Řídicí obvod vzduchového ventilátoru PWM pro sporáky na biomasu

Tento článek podrobně popisuje obvod regulátoru otáček PWM pro systém ventilátoru a dmychadla, který se používá v kamen na vaření biomasy. Obvod také zahrnuje nepřerušovaný automatický záložní zdroj baterie s integrovaným obvodem automatické nabíječky baterií pro konkrétní aplikaci. Tuto myšlenku požadovali pan Tushar a Sivaranjani.

Technické specifikace

Děkujeme za váš zájem a nadšenou reakci. Pro vaši představu pracujeme na sporácích na biomasu, které nahrazují LPG lahve a konvenční vaření palivového dřeva. Aplikace v podstatě funguje tak, že tlačí více vzduchu do spalovacího systému sporáku, což zajišťuje čistší spalování a snižuje znečištění vnitřního vzduchu.

Aby se do systému dostalo více vzduchu, tyto vařiče mají
1) motor PMDC (kartáč) - 12VDC s otáčkami 7000, 40 W, 0,53 A
2) Oběžné kolo namontované na hřídeli motoru pro přívod vzduchu systémem
3) K dispozici je 7,2 AH uzavřená olověná baterie, která zajišťuje záložní napájení systému.

Jak již bylo zmíněno dříve, potřebovali bychom obvod, který by měl

1) PWM regulátor otáček pro 12VDC motor, který by zase reguloval množství vzduchu vstupujícího do systému
2) Nabíječka olověných akumulátorů o napětí 12 V
3) beztransformátorové napájení

Rádi bychom se podělili o zkušenosti, kterým jsme na okruzích doposud čelili, a byli opravdu bezradní, jak je vyřešit.

1) Jsou maximálně zneužiti kuchaři v kuchyni. Proto musí být zaveden jednoduchý, ale robustní systém
2) Strana napájení

a) Vzhledem k tomu, že náš hlavní cílový region je v Tamil Nadu a máme strašnou energetickou krizi, přepínání mezi postupným napájením a napájením z baterie by mělo být automatické a nemělo by kolísat provozní napětí
b) Pokud se baterie nepoužívá déle než měsíc, přestane fungovat celý obvod

3) PWM strana

a) Jemná regulace otáček motoru, která poskytuje podobný pocit jako u LPG kamen. Zjistili jsme, že po 16 hodinách nepřetržitého provozu nedochází k žádným změnám rychlosti v motoru. Dosud se mi nepodařilo přesně určit důvod.

4) Všeobecné podmínky

a) protože tento okruh bude fungovat v blízkosti pece a přesto, že je dobře větraný a izolovaný od tepla, samotný okruh se značně zahřívá a mnozí tvrdí, že okruh z tohoto důvodu selhává.

Rádi bychom přišli s řešením s vašimi odbornými znalostmi, jak tyto problémy řešit a pomoci nám v našem podnikání v oblasti udržitelného živobytí.

Dejte nám vědět, pokud máte nějaké dotazy a jak bychom to mohli dále vyřešit.

Pozdravy,
Sivaranjani

Design

Podle požadavku vyžaduje sporák na biomasu 12 V ventilátor pro přívod vzduchu do spalovací komory pro dosažení požadovaných lepších výsledků, tato indukce vzduchu musí být proměnlivá, což znamená, že rychlost ventilátoru by měla mít regulovatelnou funkci pomocí ovládacího knoflíku PWM , které může uživatel použít k nastavení / volbě požadované indukce vzduchu a rychlosti spalování.

Níže je zobrazen nový 12 V obvod řízení otáček ventilátoru PWM, který využívá pár IC 555.

Použití dvou IC 555 pro ovládání ventilátoru PWM

IC1 se používá pro generování kmitočtové vlny 80 Hz, která se aplikuje na pin2 IC2 uspořádaného jako generátor PWM. IC2 generuje proměnnou PWM na svém pin3 tak, že nejprve převede vstup čtvercových vln pin2 na trojúhelníkové vlny napříč C3 a poté jej porovná s napěťovou úrovní aplikovanou na jeho pin5.

Napětí pin5, které lze ručně volit nebo nastavovat přes pot, určuje pracovní cyklus PWM, což následně určuje odpovídajícím způsobem rychlost připojeného ventilátoru.

Variabilní napětí nebo nastavitelný PWM hrnec je tvořen P1, spolu s T2 zmanipulovaným v režimu společného kolektoru.

Výše vysvětlený regulátor otáček ventilátoru musí být napájen systémem nepřerušitelného napájení ze záložní fáze dobíjené baterie v pohotovostním režimu.

Baterie zase vyžaduje automatický obvod nabíječky baterií, aby zůstala připravena k okamžitému nepřerušovanému napájení ventilátoru, což zajišťuje plynulý a nepřetržitý přísun motoru a přívod vzduchu do sporáku na biomasu.

Používání obvodu automatické nabíječky baterií na základě Opmap

Všechny tyto podmínky jsou splněny v následujícím schématu zapojení, což je obvod automatické nabíječky baterií založený na operačním zesilovači.

Nabíjecí obvod, jak je znázorněno níže, využívá několik opametů pro požadovanou detekci a odpojení během prahových hodnot plné a nízké úrovně nabití baterie.

10k předvolba připojená na pin3 levého 741 IC je nastavena tak, že kdykoli baterie dosáhne plné úrovně nabití, výstup IC se zvýší, deaktivuje příslušný TIP127 a odpojí nabíjecí napětí na baterii.

Svítící LED dioda indikuje stav nabíjení baterie a naopak.

Pravý stupeň IC 741 je umístěn pro monitorování stavu nízkého napětí baterie. Když dosáhne spodní prahové hodnoty, pin2 IC se sníží než referenční pin3, což zase způsobí, že výstup IC bude vysoký a deaktivuje připojený TIP127.

Zatížení je nyní blokováno v získávání jakékoli energie z baterie. Tato prahová hodnota je nastavena úpravou 10k předvolby na pin2 IC

I zde základní LED indikuje příslušné situace, záře označuje vybitou baterii, zatímco vypnutí indikuje baterii nad spodní prahovou hodnotou.

Proč se používají dvě diody

Obě diody jsou spojeny se zvláštním účelem, zatímco v síti je přítomno 14V napájení ze SMPS, které je o něco vyšší než napětí baterie, udržuje vodorovnou diodu reverzně předpjatou a umožňuje, aby pouze napětí SMPS dosáhlo zátěže nebo dmychadla ventilátoru přes vertikální Dioda 1N5402.

V případě výpadku síťového napětí se vodorovná dioda připojená ke kolektoru na pravé straně TIP127 rychle přepne dopředu a nahradí mrtvé napájení SMPS napájením z baterie, což zajistí nepřerušený tok napájení k ventilátoru.

14V transformátory bez transformátoru lze zakoupit připravené z trhu nebo postavené osobně. Několik vhodných obvodů je vidět na následujících odkazech:

MOSFET SMPS 12V 1 Amp

12 V SMPS využívající VIPer22A IC

12 V SMPS pomocí TNY malého spínače IC

Všechny výše uvedené modely budou muset být vyladěny ve svých výstupních fázích, aby bylo možné dosáhnout požadovaných 14 V.