Балластный контроллер на 48в 40А

Сейчас я занимаюсь изготовлением мощного балластного контроллера для сброса энергии от ветрогенератора на ТЭНы, и для тех кому это может пригодится я постараюсь расписать что и как я сделал, и что для этого нужно. Так-же внизу статьи будет видео по контроллеру. В общем контроллер я делаю не для себя, так-как пока у меня нет ветряка такой мощности. Задача сделать контроллер для ветрогенераторо мощностью до 1,5кВт 48в, чтобы он скидывал энергию на ТЭНы.

Кстати этот контроллер не обязательно для работы именно с ветрогенератором, это так-сказать гибридный универсальный балластный регулятор напряжения АКБ, который по заданному напряжению скидывает энергию с АКБ на дополнительную нагрузку, и не важно что заряжает АКБ. С помощью него можно использовать энергию так-же от солнечных батарей, например когда аккумуляторы зарядились то сбрасывать лишнюю энергию на нагрев воды.

Первым делом я изготовил корпус для контроллера, подробнее об изготовлении я написал в предыдущей статье Корпус для электроники своими руками. Выглядит корпус контроллера в законченном виде вот так (фото ниже). Я постарался сделать надёжный корпус с хорошим теплоотводом, что думаю получилось, в основе корпуса профильная труба 100*50 мм.

>

Работа контроллера заключается в том чтобы при достижении определённого напряжения на аккумуляторе включался ТЭН и сжигал энергию пока напряжение на АКБ не упадёт до определенного значения напряжения, выставленного на контроллере. Например чтобы включался при 60 вольт, а выключался при 54 вольта. То-есть алгоритм работы простейший, и сама схемка для управления простейшая, которую можно сделать самостоятельно. Но я решил всё сделать на готовой базе чтобы не изготавливать плату и не заказывать множество компонентов. Мозг контроллера это программируемое Реле напряжения.

Такие платки продаются на алиэкспресс по цене от 600 руб и до 3000-4000 рублей, они отличаются функциональностью, набором программ (свыше 30-ти бывает). Там кроме контроля напряжения можно устанавливать режимы работы по времени (работа по расписанию), так-же работает с температурными датчиками и прочее. Но для меня был интересен только контроль и управление по напряжению. Я заказал плату за 890 рублей (фото ниже).

>

Подробно расписывать как она работает не буду так-как они разные бывают. Я заказывал именно для работы только с напряжением. Вкратце сама схема питается от напряжения 10-16 вольт. Меряет напряжение по отдельному и независимому каналу в диапазоне 0-99 вольт. На плате имеется контактное реле на 10А, которым эта схемка и управляет. Реле трёх-контактное, один нормально замкнутый, другой разомкнутый, и общий. Так-же есть вход для подключения термодатчика.

Настраивается она так:
Левой кнопкой поочерёдно перебираются цифры на экранчике, а правой изменяются от 0-9 единиц. При первом нажатии на левую кнопку мигает первая цифра, и правой кнопкой её можно изменить, при втором вторая и так-далее. При первом нажатии изменяется порог включения реле, после того как измените три цифры, например установите 58.5 вольт, по четвертому нажатию появляются следующие три цифры, это порог настройки отключения реле, так-же настраиваем к примеру 53.7 вольт. Далее появляется следующие три цифры, их пропускаем, это время задержки реакции, и ещё один пункт тоже пропускаем. Изменения срабатывают когда мы после настройки возвращаемся к отображению напряжения. Во время настройки реле не работает.

Но штатное реле во-первых контактное и не выдержит постоянной работы так-как режим работы предполагает частое включение и выключение, со скоростью до 0.7 сек, это максимальная скорость включения и выключения. А так-же оно всего на 10А и по постоянному напряжению до 30 вольт, а в моём случае рабочее 55-60 вольт.

По-этому я приобрёл твёрдотельное реле постоянного тока, а контактное реле выпаял из платы, и припаял проводки для управления ТТЛ. Я купил ТТЛ на 5-220 вольт постоянного напряжения, и на ток 40А. Управляется оно подачей напряжения на управляющие контакты в пределах 3-32 вольта. Покупка обошлась почти в 1000 рублей, точно не помню, но чтото вроде 977 рублей или около того.

>

Так-же я покупал отдельно блок питания для платы управления так-как она питается напряжением в пределах 10-16 вольт, а напряжение аккумулятором в системе 48 вольт может быть свыше 60 вольт. Трудно было найти такой dc-dc преобразователь с широким диапазоном входного напряжения, и стоят они не мало. На алиэкспресс цена на подобные dc-dc с входным напряжением 36-72 вольта оказалась от 760 рублей, в наших интернет магазинах дешевле я не нашёл.

Но выход с питанием схемы нашёлся простой, общаясь на форуме я задал вопрос Чем можно запитать схемку от акб 48 вольт из того что есть и доступно почти в любых магазинах. И мне подсказали что многие импульсные блоки питания для телефонов и подобные запускаются и работают с 40-50 вольт. Я тут-же дома проверил и действительно работают. И тогда я купил небольшой блок питания в магазине, выбрал драйвер для светодиодов из-за его небольших размеров. Характеристики такие, входное 75-264 вольта, выход 12 вольт 300мА. Кстати сам запускается и работает начиная с 30 вольт, а если запустить более высоким напряжением, то работает даже при входном 14 вольт. Обошёлся он мне в 420 рублей, а выглядит он так (фото ниже, белая коробочка сверху).

>

Начинка контроллера состоит всего из трёх основных деталей

1.Плата управления реле по напряжению

2.Твёрдотельное реле

3.Блок питания для платы управления


Для монтажа деталей в корпусе контроллера я просверлил необходимые отверстия, а для экранчика вырезал прямоугольное отверстие. Отверстие сделал насверлив по периметру отверстий, и далее напильником довёл до ровного прямоугольного состояния. Плату управления и блок питания закрепил на отрезке ламинированной фанеры, получилось надёжно, хотя и не очень эстетично, но кто там на него смотреть будет. Твёрдотельное реле посадил на термопасту предварительно зачистив поверхность наждачной бумагой, далее притянул на болтики М4. Так-же на лицевой части корпуса просверлил отверстие 3 мм для светодиода, который загорается при включении реле.

Кнопочки настройки платы пришлось делать самодельные, и я сделал вот так (ниже фото). Получилось не особо эстетично, но главное работают, не слетают, и после того как закрепится плата они никуда не денутся.

>

Далее фото контроллера уже в финальной стадии сборки, перед тем как закрутить корпус.

>

После того как наконец всё собрал, соединил и распаял провода проверил работоспособность и закрутил корпус, контроллер наконец был готов. Скажу что изготовление контроллеров не легкая задача, особенно когда чего-то нет и приходится искать детали, бегать по магазинам. Да и сам процесс сборки как оказалось занимает не далеко один день. А по началу казалось что изготовить корпус и засунуть туда три детальки проще простого, но на практике вышло всё не так.

Видео изготовления контроллера для ветрогенератора

Фото Балластного контроллера напряжения АКБ


Кто посмотрел видео уже увидели законченный вид контроллера, а для тех кто не посмотрел далее фотографии внешнего вида законченного устройства. В это раз я делал контроллер не для себя, по-этому уделил внимание и эстетической стороне, но правда как всегда второпях всё, но получилось вроде неплохо в целом. На лицевой стороне контроллера я наклеил распечатанную так сказать инструкцию по использованию подписал что где и как подключается. Картинку нарисовал в планшете и распечатал в ближайшем магазине где делают фото и распечатывают любые документы. Отпечатали мне на листе А4, фото-бумаге с хорошим качеством, и я купил самоклеющуюся пленку и дополнительно заламинировал картинку. Приклеил я её к контроллеру на обыкновенный супер-клей.

>

>

>

>

>