Obwód sterownika dmuchawy powietrza PWM do pieców na biomasę

W artykule opisano szczegółowo obwód regulatora prędkości PWM dla systemu dmuchawy powietrza do stosowania w piecach do gotowania na biomasę. Obwód obejmuje również nieprzerwane automatyczne zasilanie rezerwowe ze zintegrowanym automatycznym obwodem ładowarki akumulatorów dla konkretnego zastosowania. Pomysł został zgłoszony przez pana Tushara i Sivaranjani.

Specyfikacja techniczna

Dziękuję za zainteresowanie i entuzjastyczną odpowiedź. Aby dać Ci wyobrażenie, pracujemy nad piecami do gotowania na biomasę, które są zamiennikiem butli LPG i tradycyjnego gotowania drewna opałowego. Zasadniczo aplikacja działa na zasadzie wtłaczania większej ilości powietrza do układu spalania pieca kuchennego, zapewniając czystsze spalanie i zmniejszając zanieczyszczenie powietrza w pomieszczeniach.

W celu ułatwienia dopływu większej ilości powietrza do systemu, te kuchenki mają
1) silnik PMDC (szczotka) - 12VDC o obrotach 7000, 40 W, 0,53 A.
2) Wirnik zamontowany na wale silnika, który przesyła powietrze przez system
3) Jest uszczelniony akumulator kwasowo-ołowiowy 7,2 AH, który zapewnia zapasowe zasilanie systemu.

Jak wspomniano wcześniej, potrzebowalibyśmy obwodu, który miałby

1) Regulator prędkości PWM dla silnika 12VDC, który z kolei regulowałby ilość powietrza wpływającego do systemu
2) Ładowarka do akumulatorów kwasowo-ołowiowych 12 V.
3) beztransformatorowy zasilacz

Chcielibyśmy podzielić się doświadczeniami, z którymi mieliśmy do czynienia do tej pory na torach i nie mieliśmy pojęcia, jak je rozwiązać.

1) Są maksymalnie nadużywane przez kucharzy w kuchni. Dlatego musi istnieć prosty, ale wytrzymały system
2) Strona zasilania

a) Ponieważ naszym głównym regionem docelowym jest Tamil Nadu i mamy straszny kryzys energetyczny, przełączanie między obniżaniem zasilania a zasilaniem bateryjnym powinno odbywać się automatycznie i nie zmieniać napięcia roboczego
b) Jeśli bateria nie była używana dłużej niż miesiąc, cały obwód przestaje działać

3) strona PWM

a) Precyzyjna regulacja prędkości silnika w celu uzyskania wrażenia użytkowania podobnego do kuchenki LPG. Zaobserwowaliśmy, że po 16 godzinach ciągłej pracy nie ma wahań prędkości silnika. Nie udało mi się jeszcze wskazać przyczyny.

4) Warunki ogólne

a) ponieważ obwód ten będzie działał w pobliżu pieca i pomimo tego, że jest dobrze wentylowany i izolowany od ciepła, sam obwód znacznie się nagrzewa i wielu twierdzi, że obwód z tego powodu ulega awarii.

Chcielibyśmy znaleźć rozwiązanie na podstawie Twojej wiedzy, aby rozwiązać te problemy i pomóc nam w naszym przedsięwzięciu w zakresie zrównoważonych źródeł utrzymania.

Daj nam znać, jeśli masz jakieś pytania i jak możemy to dalej rozwiązać.

Pozdrowienia,
Sivaranjani

Projektowanie

Zgodnie z żądaniem zastosowanie pieca do gotowania na biomasę wymaga wentylatora 12 V do wtłaczania powietrza do komory spalania w celu uzyskania pożądanych lepszych wyników, to wprowadzanie powietrza musi być zmienne, co oznacza, że ​​prędkość wentylatora powinna mieć funkcję kontrolowaną za pomocą pokrętła PWM , który może być wykorzystany przez użytkownika do ustawienia / wyboru żądanego dopływu powietrza i szybkości spalania.

Nowatorski obwód sterowania prędkością wentylatora 12 V PWM jest pokazany poniżej, wykorzystujący kilka układów IC 555.

Używanie dwóch IC 555 do sterowania wentylatorem PWM

IC1 służy do generowania częstotliwości fali prostokątnej 80 Hz, która jest stosowana na styku 2 układu IC2, ułożonego jako generator PWM. IC2 generuje zmienny PWM na swoim pinie3, najpierw przekształcając sygnał wejściowy fali prostokątnej pin2 na fale trójkątne w poprzek C3, a następnie porównując go z poziomem napięcia przyłożonym na jego pinie5.

Napięcie pin5, które można ręcznie wybierać lub regulować za pomocą potencjometru, określa cykl pracy PWM, który z kolei odpowiednio określa podłączoną prędkość wentylatora.

Zmienne napięcie lub regulowany potencjometr PWM jest utworzony przez P1 wraz z T2 ustawionym w trybie wspólnego kolektora.

Wyjaśniony powyżej regulator prędkości wentylatora musi być zasilany przez system zasilania awaryjnego z rezerwowego, dobrze naładowanego akumulatora.

Akumulator z kolei wymaga automatycznego układu ładowania akumulatora, dzięki czemu pozostaje gotowy do zapewnienia natychmiastowej, nieprzerwanej mocy wentylatora, zapewniając płynne i ciągłe zasilanie silnika oraz dopływ powietrza do pieca na biomasę.

Korzystanie z automatycznego obwodu ładowarki opartego na Opmap

Wszystkie te warunki są spełnione na poniższym schemacie obwodu, który przedstawia obwód automatycznej ładowarki akumulatorów oparty na opampie.

Obwód ładowarki, jak pokazano poniżej, wykorzystuje kilka wzmacniaczy operacyjnych do wymaganego wykrywania i odcięcia podczas progów pełnego naładowania i niskiego poziomu akumulatora.

Ustawienie wstępne 10k podłączone do styku 3 lewego 741 układu scalonego jest ustawione tak, że za każdym razem, gdy akumulator osiągnie pełny poziom naładowania, wyjście układu scalonego po prostu przechodzi w stan wysoki, dezaktywując odpowiednią końcówkę TIP127, odcinając napięcie ładowania akumulatora.

Świecąca dioda LED wskazuje stan włączenia ładowania akumulatora i na odwrót.

Stopień IC 741 po prawej stronie jest umieszczony w celu monitorowania stanu niskiego napięcia akumulatora. Kiedy osiągnie dolny próg, pin2 układu scalonego staje się niższy niż pin3 odniesienia, co z kolei powoduje, że wyjście układu scalonego osiąga stan wysoki, dezaktywując dołączoną końcówkę TIP127.

Obciążenie jest teraz zablokowane przed pobieraniem jakiejkolwiek energii z akumulatora. Ten próg odcięcia jest ustawiany przez regulację 10k presetu na styku 2 układu scalonego

Tutaj również podstawowa dioda LED wskazuje odpowiednie sytuacje, świecenie wskazuje niski poziom naładowania baterii, a wyłączenie wskazuje, że bateria jest powyżej dolnego progu.

Dlaczego używane są dwie diody

Dwie diody są połączone w określonym celu, podczas gdy obecne jest napięcie sieciowe, zasilanie 14 V z SMPS jest nieco wyższe niż napięcie akumulatora, utrzymuje poziomą diodę odwrotną i pozwala tylko napięciu SMPS na dotarcie do obciążenia lub dmuchawy wentylatora przez pion Dioda 1N5402.

W przypadku zaniku napięcia sieciowego pozioma dioda podłączona do kolektora z prawej strony TIP127 szybko zostaje przesunięta do przodu zastępując martwe zasilanie SMPS zasilaniem bateryjnym, zapewniając nieprzerwany przepływ zasilania do wentylatora.

Beztransformatorowe zasilacze impulsowe 14 V można było kupić na rynku lub zbudować osobiście. W poniższych linkach można zobaczyć kilka odpowiednich obwodów:

12 V 1 A MOSFET SMPS

12 V SMPS za pomocą VIPer22A IC

12 V SMPS za pomocą małego przełącznika IC TNY

Wszystkie powyższe modele będą musiały zostać poprawione na ich stopniach wyjściowych, aby uzyskać wymagane 14 V.