発電実験:マイクロ水力発電

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マイクロ水力発電の実験 ⑤直流電源装置　2024/7/2

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１．直流電源装置(力率改善装置) ２．プリント基板の作成 ３．挫折？ ４．未開発品の現時点での概略

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１．直流電源装置(力率改善装置) 当初、アクティブタイプに3種類のモードがあると思っていなかった。 知っていれば、連続モードを開発しなければならなかったが、最初にトライしたモードが臨界モードだった。 また、一番先に開発に取り掛かったのが、②抵抗器ではなく、この臨界モードの直流電源装置だった。ここで、コイルが原因のMOSFETやダイオードを破損させてしまい、暗礁に乗り上げてしまい、MOSFETの特性試験やコイルのBH曲線確認等の基礎知識の補填へと進み、泥沼状態で、気分転換のため、②抵抗器や①速度調整装置へと進む事になる。 今回の開発システムと違うため、読み飛ばしても良い ●臨界モード 試作ボードは下の写真で横幅80mm×奥行55mmの大きさで、入力電圧220Vで直電圧は+350Vになる。裏側に制御用のIC(BD7692FJ-E2 SOP-J8　足間隔1.27mm)がある。 [目次に戻る]

２．プリント基板の作成 ■昇圧型のコントローラROHMのBD7692FJ-E2を使用したもので製作した。 概略の回路図は左図のとおり。 図、右側のFeedback抵抗で出力電圧を設定する。 出力電圧設定 　出力電圧はRVSHおよびRVSLの抵抗値にて決まる。 VOUT＝（１＋RVSH/RVSL）×VAMP =( 1+ / )×2.5= RVSH:出力フィードバックの上側抵抗値 RVSL:出力フィードバックの下側抵抗値 VAMP:Gmアンプ基準電圧 ※VS端子には2.5Vになる様制御される。 エクセルにより各部の自動計算表を作成 ■プリント版の設計　80mm×55mm TraxMakerと言うソフト(Windows95~XPで動作)でプリントパターンを作成したのが、下図である。 これを、CAMソフトのFLASH for Windows(Windows95~98で動作)でプリント基板作成器(FP-7Fで銅箔をドリルで削り取る)が動作できる信号に変換し、制御する。 下の写真はFP-7Fでプリント板を作成している状況で最後プリント基板を切っている。 （ただしこの基板は次の連続モードのプリント基板） プリント基板が出来上がり始めの写真の様にプリント基板に部品を取り付け、試験を行ったが、次々とMOSFETやダイオードが破損していったのでありました！。 このためリアクタンスが飽和しているのではないかとか、FETの放熱が悪いのではないかなど、それを勉強するのに時間が・・・・・・・・ [目次に戻る]

３．挫折？ 設計の問題が・・・ 太陽光の遠隔監視を先行して作成するため、水車発電機はその後開発を始めることにする。 [目次に戻る]

４．未開発品の現時点での概略 以下は、未開発だが、各システムで何を使用し概略どうするかを記載する。 ●連続モード 連続モードのコントロールICはTEXAS INSTRUMENTS のUCC28019Aを使用する。 バックアップとして、安価な既製品を用意しているので、いざという時はそれを使用したい。 ④ 交流変換装置 EGS002正弦波インバータードライバーを使用した単相制限波形インバータを作成するが、バックアップ用に安価な既製品も用意してある。 ⑤ 蓄電池 蓄電池については、小型で大容量の物を使用したいが、もうすぐ個体電池が販売されそうなので、蓄電池についてはできれば最後にしたい。安価な個体電池が販売されなければ、リチウムイオン電池とする。 ⑥ 蓄電池充電装置 バッテリの各セルを監視しながら、充電するため、蓄電池の最大電圧は監視するICにより決定する。 ⑦ 電圧昇圧装置 ③ 直流電源装置と同じ構成になると思われる。 ⑧ 充放電制御装置 各電圧と電流を測定し各装置の設定電圧等を変更するために、開発する物は絶縁型の電圧電流計とPCの動作に支障ない性能確認と各制御プログラムの作成。及び各システムの制御回路の改造検討が必要 ⑨ HHOG 水を電気分解し、水素と酸素を発生させる装置で、分解槽やタンク・ガス圧検出などの開発が必要。（ステンレスの溶接が必要になる？ステンレスの成分も勉強必要か？、薄鋼の場合はTIG溶接？装置必要！無理かも） 〇その他 2021年7月24日現在までに製作・試験したものを記事としてまとめる必要がある。 ・ラインフィルターの周波数特性試験結果 ・コア特性試験結果（BH特性試験含む） ・データ伝送I2Cを使用した絶縁型電圧・電流計 [目次に戻る]