Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Servizza
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Impulsowy regulator mocy małej elektrowni wiatrowej

michal2666 03 Sty 2011 20:46 15896 16
  • Impulsowy regulator mocy małej elektrowni wiatrowej

    Przedstawiam Państwu swój projekt, który był częścią mojej pracy dyplomowej. Zadaniem urządzenia, które zaprojektowałem i wykonałem było dopasowani mocy obciążenia generatora do aktualnie panujących warunków pogodowych, tak by przy małych prędkościach wiatru nie dopuścić do zatrzymania wiatraka a przy dużych czerpać maksymalną moc. Ponadto miał za zadanie dokonywać pomiarów mocy i ilości wyprodukowanej energii.
    Dzięki takiemu układowy można naprawdę znacząco zwiększyć ilość produkowanej przez elektrownię energii. Regulacja mocy odbywa się przez modulację szerokości impulsu.

    Impulsowy regulator mocy małej elektrowni wiatrowej

    Cały projekt opisałem na swojej stronie internetowej w dziale: Energie odnawialne/Energia wiatru. www.portalnaukowy.edu.pl


    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
  • Servizza
  • #2 03 Sty 2011 23:43
    KJ
    Poziom 31  

    Bardzo ciekawy projekt i wydaje mi się solidne wykonanie. Mam dwa pytania jedno natury czysto ekonomicznej - piszesz że zastosowano hamulec którego działanie polega na dołączeniu do generatora rezystorów dużej mocy - grzałek - pytanie czy nie można jakoś zagospodarować powstającej wtedy energii zamiast tracić ją na ciepło. Drugie pytanie dotyczy kwestii sterowania tranzystora IGBT. Dlaczego większość bardziej zaawansowanych sterowników IGBT podaje na bramkę przebieg asymetryczny ? Tj np +18V włączające -8V wyłączające. Albo jak u ciebie +15/-5 Spotkałem takie rozwiązanie w wielu urządzeniach wykorzystujących IGBT i zastanawiam się w czym jest ono lepsze od sterowania napięciem symetrycznym ? wydawałoby się że większe napięcie podane na bramkę pozwoli szybciej wyłączyć z natury asymetryczny tranzystor a tymczasem spotykam coś zupełnie przeciwnego ;)

  • #4 04 Sty 2011 09:40
    jonnya
    Poziom 10  

    KJ napisał:
    Bardzo ciekawy projekt i wydaje mi się solidne wykonanie. Mam dwa pytania jedno natury czysto ekonomicznej - piszesz że zastosowano hamulec którego działanie polega na dołączeniu do generatora rezystorów dużej mocy - grzałek - pytanie czy nie można jakoś zagospodarować powstającej wtedy energii zamiast tracić ją na ciepło. Drugie pytanie dotyczy kwestii sterowania tranzystora IGBT. Dlaczego większość bardziej zaawansowanych sterowników IGBT podaje na bramkę przebieg asymetryczny ? Tj np +18V włączające -8V wyłączające. Albo jak u ciebie +15/-5 Spotkałem takie rozwiązanie w wielu urządzeniach wykorzystujących IGBT i zastanawiam się w czym jest ono lepsze od sterowania napięciem symetrycznym ? wydawałoby się że większe napięcie podane na bramkę pozwoli szybciej wyłączyć z natury asymetryczny tranzystor a tymczasem spotykam coś zupełnie przeciwnego ;)


    Tranzystor IGBT można wyłączyć poprzez podanie na bramkę napięcia 0V (potencjał masy). Poprzez podanie na bramkę napięcia ujemnego powodujemy szybsze wyłączenie tranzystora a tym samym zmniejszamy straty wydzielane w tranzystorze (mniej się grzeje). To że podajemy napięcie niesymetryczne wynika tylko i wyłącznie z właściwości tranzystorów - maksymalnych napięć. Dlatego trzeba patrzeć w dane katalogowe - napięcie wsteczne jest prawie zawsze mniejsze od napięcie włączającego i oczywiście niesymetryczności tranzystora :).

  • #6 04 Sty 2011 14:12
    michal2666
    Poziom 20  

    Witam i dziękuję za opinie. Przy częstotliwości zegara 8 MHz udało mi się wycisnąć te 600 Ksampli, chyba, że się gdzieś pomyliłem ale raczej nie. Chyba nawet mierzyłem to jakoś, ale już nie pamiętam, trochę czasu minęło.

    Jeśli chodzi o samą elektrownie to nie ma bardzo nad czym się rozpisywać bo była to elektrownia z wirnikiem o średnicy łopat 3,2 m firmy S-wind i generator 3,2 kW produkowany przez Spółdzielnie Inwalidów z Szydłowca.

    Jeśli chodzi o sterowane symetryczne IGBT, to Kolega wyżej bardzo dobrze odpowiedział na pytanie. Chodzi tu o przyśpieszenie wyłączenia i zminimalizowanie strat z tym związanych.

  • Servizza
  • #7 04 Sty 2011 14:30
    KJ
    Poziom 31  

    Rozumiem dlaczego stosuje się napięcie ujemne do wyłączania bramki - można wyłączyć szybciej niż podając 0V to oczywiste. Nie rozumiem dlaczego stosuje się napięcie ujemnie -8V a nie -18V tak jak to ma miejsce w przypadku zastosowania np transformatora sterującego - "bardziej ujemne" napięcie powinno wyłączyć jeszcze szybciej. W notach katalogowych tranzystorów które spotkałem podawano napięcie bramkowe Vge +/- 20V ot np taki GA200SA60UP albo CM300DY-24H Kolegi SKM145 GAL124 też ma takie samo Vge ;). Więc czemu nie włączać napięciem +18 wyłączać -18 ? ;)

  • #8 04 Sty 2011 15:06
    jonnya
    Poziom 10  

    KJ napisał:
    Rozumiem dlaczego stosuje się napięcie ujemne do wyłączania bramki - można wyłączyć szybciej niż podając 0V to oczywiste. Nie rozumiem dlaczego stosuje się napięcie ujemnie -8V a nie -18V tak jak to ma miejsce w przypadku zastosowania np transformatora sterującego - "bardziej ujemne" napięcie powinno wyłączyć jeszcze szybciej. W notach katalogowych tranzystorów które spotkałem podawano napięcie bramkowe Vge +/- 20V ot np taki GA200SA60UP albo CM300DY-24H Kolegi SKM145 GAL124 też ma takie samo Vge ;). Więc czemu nie włączać napięciem +18 wyłączać -18 ? ;)

    Oczywiście można jeśli tranzystor pozwoli i ... układ sterujący. Przy zasilaniu +/- 18 V trzeba driver zasilić napięciem 36V a to już czasem jest za dużo np. dla TLP250, który ma zakres napięć 10-35V. Tranzystor wymaga mniej energii przy wyłączeniu więc wystarczy niższe napięcie aby go wyłączyć a wówczas można zmniejszyć napięcie zasilające driver a co za tym idzie straty w driverze itd...

  • #9 04 Sty 2011 15:15
    KJ
    Poziom 31  

    Czyli w zasadzie nie ma przeciwwskazań aby stosować napięcie symetryczne - pytam bo zamierzam w najbliższym czasie budować driver do mostka na tych CM300 ;) I mam do wyboru kilka rozwiązań układowych z których najpewniejsze wydaje się użycie GDT Które podaje na bramkę napięcie symetryczne - Nie mam potrzeby regulacji PWM przy której trafo spisuje się raczej średnio dodatkowo układ będzie pracował w rezonansie - przełączanie w zerach prądu.

  • #10 04 Sty 2011 21:28
    michal2666
    Poziom 20  

    Ale ta energia hamowania jest tracona tylko w chwili, gdy prędkość wiatru przekracza dopuszczalny poziom bezpieczeństwa i turbinę po prostu trzeba zatrzymać bo jej praca i tak była by niebezpieczna. W pozostałym zakresie cała energia jest przekazywana do grzałek w bojlerze.

  • #11 04 Sty 2011 22:22
    KJ
    Poziom 31  

    Proponuje grzałki hamujące także umieścić w bojlerze :) Wtedy wytracona na nich energia ogrzeje w nim wodę zamiast powietrze w pomieszczeniu ze sterownikiem i będzie można uznać że została wykorzystana :) Chociaż należało by obliczyć ile tego jest acz takie bruteforceowe hamowanie wydaje mi sie potrafi trochę energii wyzwolić - nawet jeśli zdarza się to rzadko zawsze to jest jakiś ułamek na + do całkowitej sprawności.

  • #12 05 Sty 2011 00:31
    samy74
    Poziom 10  

    Witam
    Praca wykonana naprawdę porządnie, opis na Twojej stronie Michale obszerny i treściwy, a to przecież i tak tylko część całej pracy mgr. Wiem, że to prototyp, ale jedno bym zmienił, żeby to miało sens, to zasilanie miernika oraz sterownika choppera prądowego, ponieważ (jeśli dobrze się wczytałem) zasilasz je bezpośrednio z sieci 230V, ale w przypadku zaniku zasilania sieciowego (czyli wtedy, kiedy właśnie taka elektrownia wiatrowa może być najbardziej potrzebna) pojawia się kłopot. Można by tam zastosować prosty zasilacz buforowy (z akumulatorem np 17Ah, byłby mały problem z +/-15V, ale to też do zrobienia) doładowywany z sieci 230V (gdy jest takowe zasilanie) lub przy bardziej rozbudowanej wersji - z uzyskanego napięcia 230V z naszej elektrowni (poprzez przetwornicę DC/AC 230VAC oraz pozostałe niezbędne do tego moduły).

    Pozdrawiam

  • #13 05 Sty 2011 07:31
    michal2666
    Poziom 20  

    Dokładnie, jeśli to urządzenie miało by być jakąś wersją produkcyjną zasilacz buforowy byłby całkowicie niezbędny. Zresztą w elektrowni, w której prowadziłem pomiary taki zasilacz był do zasilania zabezpieczeń.

    Jeśli chodzi o grzałki hamujące i ich umieszczanie w boilerze to nie ma to sensu, bo tej energii jest naprawdę mało - to tylko awaryjne hamowanie w sytuacjach zagrożenia wiatraka.

  • #14 07 Sty 2011 13:59
    jblew
    Poziom 9  

    michal2666: Mógłbyś w przybliżeniu podać, ile kosztowałoby zbudowanie jednego takiego regulatora? Ciekawe też, po jakim czasie zwróciłby się kosz takiej instalacji wiatrowej.

  • #15 07 Sty 2011 16:03
    astral
    Poziom 17  

    Chciałbym poruszyć nieco inną kwestię. Otóż bardzo lubię Twoją stronę internetową, jest ciekawa pod względem merytorycznym. Lecz radziłbym Ci zmienić hosting, obecnie ta strona na Republice kuleje. Bardzo często gdy przechodzę pomiędzy stronami otrzymuję komunikat "Przykro nam, strona o podanym adresie nie istnieje.", trzeba ją kilkukrotnie odświeżyć, aby ją zobaczyć. Również to samo tyczy się zdjęć, trzeba odświeżyć kilkukrotnie stronę, aby wszystkie zdjęcia się załadowały.

  • #16 07 Sty 2011 20:18
    michal2666
    Poziom 20  

    Jeśli chodzi o koszt wykonania to naprawdę nie liczyłem tego. Bardzo trudno jest mi cokolwiek w tej chwili powiedzieć, tym bardziej, że większość części pochodzi z moich warsztatowych zapasów.

    W kwestii zmiany hostingu to rozważam tę kwestię, ale pojawia się problem finansowy. Od republiki dostałem przestrzeń za grosze no i transfery są jakie są. Nie przelewa się u mnie z kasą i wolę te swoje grosze, które przeznaczam na działalność przeznaczać na eksperymenty.

  • #17 13 Sty 2011 19:20
    jblew
    Poziom 9  

    Jeśli chodzi o hosting, to polecam OVH. Mają bardzo korzystne warunki i dobrą obsługę klienta. Domena.pl+serwer 25gb to 120zł rocznie.