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永磁式水轮发电机稳压电路

作者:dolphin时间:2016-09-21

  该微型永磁式水轮发电机为单相220V交流输出,无法用励磁调控,只能手动调节进水阀(负载为一定时)或者调节负载(水压、流量为一定时),负载对输出电压的影响极大,当水压为一定值时,负载从1OOW变化至260W,输出电压会从370V降至125V。

  稳压思路是当水压、水量为一定值时,在回路中并入一个由PWM控制的可变负载,当实际的负载发生变动时,可变负载随之改变,保持总负载不变。因此发电机的负载为:实际负载+可变负载=总负载,只要总负载不变,回路中的电压就能稳定。

  采用555时基和运放组成的PWM基本控制电路见附图。

  1.由小型电源变压器、桥式整流l号、滤波电容C1、C2和78L05组成的稳压电源电路,提供5V稳压电源。

  2.由NE555时基、R1、R2、C4和1/2运放LM358-A组成PWM控制电路,在LM358一A的同相输入端输入大约1.3V-3.6V的电压时。就能控制LM358输出的脉冲宽度。

  3.由桥式整流2号、C3、RL和Q3组成的直流供电回路,作为可变负载的可控能耗电源,并与发电机的电源并联。

  4.由另外1,2的LM358-B组成放大电路,RW1可调节基准的起始电压。R7、RW2和R8组成取样电路。取样电压输入到LM358-B的同相端,电源电压的微小变化经LM358一B放大后直接反馈给LM358-A的同相输入控制端。

  5.Ql、Q2、R9~R13和DW组成反相、偏置和驱动电路,用LM358-A输出的脉宽控制Q3的截止时间,也就是控制直流负载RL上消耗的电能量。当稳压器刚插入发电机回路时,Q2是截止的,Q3的Vg=18V,Q3全导通,负载全接入,这样可避免开机时的高压损坏其他的电器。

  调压过程:若实际负载↓→电源电压↑→LM358-B的同相输入端电压↑→LM358-B输出电压↑→LM358-A的同相输入端电压↑→LM358-A输出低电平脉宽变窄→Q1导通时间变短→Q2导通时间变短→Q3导通时间变长→RL上消耗的电能↑→电源电压↓。当实际负载增加时。恰好与上述的分析相反。调节RW2可调节稳压值。

  注意事项:

  动态负载RL、Q3和整流桥2号应和发电机的额定功率匹配。动态负载RL的功率应略大于发电机的额定功率。可以使用两个灯泡串联作负载,考虑到RL上的直流电压为280V~300V.应将两个灯泡串联使用。也可以用大功率电阻、电炉丝或电热器具(可同时加热水,一举两得)。RL一定要接牢靠,不可开路。否则空载的高电压将烧毁控制器。Q3要加良好的散热片。

  调试时应先在标准220V电源上预调,调到使RI,接近满负荷后。再接入发电机回路中去调整。以免稳压器损坏。

  该调压器也可用在小型风力永磁交流发电机的稳压上。

  该调压器使用一年多来,性能稳定、稳压精确。该稳压器是耗能型的,但还比较实用。



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