Tolkning av elektronikschema

[eka]

jepp

[Röst i CyberSpace]

Skydda spänningsvakt !
Har funderat på hur man ska skydda spänningsvakten från överspänning egentligen. För generatorn kan ju alstra hög spänning om 12 volts batteriet inte är anslutet, av någon ofrivillig anledning!
Man kanske helt brutalt skulle låta en transistor(darlington-transistor) bränna säkringen om spänningen överstiger typ 16-17 volt, (se bild)…
http://img523.imageshack.us/img523/3574/voltvakt3bgz7.gif





Funktion:
 Darlington transistorn ser ut som en transistor(3 ben) men är elektriskt sett som 2 st ihopkopplade transistorer. Det ger den en förstärkning över 750 gånger.
Eftersom just den här transistorn behöver 2.5 V på basen för att börja leda ström alls(enligt datablad) och zenerdioden är på 13 V, så betyder det att transistorn börjar leda som sjutton så fort spänningen överstiger ca 15.5 volt(13V + 2.5V) på kollektorn(transistorns övre ben). Och när strömmen överstiger 1 ampere knäcks säkringen(1A säkring). Den här transistorn tål 4A så den borde hålla!


Komponenter:
Darlington transistor  BD677A…
http://www.elfa.se/elfa-bin/inforuta.pl?textfield=7104433

Zenerdioden  BZX55/C13…
http://www.elfa.se/elfa-bin/inforuta.pl?textfield=7005481

Motstånd 3W 0.47 Ohm
http://www.elfa.se/elfa-bin/inforuta.pl?textfield=6003008

Är inte säker om motståndet behövs i kopplingen, bara säkringen löser ut fort så!

 

[eka]

Det går bättre med en tyristor som skjuter spänningen.
Den är snabbare, genererar en kraftigare strömrusning, smygdrar minimum av tomgångsström (är så snabb att kylning av tyristorn är onödig.)

Men är i grunden inte så säker på att detta är den lösningen man vill ha. Konstruktionen skall helst börja arbeta igen utan återställning.


Zigge. Du kan rita av skyddskretsen i ritningen av batterivakten som jag sände dig för ett år sedan.

[Zigge]

Tack, eka! Jag förstår mer av schemat nu sedan jag gå kurs hos er här, men om jag bara använder en zenerdiod på 12 volt istället, då behöver jag inte skjuta säkringar?

EnRöst, det är ju som eka säger, att det är smidigast om den börjar fungera igen så fort som batteriet kopplas in.

Batteriet kan behöva kopplas bort ibland och det är när det blåser så mycket att vindkraftverket helt enkelt måste stoppas och då brukar man koppla ifrån batteriet samtidigt som man kortsluter generatorn.

[eka]

En zener utan ett förkopplingsmotstånd kommer att dra ström ända tills den brinner upp. du måste därför seriekoppla konstruktionen med en resistans. Det kan vara lite kinkigt att veta hur stor denna skall vara innan man provat och mätt strömförbrukningen. Den skall ju samtidigt inte störa funktionen då du ville att den skall följa batterispänningen för att uppnå ett rörligt gränsvärde.

å andra sidan så om du kortsluter lindningen blir det ingen överspänning utom en väldigt kort spik just när reläet slår om.

Förslagsvis använder man då en transientdiod på ca 15V.

Dessa är gjorda att släcka ut höga spänningsspikar så de klarar rätt stora strömmar under en kort period. De klipper inte rakt av utan har högre inre resistans så om strömmen blir riktigt hög blir det inte 15V Det är mer ett riktvärde så då har du marginal upp till 18V
En liten drossel före gör att resistansen inte är hög utom just vid spänningsspiken.

Denna lösning klarar förstås inte en kontinuerligt frisvävande generator.

[Röst i CyberSpace]

                [size=3
]     Tyristor reglering ! [/size]

Jag vet! Det är ett brutalt sätt att bränna säkringen. Självklart bra om det går göra på annat sätt.

På tal om tyristorer, så är ett annat brutalt sätt, eller kanske ännu brutalare sätt, att kortsluta generator lindningen med just tyristorer. Detta sker då spänningen på glätting kondensatorn uppnått ett visst värde, och kortslutningen i tyristorn består tills generator spänningen byter polaritet. Då tar den andra tyristorn över kortslutningen, om inte spänningen på glätting kondensatorn sjunkit under tröskelnivån vill säga. Med 3 fas blir det förstås 3 st tyristorer istället.

Så funkade regulatorerna i gamla motorcyklar! Men börjar vi prata om strömmar på 40-50 Ampere så börjar det nog bli värre, och dyrare! Till och med relä´n tar väl stryk då?!

[Röst i CyberSpace]

PS...

Här ett riktigt schema på en regulator, så ni förstår var jag fått det från!
http://img409.imageshack.us/img409/5044/voltregpc6.gif

[eka]

Smart.  
Även resistorerna bör ligga före diodbryggan så påverkar inget annat än generatorns spänning tyristorererna.
Man kan även strunta i zenerdioderna då tändspänningen på tyristorn är konstant.

[Zigge]

Nu förstår jag ingenting! Kan den där tyristorregleringen ersätta spänningsvakterna och få spänningen att hela tiden ligga på exempelvis 14,4 volt?

En annan fråga ang. spänningsvakten och reläer. Om jag sätter reläerna direkt på statorn (gjuter in socklar i den) då kommer reläerna ganska nära statorlindningarna och magneterna i rotorn. Kan det göra att något börjar spöka?

Om jag vill ha spänningsvakterna nere på marken, så att jag kan justera tillslagen, då kan jag dra ner de två trådarna genom masten från extraspolen som anger generatorns emk. Upp igen, till reläerna, drar jag två nya trådar i vilka jag skickar en binärkodad signal som talar om vilket relä som ska dra.
Kan det börja spöka i dessa klena kablar när de trängs med de grova kablarna med generatorns 40 ampere (likström)?

Kan jag jorda hela rasket i masten så att jag slipper ytterligare en kabel?

Om nu den där tyristorgrejen ersätter allt (verkar lite trist om det blir så enkelt   ) då behöver jag inte tänka på det här längre.

[Tapio]

Så funkade regulatorerna i gamla motorcyklar! Men börjar vi prata om strömmar på 40-50 Ampere så börjar det nog bli värre, och dyrare! Till och med relä´n tar väl stryk då?!

Halaj!

Precis sådär ser spänningsregulatorn ut på min Suzuki GSX 1100 -81.

Fast R1 resistorerna finns inte. Jag kan inte se vad de gör för nytta.
Det finns bara ett motstånd nedströms tyristorns styre (heter det så?).

Är inte också glättningskondingen helt onödig?
Agerar inte batteriet som en gigantisk konding?

//T

[eka]

Det tyristorerna gör är att om spänningen som kommer in på styret överstiger tändspänningen så börjar dessa leda något kollosalt, nära kortslutning.
Resultatet blir att generatorn kortsluts vilket är vad du vill göra när det blåser för hårt. Men att använda detta som reglering. Nej, det här bränner bort effekt och du ville reglera och utnytja alla varvtal så mycket som möjligt.

Ja. R1 borde gå att ta bort. Som jag skrev tidigare så tog jag bort zenern i stället och valde rätt resistorer, en trimpot och justerade nivån med.

Överhörning kan du få men om du bara tänker dra relä så kommer störningrana inte kunna få dem att slå. Har du däremot känslig elektronik på styrsidan kan faktiskt störningarna gå baklänges in där. Använd skärmade eller partvinnade kablar till styrningen och se till att ha en enda jordpunkt nere vid elektroniken.

Masten kan användas som återledare men då skall resistansen vara låg. Tänk på att alla övergångar mellan olika metalldelar kan tillföra resistanser när de rostar.

[Röst i CyberSpace]

        Tyristorreglering diskussion...

R1:
Motståndet (R1) i serie med zenerdioden lade jag dit rent instinktivt för att begränsa eventuell strömrusning genom zenerdioden. Men om nu regleringen fungerar som den ska, vilket är meningen, så ska ju aldrig spänningen bli så hög över zenerdioden att den tar skada. Så (R1) behövs nog inte när zenerdioden används!

Glättingkondensatorn:
Glättingkondensator behövs inte om man har ett bra batteri inkopplat. För då blir de knappt något spännings rippel alls! Men eftersom jag tänkte att tyristorregleringen skulle skydda elektroniken ifall batteriet kopplas bort pga(avbrott, säkring gått, batteribyte etc,), så måste det vara en glätting kondensator med, som tar över!

Men skulle batteriet kopplas bort vid väldigt starka vindar vid stora effekter från generatorn, så räcker nog inte tyristorerna, om inte det är väldigt dyra och kraftiga saker!
Hur som helst borde du som sista åtgärd, om inget annat fungerar ha en stor manuell nödbrytare som du kan kortsluta ner allt med!!


PS.
Kollade i databladet för en tyristor för 40A…
http://www.elfa.se/elfa-bin/inforuta.pl?textfield=7209208

Lite oroande att tändspänningen på gaten varierar med temperaturen. Men ännu värre att max spänning på gaten för att vara säker på att den inte tänder är så låg som 0.25 volt!
Dessutom krävs de lite ström ändå i gaten för att den ska tända. Det är nog därför schemat på regulatorn hade en extra transistor!

[eka]

Problemet är nog i så fall temperaturdriften.

Databladens max och min måste man tänka på gäller max spridning om man konstruerar för produktion.
Arbetar man med bara en "prototyp" eller enbart några få så justerar man nivåerna utifrån den unika komponenten. (och får ta jobbet utifal den brinner med omtrimmning   )

[Zigge]

Nu har jag suttit och ritat om kvällarna, så det var ju skönt att jag kan fortsätta med spänningsvaktsvarianten.  

När jag kortsluter generatorn och bryter batteriet har jag en annan variant. Jag sätter dit ytterligare en spänningsvakt som bryter batterispänningen och kortsluter generatorn före diodbryggan uppe i toppen på masten. Då kommer det hela att fungera automatiskt och jag behöver aldrig bryta spänningen till någon av spänningsvakterna. (bara reläet är inritat här och det hamnade i en gammal skiss, men principen för kortslutningen blir densamma)

 

[Zigge]

När det gäller elektroniken (spänningsvakterna) på marken hade jag tänkt mig det hela så här och anledningen till varför jag vill binärkoda spänningsvakternas signaler, är att jag kanske även vill få ner information om vilka delar av statorlindningarna som jobbar i varje ögonblick. Av den informationen kan man även göra en snygg panel som indikerar hur det hela fungerar och om något relä har gått sänder. Därifrån (kontrollhuset) kan jag även dra in en larmlampa i huset som indikerar om någon del av vindkraftverket krånglar.

På den här skissen vinner jag bara en tråd, men jag hade ju tänkt mig fler funktioner än så här.

[Zigge]

Nu ser jag att logiken kanske inte blev rätt eftersom 555:an i spänningsvakten har en inverterad utgång, men jag jobbar bara med principen än så länge.  

[Röst i CyberSpace]

Finurligt logiknät !!

Finurligt logiknät du ritat!
Felet som blir av att spänningsvakten ger ”0:a” vid tillslag istället för ”1:a”, är faktiskt enklare att fixa än man först tror! Det enda jag ändrat på schemat är att den undre ”Xor” kretsens ena ingång kopplas till ”1 = +” istället för ” 0 = -”.

Out-utgången:
Om du tänkt koppla 555an till logikkretsar, så använd 555ans utgång(3) istället för discharge(7) utgången. Den ger både 0a(-) och 1a(+). Discharge(7) utgången ger bara 0a(-) och 1a(ingenting, lös pinne i luften bara!).

4000-serien:
Logikkretsarna i 40-serien tål upp till 15 volt, så med dom slipper du ha en enkom 5V regulator. Men inte heller dom orkar driva relän så de tillkommer också transistorer för att driva dom!
http://www.elfa.se/elfa-bin/dyndok.pl?lang=se&vat=0&dok=2012840.htm

[Zigge]

Tack för tipset om 40-serien!
Out-utgången har jag lagt märke till, så den tänkte jag använda. Jag hade ritat upp en ny logik som byggde på 0:a ut och att det var så där lätt att kasta om det hela hade jag inte en tanke på.

Jag har en ny logik för lindningarna också. Eftersom generatorn blir en Y-kopplad 3-fasare planerar jag för hela generatorn. Spolarna i botten består av tunn tråd med högt motstånd. Högre upp blir tråden grövre och grövre.

Sluter jag relä 1 och 2 kommer spolarnas hela trådlängd att användas. Växlar jag sedan till relä 3 och 4 (flyttar 0:an ett steg uppåt) sänker jag spänningen och resistans, o.s.v.

Om det funkar som jag tror kan jag välja att växla reläer ett och ett och  exempelvis ha relä 1 och 3 slutna och på så sätt få ett litet mellansteg. Detta kan jag i och för sig skippa och köra med 2-poliga reläer istället.

När generatorn enbart går på de övre spolarna (reläerna högst upp slutna) kan jag samtidigt sluta några av de nedre reläerna för att kortsluta vissa delar av lindningarna och på så sätt bromsa generatorn och turbinen. Lyckas jag inte få effekten att plana ut över en viss vindhastighet lägger jag dit två reläer på toppen och kortsluter hela generatorn. Jag kan även ha en termostat som känner av temperaturen i statorn och som kortsluter lindningarna vid kritisk temperatur.

Dioden och motstånden över varje relä är bara en principskiss över hur jag tänkt mig att övervaka reläerna så att jag upptäcker om kontakterna svetsat samman. I och för sig borde väl lysdioden även funka för växelspänning, men att den då kommer att blinka. Eller...?
Eftersom spänningsvakterna sitter nere vid marken kan jag lätt se om de ger signal till reläerna och av det hela kan man göra en kul kontrollpanel.

Genom reläerna längst ned (på bilden) kommer det inte att gå så stora strömmar, så dem tänkte jag ersätta med MOSFET:ar.

Det börjar bli lite väl tillkrånglat nu, men det ska ju vara roligt också.