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自制小型水力發電機PWM可變負載穩壓器文章來源:中電網 | 發布日期:2008-07-25 | 作者:未知 | 點擊次數:
該微型永磁式水輪發電機為單相 220V 交流輸出,無法用勵磁調控,只能手動調節進水閥 ( 負載為一定時 ) 或者調節負載(水壓、流量為一定時 ) ,負載對輸出電壓的影響極大,當水壓為一定值時,負載從 1OOW 變化至 260W ,輸出電壓會從370V降至 125V 。 穩壓思路是當水壓、水量為一定值時,在回路中并入一個由PWM控制的可變負載,當實際的負載發生變動時,可變負載隨之改變,保持總負載不變。因此發電機的負載為:實際負載 + 可變負載=總負載,只要總負載不變,回路中的電壓就能穩定。 采用 555 時基和運放組成的 PWM 基本控制電路見附圖。 1 .由小型電源變壓器、橋式整流 l 號、濾波電容 C1 、 C2 和 78L 05 組成的穩壓電源電路,提供5V穩壓電源。 2 .由 NE555 時基、 R1 、 R2 、 C4 和 1 / 2 運放 LM358-A 組成 PWM 控制電路,在LM358一 A 的同相輸入端輸入大約 1 . 3V-3 . 6V 的電壓時.就能控制 LM 358 輸出的脈沖寬度。 3 .由橋式整流 2 號、 C3 、 RL 和 Q3組成的直流供電回路,作為可變負載的可控能耗電源,并與發電機的電源并聯。 4 .由另外 1 , 2 的 LM358-B 組成放大電路, RW1 可調節基準的起始電壓。 R7 、 RW2 和R8組成取樣電路。取樣電壓輸入到 LM358-B 的同相端,電源電壓的微小變化經 LM 358 一 B 放大后直接反饋給LM358-A的同相輸入控制端。 5 . Ql 、 Q2 、 R9 ~ R13 和 DW 組成反相、偏置和驅動電路,用 LM 358-A 輸出的脈寬控制Q3的截止時間,也就是控制直流負載 RL 上消耗的電能量。當穩壓器剛插入發電機回路時, Q2 是截止的, Q3 的 Vg=18V ,Q3全導通,負載全接入,這樣可避免開機時的高壓損壞其他的電器。 調壓過程:若實際負載↓→電源電壓↑→ LM358-B 的同相輸入端電壓↑→ LM358-B 輸出電壓↑→LM358-A的同相輸入端電壓↑→ LM358-A 輸出低電平脈寬變窄→ Q1 導通時間變短→ Q2 導通時間變短→ Q3導通時間變長→ RL上消耗的電能↑→電源電壓↓。當實際負載增加時.恰好與上述的分析相反。調節 RW2 可調節穩壓值。 注意事項: 1) 動態負載 RL 、 Q3 和整流橋 2 號應和發電機的額定功率匹配.動態負載RL的功率應略大于發電機的額定功率??梢允褂脙蓚€燈泡串聯作負載,考慮到 RL 上的直流電壓為 280V ~300V.應將兩個燈泡串聯使用。也可以用大功率電阻、電爐絲或電熱器具 ( 可同時加熱水,一舉兩得 ) 。RL一定要接牢靠,不可開路。否則空載的高電壓將燒毀控制器。 Q3 要加良好的散熱片。 調試時應先在標準 220V 電源上預調,調到使 RI, 接近滿負荷后.再接入發電機回路中去調整。以免穩壓器損壞。 該調壓器也可用在小型風力永磁交流發電機的穩壓上。 該調壓器使用一年多來,性能穩定、穩壓精確。該穩壓器是耗能型的,但還比較實用。
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