ለአነስተኛ የንፋስ ተርባይኖች ከፍተኛ የኃይል ነጥብ መከታተያ 8 ደረጃዎች

2024 ደራሲ ደራሲ: John Day | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-30 07:30

በበይነመረብ ላይ ብዙ DIY ንፋስ ተርባይን አለ ነገር ግን ከኃይል ወይም ከኃይል አንፃር ያገኙትን ውጤት በግልፅ ያብራራሉ። እንዲሁም ብዙውን ጊዜ በኃይል ፣ በውጥረት እና በወቅት መካከል ግራ መጋባት አለ። ብዙ ጊዜ ሰዎች “ይህንን ውጥረት በጄነሬተር ላይ ለካሁት!” ይላሉ። ጥሩ! ግን ይህ ማለት የአሁኑን መሳል እና ኃይል ማግኘት ይችላሉ ማለት አይደለም (ኃይል = ውጥረት x የአሁኑ)። እንዲሁም ለፀሐይ ትግበራ ብዙ የቤት ውስጥ MPMP (ከፍተኛ የኃይል ነጥብ መከታተያ) ተቆጣጣሪዎች አሉ ፣ ግን ለንፋስ ትግበራ ያን ያህል አይደለም። ይህንን ሁኔታ ለማስተካከል ይህንን ፕሮጀክት አደረግሁ።

ለ 3.7V (ነጠላ ሕዋስ) ሊቲየም አዮን ፖሊመር ባትሪዎች ዝቅተኛ ኃይል (<1W) MPPT ክፍያ መቆጣጠሪያን ዲዛይን አደረግሁ። እኔ በትንሽ ነገር ጀመርኩ ምክንያቱም የተለያዩ 3 ዲ የታተመ የንፋስ ተርባይን ዲዛይን ማወዳደር ስለምፈልግ እና የእነዚህ ተርባይኖች መጠን ከ 1 ዋ በላይ ማምረት የለበትም። የመጨረሻው ግብ ለብቻው ጣቢያ ወይም ማንኛውንም የፍርግርግ ስርዓትን ማቅረብ ነው።

መቆጣጠሪያውን ለመፈተሽ ከደረጃ ሞተር (NEMA 17) ጋር ከተጣመረ አነስተኛ የዲሲ ሞተር ጋር ማዋቀርን ሠራሁ። የእግረኛው ሞተር እንደ ጀነሬተር ጥቅም ላይ ይውላል እና የዲሲ ሞተር ተርባይንን ነፋሶችን የሚገፋውን ነፋስ ለማስመሰል ያስችለኛል። በሚቀጥለው ደረጃ ችግሩን እገልጻለሁ እና አንዳንድ አስፈላጊ ፅንሰ ሀሳቦችን ጠቅለል አድርጌያለሁ ስለዚህ ሰሌዳውን በመስራት ፍላጎት ካለዎት ወደ ደረጃ 3 ይዝለሉ።

ደረጃ 1 - ችግሩ

ከነፋስ ኃይልን ነቅለን ወደ ኤሌክትሪክ መለወጥ እና ያንን ኤሌክትሪክ በባትሪ ውስጥ ማከማቸት እንፈልጋለን። ችግሩ ነፋሱ ስለሚለዋወጥ ያለው የኃይል መጠን እንዲሁ ይለዋወጣል። በተጨማሪም የጄነሬተሩ ውጥረት በእሱ ፍጥነት ላይ የሚመረኮዝ ቢሆንም የባትሪው ውጥረት ቋሚ ነው። ያንን እንዴት መፍታት እንችላለን?

የአሁኑ ከብሬኪንግ ማወዛወዝ ጋር ተመጣጣኝ ስለሆነ የጄነሬተሩን የአሁኑን መቆጣጠር አለብን። በእርግጥ በሜካኒካዊው ዓለም (ሜካኒካል ኃይል = Torque x Speed) እና በኤሌክትሪክ ዓለም (ኤሌክትሪክ ኃይል = የአሁኑ x ውጥረት) (ግራፍ) መካከል ትይዩ አለ። ስለ ኤሌክትሮኒክስ ዝርዝሮች በኋላ ላይ ይብራራሉ።

ከፍተኛው ኃይል የት አለ? ለተወሰነ የንፋስ ፍጥነት ፣ ተርባይን በነፃነት እንዲሽከረከር (ብሬኪንግ ማዞሪያ ከሌለ) ፣ ፍጥነቱ ከፍተኛ (እና ቮልቴጁም) ይሆናል ፣ ግን እኛ የአሁኑ የለንም ስለዚህ ኃይሉ ባዶ ነው። በሌላ በኩል የተጎተተውን የአሁኑን ከፍ ካደረግን ፣ ተርባይኑን በጣም ብሬክ ማድረጋችን እና እጅግ በጣም ጥሩ የአየር እንቅስቃሴ ፍጥነት ላይደረስ ይችላል። በእነዚህ ሁለት ጽንፎች መካከል የፍጥነቱ ውጤት ከፍተኛው የሆነበት ነጥብ አለ። እኛ የምንፈልገው ይህ ነው!

አሁን የተለያዩ አቀራረቦች አሉ - ለምሳሌ ስርዓቱን የሚገልጹትን ሁሉንም እኩልታዎች እና መለኪያዎች ካወቁ ምናልባት ለተወሰነ የንፋስ ፍጥነት እና ተርባይን ፍጥነት በጣም ጥሩውን የግዴታ ዑደት ማስላት ይችላሉ። ወይም ፣ ምንም የማያውቁ ከሆነ ፣ ለተቆጣጣሪው እንዲህ ማለት ይችላሉ -የግዴታ ዑደቱን ትንሽ ይለውጡ እና ከዚያ ኃይሉን ያሰሉ። ትልቅ ከሆነ ወደ ጥሩው አቅጣጫ ተንቀሳቅሰናል ማለት ነው ስለዚህ ወደዚያ አቅጣጫ ይቀጥሉ። ዝቅተኛ ከሆነ የግዴታ ዑደቱን ወደ ተቃራኒው አቅጣጫ ያንቀሳቅሱ።

ደረጃ 2 መፍትሄው

በመጀመሪያ የጄነሬተሩን ውፅዓት በዲዲዮ ድልድይ ማረም እና በመቀጠል በባትሪው ውስጥ የተከተተውን ፍሰት በማሻሻያ መለወጫ ማስተካከል አለብን። ሌሎች ሥርዓቶች ባክ ወይም የባክ ማደሻ መቀየሪያን ይጠቀማሉ ነገር ግን እኔ ዝቅተኛ ኃይል ያለው ተርባይን ስላለኝ የባትሪ ቮልቴጁ ሁልጊዜ ከጄነሬተር ውፅዓት ይበልጣል ብዬ እገምታለሁ። የአሁኑን ለማስተካከል የማሻሻያ መቀየሪያውን የግዴታ ዑደት (ቶን / (ቶን+ቶፍ)) መለወጥ አለብን።

በሥዕላዊ መግለጫዎቹ በቀኝ በኩል ያሉት ክፍሎች በ R2 ላይ ውጥረትን ለመለካት የልዩነት ግብዓት ያለው ማጉያ (AD8603) ያሳያል። ውጤቱ የአሁኑን ጭነት ለመቀነስ ያገለግላል።

በመጀመሪያው ምስል ላይ የምናየው ትልቅ አቅም (capacitors) ሙከራ ነው - ወረዳዬን በዴሎን የቮልቴክት ድርብ ውስጥ አዞርኩት። መደምደሚያው ጥሩ ነው ፣ ስለሆነም ብዙ ቮልቴጅ ካስፈለገ ፣ ለውጡን ለማድረግ በቀላሉ capacitors ይጨምሩ።

ደረጃ 3 መሣሪያዎች እና ቁሳቁስ

መሣሪያዎች

• አርዱዲኖ ወይም AVR ፕሮግራም አውጪ
• መልቲሜትር
• የወፍጮ ማሽን ወይም የኬሚካል መቅረጫ (ለ PCB ፕሮቶታይፕ በራስዎ)
• ብረት ፣ ፍሰት ፣ የሽያጭ ሽቦ
• ጠመዝማዛዎች

ቁሳቁስ

• ቤኬሊት ነጠላ ጎን የመዳብ ሳህን (60*35 ሚሜ ዝቅተኛ)
• ማይክሮ መቆጣጠሪያ አቶቲን 45
• የአሠራር ማጉያ AD8605
• ኢንደክተር 100uF
• 1 Schottky diode CBM1100
• 8 Schottky diode BAT46
• ትራንዚስተሮች እና ተቆጣጣሪዎች (መጠን 0603) (ዝ.ከ. BillOfMaterial.txt)

ደረጃ 4 - ፒሲቢን መሥራት

እኔ ለፕሮቶታይፕ የማድረግ ዘዴዬን አሳያችኋለሁ ግን በእርግጥ ፒሲቢዎችን በቤት ውስጥ ማድረግ ካልቻሉ ወደ እርስዎ ተወዳጅ ፋብሪካ ማዘዝ ይችላሉ።

እኔ ወደ CNC እና ወደ ሦስት ማዕዘን ጫፍ ወፍጮ የተቀየረ ProxxonMF70 ን እጠቀም ነበር። ጂ-ኮድ ለማመንጨት እኔ ለንስር ተሰኪ እጠቀማለሁ።

ከዚያ ክፍሎቹ ከትንሹ ጀምሮ ይሸጣሉ።

አንዳንድ ግንኙነቶች እንደጎደሉ ማስተዋል ይችላሉ ፣ እኔ በእጅ የምዘልበት የምሠራበት እዚህ ነው። የተጠማዘዘ ተከላካይ እግሮችን እሸጣለሁ (ምስል)።

ደረጃ 5 የማይክሮ መቆጣጠሪያ ፕሮግራም አወጣጥ

የአቲንቲ 45 ማይክሮ መቆጣጠሪያን ለማቀናጀት አርዱinoኖ (Adafruit pro-trinket እና FTDI USB cable) እጠቀማለሁ። ፋይሎቹን ወደ ኮምፒተርዎ ያውርዱ ፣ የመቆጣጠሪያውን ፒን ያገናኙ

1. ወደ አርዱዲኖ ፒን 11
2. ወደ አርዱዲኖ ፒን 12
3. ወደ አርዱዲኖ ፒን 13 (በፕሮግራም በማይሠራበት ጊዜ ቪን (የቮልቴጅ ዳሳሽ)
4. ወደ አርዱዲኖ ፒን 10
5. ወደ አርዱዲኖ ፒን 5 ቪ
6. ወደ አርዱዲኖ ፒን ጂ

ከዚያ ኮዱን በመቆጣጠሪያው ላይ ይጫኑት።

ደረጃ 6: የሙከራ ቅንብር

ተቆጣጣሪዬን ለመፈተሽ ይህንን ቅንብር (ዝ.ከ. ስዕል) አደረግሁ። አሁን ፍጥነትን ለመምረጥ እና ተቆጣጣሪው እንዴት ምላሽ እንደሚሰጥ ለማየት ችያለሁ። እኔ ደግሞ U ን በማባዛት ምን ያህል ኃይል እንደሚሰጥ መገመት እችላለሁ እና በኃይል አቅርቦት ማያ ገጽ ላይ አሳይቻለሁ። ምንም እንኳን ሞተሩ ልክ እንደ ንፋስ ተርባይን ጠባይ ባይኖረውም ፣ ይህ ግምት በጣም መጥፎ እንዳልሆነ እገምታለሁ። በእርግጥ ፣ እንደ ንፋስ ተርባይኑ ፣ ሞተሩን በሚሰብሩበት ጊዜ ፍጥነቱን ይቀንሳል እና በነፃነት እንዲዞር ሲፈቅዱ ከፍተኛ ፍጥነት ይደርሳል። (የማሽከርከር ፍጥነት ኩርባ ለዲሲ ሞተር ጠባብ መስመር እና ለንፋስ ተርባይኖች ፓራቦላ ዓይነት ነው)

አነስተኛ የዲሲ ሞተርን በጣም ቀልጣፋ በሆነ ፍጥነት እንዲሽከረከር እና የእርከን ሞተሩ በዝቅተኛ የንፋስ ፍጥነት (3 ሜ/ሰ) ለንፋስ ተርባይን በአማካይ ፍጥነት (200 ራፒኤም) እንዲሽከረከር የማቅለያ ማርሽ (16: 1) አሰብኩ።)

ደረጃ 7 ውጤቶች

ለዚህ ሙከራ (የመጀመሪያ ግራፍ) ፣ የኃይል ኤልኢዲን እንደ ጭነት እጠቀም ነበር። የ 2.6 ቮልት ወደፊት ቮልቴጅ አለው. ውጥረቱ በ 2.6 አካባቢ ሲረጋጋ ፣ የአሁኑን ብቻ ነው የለኩት።

1) የኃይል አቅርቦት በ 5.6 ቪ (በግራፉ 1 ላይ ሰማያዊ መስመር)

• የጄኔሬተር ደቂቃ ፍጥነት 132 ራፒ / ደቂቃ
• የጄነሬተር ከፍተኛ ፍጥነት 172 ራፒ / ደቂቃ
• የጄነሬተር ከፍተኛ ኃይል 67 ሜጋ ዋት (26 mA x 2.6 ቮ)

2) የኃይል አቅርቦት በ 4 ቪ (በግራፍ 1 ላይ ቀይ መስመር)

• የጄኔሬተር ደቂቃ ፍጥነት 91 ራፒ / ደቂቃ
• የጄነሬተር ከፍተኛ ፍጥነት 102 ራፒ / ደቂቃ
• የጄነሬተር ከፍተኛ ኃይል 23 ሜጋ ዋት (9 mA x 2.6V)

በመጨረሻው ሙከራ (ሁለተኛ ግራፍ) ኃይሉ በቀጥታ በመቆጣጠሪያው ይሰላል። በዚህ ሁኔታ 3.7 ቪ ሊ-ፖ ባትሪ እንደ ጭነት ጥቅም ላይ ውሏል።

የጄነሬተር ከፍተኛ ኃይል 44 ሜጋ ዋት

ደረጃ 8 - ውይይት

የመጀመሪያው ግራፍ ከዚህ ቅንብር የምንጠብቀውን ኃይል ሀሳብ ይሰጣል።

ሁለተኛው ግራፍ አንዳንድ የአከባቢ ከፍተኛዎች መኖራቸውን ያሳያል። በእነዚህ የአከባቢው ከፍተኛዎች ውስጥ ስለሚጣበቅ ይህ ለተቆጣጣሪው ችግር ነው። መስመራዊ ያልሆነው በቀጣዩ እና በኢንደክተሩ ማስተላለፍ መካከል ባለው ሽግግር ምክንያት ነው። ጥሩው ነገር ሁል ጊዜ ለተመሳሳይ የግዴታ ዑደት (በጄነሬተር ፍጥነት ላይ አይመሰረትም) ነው። ተቆጣጣሪው በአከባቢው ከፍተኛ ውስጥ እንዳይጣበቅ ፣ የግዴታ ዑደት ክልል ወደ [0.45 0.8] ብቻ እገድባለሁ።

ሁለተኛው ግራፍ ቢበዛ 0.044 ዋት ያሳያል። ጭነቱ 3.7 ቮልት አንድ ሴል ሊ-ፖ ባትሪ እንደመሆኑ መጠን። ይህ ማለት የኃይል መሙያ የአሁኑ 12 mA ነው። (እኔ = ፒ/ዩ)። በዚህ ፍጥነት በ 42 ሰዓታት ውስጥ 500 ሚአሰ ኃይል መሙላት ወይም የተከተተ ማይክሮ መቆጣጠሪያን (ለምሳሌ አቲኒ ለ MPPT መቆጣጠሪያ) ለማሄድ እጠቀምበታለሁ። ነፋሱ የበለጠ ጠንካራ እንደሚሆን ተስፋ እናደርጋለን።

እንዲሁም በዚህ ማዋቀር ላይ ያስተዋልኳቸው አንዳንድ ችግሮች እዚህ አሉ

• በቮልቴጅ ላይ ያለው ባትሪ ቁጥጥር አይደረግበትም (በባትሪው ውስጥ የመከላከያ ወረዳ አለ)
• የእግረኛው ሞተር ጫጫታ ያለው ውጤት አለው ስለዚህ ልኬቱን በረዥም ጊዜ 0.6 ሰከንድ አማካይ ማድረግ እፈልጋለሁ።

በመጨረሻ ከ BLDC ጋር ሌላ ሙከራ ለማድረግ ወሰንኩ። BLDCs ሌላ የመሬት አቀማመጥ ስላላቸው እኔ አዲስ ቦርድ መንደፍ ነበረብኝ። በመጀመሪያው ግራፍ ውስጥ የተገኙት ውጤቶች ሁለቱን ጄኔሬተሮችን ለማነፃፀር ያገለግላሉ ነገር ግን ሁሉንም ነገር በሌላ አስተማሪዎች ውስጥ በቅርቡ እገልጻለሁ።