технике"? Там деталей на 15$ будет.

По сути же заявленным требованиям почти полностью отвечает даже дешевая китайская платка-стабилизатор на LM2576 в которой штатно предусмотрены понижающий принцип ШИМ со стабилизацией выходных напряжения и тока. Как минимум в ней взять лишний/свободных дифф усилитель и включить его параллельно уже имеющимся, отрабатывающим ток и напряжение. Обвесить его уже на контроль частоты получаемой переменки с фазы генератора.
Знаком и с аналогичными китайскими платками на XL4016(если не ошибся), в которых уже штатно присутствует третье ограничение: и по входному напряжению, но не по частоте. Цена  на них уже кусается, 4016 распространенным элементом пока не могу назвать.

Ну так сделайте, поделитесь, - всем будет счастье . 4016 - достаточно дешевая микросхема. На Али копейки стоит (1$ в партии из 5 шт), или это слишком дорого?
Добавлено 18 Авг. 2017 в 14:37

С каким генератором Ви готови експерементировать?
А) на постоянних магнитах?
....

Да, на постоянных магнитах как наиболее оптимальном...

Воля Конструктора всегда закон.  Желаю творческих удач.  Хм, из трех вариантов, Ви изволили вибрать самий "переспективний"    ....

Самый неудачный, я б сказал....

[hrpankov]

Jam-yps,
....a мож какой-то чертежик( по качество черчения не хуже моего !!! )в студио для наглядности цен ?   

[jam-yps]

[user]hrpankov[/user], Зачем - если человек электроникой занимается - и так понятно (в tiny13 2 PWM, куча АЦП и есть таймеры), если нет - к чему вопрос? Да и чертежик то не Ваш был. Нарисуйте СВОЙ СОБСТВЕННЫЙ, я выложу схемотехнику своей платки. Ту так, чтобы по чесноку было... Печатку и програму выкладывать не буду, заранее предупреждаю.

[hrpankov]

[user]hrpankov[/user], Зачем? - если человек электроникой занимается  - к чему вопрос?

А) чтобь сравнивать идеи, конструкцию, цени....
Б) не все люди, и я в том числе, супер-електронщики...

..Да и чертежик то не Ваш был. Нарисуйте СВОЙ СОБСТВЕННЫЙ, я выложу схемотехнику своей платки.

Чертежик ( блок-схема ) мой уже десяток лет, но в свободном доступе.  Недаром назвал его - МРРТ контроллер для СБ или ветряка " Делай - нехочу!" .  Мне принципиалка или соурскод Ваши не нужни,  блок-схеми что-то вроде моей достаточно...  Для сравнивания, имхо... И для дискусий.

ПП: и еще, изпользовать микроконтролери в етом деле считаю:
А) делом скучним, что раз.....
Б) делом непорядочним, что два...

[jam-yps]

Чертежик ( блок-схема ) мой уже десяток лет, но в свободном доступе.  Недаром назвал его - МРРТ контроллер для СБ или ветряка " Делай - нехочу!" .  Мне принципиалка или соурскод Ваши не нужни,  блок-схеми что-то вроде моей достаточно...  Для сравнивания, имхо... И для дискусий.

Блок-схема на контрллере - это квадратик, в который входят входные сигналы через резистор/защитный стабилитрон (датчик скорости ветра, сигнал с генератора - частота вращения, датчика тока обмотки возбуждения, преобразователя, напряжение на входе/выходе преобразователя) и выходят управляющие сигналы - на синхронный преобразователь (ШИМ, 1 драйвер + 2 транзистора полевых - таких 2 шт, один на зарядку, второй на возбуждение), электрический тормоз/сброс излишней мощности (ШИМ 3 транзистора драйвер + 1 силовой полевик), тормоз (блокировка колеса), 1 светодиод индикации, 1 переключатель и 1 кнопка (ой 2 кнопки - еще и Reset). Да и LDO линейный стабилизатор на 5В. Микроконтроллер Tiny88A. Можно много проще сделать, если от чего-то отказаться.

ПП: и еще, изпользовать микроконтролери в етом деле считаю:
А) делом скучним, что раз.....
Б) делом непорядочним, что два...

Каждый волен себя оправдывать как хочет и иметь свое мнение. Никто не обязан иметь точно такое-же мнение.

[hrpankov]

Блок-схема на контрллере - это квадратик, в который входят входные сигналы через ...

Я не скажу про всю Одессу, но по моему Ви двигаетесь в правильном направлении...

[GenaVetrov]

Да, на постоянных магнитах как наиболее оптимальном

Может другой вариант выберете? Он далеко не самый оптимальный.

Вариант с электрическим возбуждением отбирает на себя часть энергии, может и разумен, но на мощностях в киловатты. Или я неправ?
Вариант асинхронного двигателя, если тот, что магнитами на ротор модифицируется - то тот же вариант "на магнитах" получается.
Если, как поверхностно читал,  обычный асинхронный,на бОльших номинала оборотах  как генератор начинает работать - то в этот вариант глубоко не вникал поскольку основная масса генераторов для целей подобных маломощным ветрякам отчего-то делается и обсуждается на постоянных магнитах с разновидностями железный/безжелезный и т.п.

Я прокомментировал систему генератора для которого предполагаю свой контроллер делать лишь для общего представления  необходимого в контроллере функционала.
Предлагаю вернуться к теме этого топика "Контроллер PWM..."

Вы вот говорите PWM контроллеру важно знать и скорость ветра: "... квадратик, в который входят ... датчик скорости ветра ..." т.е. дополнительный измерительный анемометр с дстоверными характеристиками.
Зачем, в каких исполнениях, понятно поясните если не секрет.
Не спорю, что полноценному МРРТ информация о скорости ветра вкупе с числом оборотов необходима для расчета точки максимальной мощности подобно системам солнечных батарей.
Но принцип систем СБ несколько различен с ВГ ведь. При разной освещенности СБ выдает бОльшую мощность в разных точках в отличии от ВГ, в котором важно лишь "дать оптимально раскрутиться" и не тормозить черезмерно. А остальное же от источника энергии вращения зависит и это никак не изменишь.
В  PWM версии полагаю вполне достаточно единожды задать желаемую кривую нагрузки генератора в зависимости от его оборотов.

Так есть процы, выпускаемые в России, я когда-то на них писал, тоже дешевые, в чем проблема?

Кроме стоимости есть и другие нюансы у каждого. У Вас наверное всегда и везде с собой компьютер для программирования контроллера, рабочее место позволяющее перепаять многоногий корпус микрпроцессора, собственно микросхемы.
Вы, возможно с детства изучили программирование, знакомы со всеми его тонкостями применительно к обсуждаемой теме, но не все такие как Вы.

...или у Вашем случае сильных ветров не бывает?
А зачем "в старой технике"? Там деталей на 15$ будет.

В моем случае просто интересно получить задуманный результат. Тот же вариант генератора, что сейчас исследую скорее всего по окончанию отправиться "в дальний ящик" как достигший своей цели. Задачи собрать ветро/гидро либо иную схожую установку способную переплюнуть электричество-из-розетки себе не ставлю.
Равно как и не оцениваю затраты на мое хобби.
Естественно было бы гораздо быстрее и дешевле купить сразу промышленный готовый комплект того-же ветрогенератора.
Смехом! кручу перед собой бумажкой в 15$:) и... куда ее припаять?, как в нее смонтировать хоть Ваш вариант на микроконтроллере...
Определением "в старой технике" кратко, надеюсь понятно молодым читателям Форума обрисовал элементную базу на которой мне интересно создавать свои схемные решения.

Ну так сделайте, поделитесь, - всем будет счастье

Смотрю тут далеко не каждый рвется делиться своими наработками. Блок схемы лишь, а остальное думай сам, наступай на теже грабли может быть.

4016 - достаточно дешевая микросхема. На Али копейки стоит (1$ в партии из 5 шт), или это слишком дорого?

Основные отличия 2576 и 4016: первая проверенная временем, выпускаемая многими известными производителями, на обычном транзисторе. Вторая - новая на рынке, типичная китаезина, на полевике.  Для обсуждаемой схемы применение любой из них считаю делом вкуса каждого. Если неправ - поправляйте:)
Покупки на Али - может быть, не покупал там ничего ни разу. Предпочитаю на местном радиорынке и подобных местах, "глядя в глаза" продавцу брать, пускай и дороже. Так что в лучшем случае варианты на семействахLM2576/TL494  буду  пробовать и обсуждать с Форумчанами результаты когда до этого дойдут руки. Пока же мои практические наработки идут с генератором, обсуждение в другом теме/форуме, если интересно.

[jam-yps]

Вы вот говорите PWM контроллеру важно знать и скорость ветра: "... квадратик, в который входят ... датчик скорости ветра ..." т.е. дополнительный измерительный анемометр с дстоверными характеристиками.
Зачем, в каких исполнениях, понятно поясните если не секрет.
Не спорю, что полноценному МРРТ информация о скорости ветра вкупе с числом оборотов необходима для расчета точки максимальной мощности подобно системам солнечных батарей.

Я привел описание блок-схемы реально существующей платы. Генератор запускается при определенной минимальной силе ветра и останавливается при критической максимальной. PWM испоьзуется как преобразователь для питания обмотки возбуждения (1 канал) и как понижающий при режиме перезаряда.

Но принцип систем СБ несколько различен с ВГ ведь. При разной освещенности СБ выдает бОльшую мощность в разных точках в отличии от ВГ, в котором важно лишь "дать оптимально раскрутиться" и не тормозить черезмерно. А остальное же от источника энергии вращения зависит и это никак не изменишь.
В  PWM версии полагаю вполне достаточно единожды задать желаемую кривую нагрузки генератора в зависимости от его оборотов.

Я об этом раньше писал в теме.

Кроме стоимости есть и другие нюансы у каждого. У Вас наверное всегда и везде с собой компьютер для программирования контроллера, рабочее место позволяющее перепаять многоногий корпус микрпроцессора, собственно микросхемы.
Вы, возможно с детства изучили программирование, знакомы со всеми его тонкостями применительно к обсуждаемой теме, но не все такие как Вы.

Компьютер практически всегда, рабочих мест на работе 3 шт таких, изучал с детства, в 15 лет ЭВМ (это давно было, оччень) ремонтировал, они тогда бооольшие были, в 16 лет станки с ЧПУ токарные запускал. Так что все примерно так. Первый ветрогенератор делал в те же 14 лет из генератора от ГАЗ-53 на германиевых транзисторах без всяких микроконтроллеров, - работало.

В моем случае просто интересно получить задуманный результат. Тот же вариант генератора, что сейчас исследую скорее всего по окончанию отправиться "в дальний ящик" как достигший своей цели. Задачи собрать ветро/гидро либо иную схожую установку способную переплюнуть электричество-из-розетки себе не ставлю.
Равно как и не оцениваю затраты на мое хобби.

На микроконтроллере - интереснее, по крайней мере для меня. Это если хобби.

Естественно было бы гораздо быстрее и дешевле купить сразу промышленный готовый комплект того-же ветрогенератора.
Смехом! кручу перед собой бумажкой в 15$:) и... куда ее припаять?, как в нее смонтировать хоть Ваш вариант на микроконтроллере...
Определением "в старой технике" кратко, надеюсь понятно молодым читателям Форума обрисовал элементную базу на которой мне интересно создавать свои схемные решения.Смотрю тут далеко не каждый рвется делиться своими наработками. Блок схемы лишь, а остальное думай сам, наступай на теже грабли может быть.

Так описанная мною схема - берите! там все сигналы прописаны и их значение, на логике и таймерах сделайте БУ, - тут только время надо.

Основные отличия 2576 и 4016: первая проверенная временем, выпускаемая многими известными производителями, на обычном транзисторе. Вторая - новая на рынке, типичная китаезина, на полевике.  Для обсуждаемой схемы применение любой из них считаю делом вкуса каждого. Если неправ - поправляйте:)
Покупки на Али - может быть, не покупал там ничего ни разу. Предпочитаю на местном радиорынке и подобных местах, "глядя в глаза" продавцу брать, пускай и дороже. Так что в лучшем случае варианты на семействахLM2576/TL494  буду  пробовать и обсуждать с Форумчанами результаты когда до этого дойдут руки. Пока же мои практические наработки идут с генератором, обсуждение в другом теме/форуме, если интересно.

4016 - у них КПД выше (греются меньше), но перегрузочная способность ниже, сейчас потихоньку на них перехожу.

[GenaVetrov]

Я привел описание блок-схемы реально существующей платы. Генератор запускается при определенной минимальной силе ветра и останавливается при критической максимальной. PWM испоьзуется как преобразователь для питания обмотки возбуждения (1 канал) и как понижающий при режиме перезаряда.

Интересно...Ну в плане не повторения, а просто обсудить! По ранее описанном  принципе работы Вашего варианта контроллера подумал, что он, изменяя ток возбуждения, аналогично как в автогенераторе поддерживает заданное напряжение на его выходе при изменении нагрузки/оборотов.
При отсутствии нагрузки или большом ветре просто подключает балласт некритичный к напряжению.
Теперь получается Вы тормозите(или не контролируете и не нагружаете) генератор до того как ветер по анемометру определенный, не достигнет нужной Вам величины.  Затем участок без всякой  стабилизации. Затем, при ураганах, начинается ограничение оборотов на балласт вроде как.
1. вот даже пример  эээ...сложности повторения Вашей конструкции по, лишь блок-схеме и краткому описанию.
2. Мой планируемый вариант по логике действия отличается от Вашего:
- контролируя обороты генератора начинает выдавать пусть ограниченную мощность, но с минимально возможных для этого оборотов, тем самым позволяет применить настроенную связку генератор-контроллер к любому источнику вращения, необязательно лишь в ветроустановке.
- Аварийный режим(чрезмерных оборотов) мой вариант лишь определяет, выдает сигнал,  тем самым дает возможность другим блоком/узлом как либо устранять возникшую ситуацию. Это может быть и электрическое торможение, и команда на поворот лопастей, включение иного тормоза, и, между прочим, команду в источник вращения на уменьшение подводимой мощности.

Компьютер практически всегда, рабочих мест на работе 3 шт таких, изучал с детства, в 15 лет ЭВМ (это давно было, оччень) ремонтировал, они тогда бооольшие были, в 16 лет станки с ЧПУ токарные запускал.

У меня в  работе обстановка больше техническая(грязь, "помошники" нежданные), вообщем чаще всего не требует и не дает возможности иметь компьютер в шаговой доступности .
Был конечно период, обслуживания СМ4 ЭВМ. Самостоятельно "с нуля" изучил, потом обслуживал.  Писал прикладные программки небольшие но на уровне пользователя, не разработчика.
С обслуживанием ЧПУ сталкиваюсь до сих пор. Но изменять что либо в заводском программировании  их функционала не было ни необходимости ни потребности.

ветрогенератор делал в те же 14 лет из генератора от ГАЗ-53 на германиевых транзисторах без всяких микроконтроллеров, - работало.

Генератор постоянка была или уже переменка, из семейства Г-250? В любом случае все они высокоОборотные. Сам рассматривал их для применения в подобных целях, но развивать дальше теории не счел целесообразным, опять же по причине нехватки времени на развлечения столь бесперспективные.  На германиевых транзисторах, полагаю реле-регулятор был. Ремонтировал и такие разных поколений. Не более. Себе же сделал тогда цветомузыку+бегущий огонь: На П213 - малый экран световых эффектов с основной схемой в корпусе от ЛДС 1хЛД20  и подключаемый внешний усилитель на П210 уже на  автомобильные фары. Тоже работала пока мода на них не прошла.

[jam-yps]

Интересно...Ну в плане не повторения, а просто обсудить! По ранее описанном  принципе работы Вашего варианта контроллера подумал, что он, изменяя ток возбуждения, аналогично как в автогенераторе поддерживает заданное напряжение на его выходе при изменении нагрузки/оборотов.

Да, до момента, когда мощность генератора не превышает мощность зарядки / потребления потребителей. Дальше - начинает работать ШИМ преобразователь и включается электрический тормоз (если нет поворота лопастей) для невозможности раскрутки сверх допустимых оборотов. Да и с повортными тоже включается, но реже.

При отсутствии нагрузки или большом ветре просто подключает балласт некритичный к напряжению. Плюс еще старт генератора начинается с определенной силы ветра.

Да, именно так

2. Мой планируемый вариант по логике действия отличается от Вашего:
- контролируя обороты генератора начинает выдавать пусть ограниченную мощность, но с минимально возможных для этого оборотов, тем самым позволяет применить настроенную связку генератор-контроллер к любому источнику вращения, необязательно лишь в ветроустановке.
- Аварийный режим(чрезмерных оборотов) мой вариант лишь определяет, выдает сигнал,  тем самым дает возможность другим блоком/узлом как либо устранять возникшую ситуацию. Это может быть и электрическое торможение, и команда на поворот лопастей, включение иного тормоза, и, между прочим, команду в источник вращения на уменьшение подводимой мощности.

Вообще-то примен электрический тормоз и электромагнитный тормоз-блокировщик (2 выхода). Есть сигнал на управление лопастями (ШИМ 400 Гц).

У меня в  работе обстановка больше техническая(грязь, "помошники" нежданные), вообщем чаще всего не требует и не дает возможности иметь компьютер в шаговой доступности .
Был конечно период, обслуживания СМ4 ЭВМ. Самостоятельно "с нуля" изучил, потом обслуживал.  Писал прикладные программки небольшие но на уровне пользователя, не разработчика.

Молодец, тогда описаловок не было почти, да и глючащая память доставала на СМ4.

С обслуживанием ЧПУ сталкиваюсь до сих пор. Но изменять что либо в заводском программировании  их функционала не было ни необходимости ни потребности.

Я первые токарные со всроенной ЭВМ, помучился. Уже давно не занимаюсь ими.

Генератор постоянка была или уже переменка, из семейства Г-250? В любом случае все они высокоОборотные. Сам рассматривал их для применения в подобных целях, но развивать дальше теории не счел целесообразным, опять же по причине нехватки времени на развлечения столь бесперспективные.  На германиевых транзисторах, полагаю реле-регулятор был. Ремонтировал и такие разных поколений.

Точно не помню, но вроде на Г-250, вроде 30А-ник был. Да, реле-регулятор с запуском от датчика вращения. То есть, пока не раскрутится до опр. оборотов, ток в ротор не шел. Прожило недолго, но работало.

Не более. Себе же сделал тогда цветомузыку+бегущий огонь: На П213 - малый экран световых эффектов с основной схемой в корпусе от ЛДС 1хЛД20  и подключаемый внешний усилитель на П210 уже на  автомобильные фары. Тоже работала пока мода на них не прошла.

Да, тоже подобным маялся, вплоть до светомузык для больших залов (на 15кВт/канал).

[hrpankov]

Хм, время ветряное а у темме штиль...   .  . 

[Girosan]

https://youtu.be/IDTSs5Q360A

[hrpankov]

Ютюбчик не смотрел. Напоследок "кулибинов"  пруд не пруди.   Или правильнее --> прудом прудили?
Може чего упустил?