一种太阳能双轴跟踪控制装置制造方法
【专利摘要】本实用新型展示了一种太阳能双轴跟踪控制装置，基于天文算法实现太阳能电池板最大效率跟踪太阳转动的控制装置，通过高精度的光电旋转编码器，实时对太能能电池板的位置进行反馈控制。相对成本较高的光感传感器，本实用新型成本低廉，控制精度高，能够实现自动消除累计误差，并且不受任何天气和环境的影响。
【专利说明】一种太阳能双轴跟踪控制装置
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种太阳能双轴跟踪控制装置。
【背景技术】
[0002]太阳能双轴跟踪控制装置是一种能保持太阳能电池板实时正对太阳的控制装置，与固定式太阳能相比，在相同的日照、温度条件下，通过双轴跟踪控制，能增加太阳辐射的接收量，显著增加太阳能电池板的发电量，充分发挥太阳能电池板的效率。但是普通的双轴控制装置大多采用光感传感器进行设计，成本极高且受天气影响较大，安装也较为繁琐。为此我公司研制了该太阳能双轴跟踪控制装置，该产品能弥补现有市面上的产品缺陷。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的就是为了解决上述问题。提供一种高精度、低成本的太阳能双轴跟踪控制装置，该装置不受天气影响，能够实时跟踪太阳角度。
[0004]本实用新型的技术方案如下:一种太阳能双轴跟踪控制装置，包括传动螺杆、限位保护开关、水平位置滑块、水平电机光电编码器、防水外壳、直流电源、电路板、蓝牙接口、安装法兰，其中电路板上有微处理器，用于处理开关输入状态、驱动电机输出以及485通讯。
[0005]所述传动螺杆与水平方向转动的电机动力机构同轴，传动螺杆上装有水平位置滑块，水平电机转动时，带动传动螺杆转动，同时水位位置滑块也在移动。
[0006]所述限位保护开关为本实用新型的保护装置，水平位置滑块撞击限位保护开关时，能产生有效报警并切断输出电源。
[0007]所述水平位置滑块还能够提供校准信号，当系统累计误差超过设定值时，水平位置滑块能够实现自我修正，校准控制系统。
[0008]所述水平电机光电编码器与水平电机动力机构同轴，能够实时反映电机转速，电机转动时，产生相位差为90度并且互补的4个脉冲信号，供电路板分析计算出当前转动方向及转动角度。
[0009]所述防水外壳能达到IP65的防护能级，有效防止雨水和风沙的侵袭，增强控制装置的稳定性及抗干扰能力。
[0010]所述直流电源为交流220V供电，输出直流24V电源，用于给控制板供电并驱动直流电机运转。
[0011]所述蓝牙接口能够连接蓝牙适配器，与符合标准的蓝牙设备通讯。
[0012]所述安装法兰可以根据不同厂家电机接口进行定制，安置简单、方便，可以适应任意电机厂家生产的电机。
[0013]所述电路板中包含微处理器，能够实时处理内置的时钟信号，通过天文运算得到实时的太阳运行高度角和方位角，根据电机反馈装置光电编码器的数据进行控制输出。
[0014]本实用新型通过标准485接口进行通讯，能够采集485总线上的气象报警数据，遇到强风天气时能进行报警处理，将电池板放平，减少强风对太阳能电池板的影响。[0015]与现有技术相比，本实用新型结构精巧，成本低廉，安装方便，能够最大限度的适应不同环境、不同电机的控制要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的摘要附图。
[0017]图2是本实用新型的结构示意图。
[0018]其中，1.传动螺杆、2.限位保护开关、3.水平位置滑块、4.水平电机光电编码器、
5.直流电源、6.电路板、7.蓝牙接口、8.安装法兰。
[0019]图3是本实用新型的传动系统示意图。
[0020]图4是本实用新型的安装法兰接口示意图。
【具体实施方式】
[0021]接合附图对本实用新型做进一步说明。
[0022]如图1所示，太阳能双轴跟踪控制装置，包含传动螺杆1、限位保护开关2、水平位置滑块3、水平电机光电编码器4、防水外壳5、直流电源6、电路板7、蓝牙接口 8、安装法兰9。
[0023]如图2所示，根据安装法兰上的接线孔进行接线，通过安装法兰将控制装置固定在水平电机动力机构上。如图3所示，控制装置的传动螺杆连接到水平电机动力机构上，与水平电机动力机构转动方向及速度操持一致，传动螺杆末端连接光电编码器。系统给定水平正南方向为初始点进行校准后，滑块位于传动螺杆的正中间，系统开始自动运行。电机转动的同时，传动螺杆带动末端连接的光电编码器一起转动，光电编码器输出相位差为90度并且互补的4个脉冲信号。微处理器采集到脉冲信号后，根据相位超前或滞后的顺序，分析得出电机的转动方向，同时根据产生的脉冲数计算得到当前太阳能电池板的实际位置。当微处理器得到当前太阳能电池板的实际位置后，通过天文算法计算太阳的位置，两者如果相等就不转动电池板，否则电路板控制电机将太阳能电池板转动到与太阳的位置。
[0024]传动螺杆上有螺纹，水平位置滑块随着传动螺杆的转动而不停的水平移动。当系统出现故障，水平位置滑块移动触发限位开关动作时，产生相应的报警。如果触发一级限位开关，则切断当前的输出电压；如果触发二级限位开关，则切断直流控制电源。
[0025]太阳能双轴跟踪控制装置实时自动运行，设有4种工作模式:调试模式、手动模式、避风模式和自动模式。
[0026]调试模式:按下电路板上的调试按键，系统运行于调试模式。在调试模式下，只能通过控制板上的4个方向按键对太阳能电池板进行方位控制。在调试模式下，其余模式均无法进入。因此正常运行时，需要退出调试模式。
[0027]手动模式:系统处于非调试模式时，可以通过上位机、手机或者群控装置进入手动模式。在手动模式下，通过设定垂直或水平角度来控制电机运动。
[0028]避风模式:系统处于自动模式时，允许进入避风模式，其它模式下无法进入避风模式。当控制装置接收到485总线上传来的风速报警状态时，进入避风模式。如果接收到的是一级风速报警，则控制装置命令太阳能电池板转动到垂直方向高度角为30度的位置，水平方向保持不变。如果接收到的是二级风速报警，则控制装置命令太阳能电池板转动到垂直方向高度角为5度的位置，水平方向保持不变。当控制装置收到解除风速报警状态时，控制系统退出避风模式，进入自动模式。
[0029]自动模式:控制装置正常运行时所处的状态，根据太阳能发电的特点，该模式分为白天模式和夜间模式。参数中设定了每一季白天模式运行的起止时间，以及进入夜间模式的时间。白天模式时，太阳能电池板所处的位置有天文算法来控制，实时跟踪。为避免频繁起停，通过参数来决定调整角度的大小。每分钟扫描一次，如果控制装置通过编码器反馈计算得到的角度，与天文运算得到的太阳角度之间偏差大于设定值时，控制装置自动跟踪调节，否则控制装置不动。夜间模式时，控制装置控制太阳能电池板垂直方向放平到5度，水平方向转动到正东。
[0030]控制装置任意时间只允许在一种模式下运行，优先级高的模式可以代替优先级低的模式，优先级的排列为:调试模式 > 手动模式 > 避风模式 > 自动模式。
[0031]为了进一步提高控制精度，消除累计误差，控制装置能够自动实现水平方向自动消除误差。当水平位置滑块每次经过传动螺杆中点时，会发出一个脉冲信号，若此时通过光电编码器计算得到的太阳能电池板角度不是正南，则控制装置强制赋值，消除误差，指定当前电池板角度为正南。
[0032]综上所述，仅为本实用新型的实施方式，保护范围不限于此，保护的范围应该以权利要求书为准。
【权利要求】
1.一种太阳能双轴跟踪控制装置，其特征包括传动螺杆、限位保护开关、水平位置滑块、水平电机光电编码器、直流电源、电路板、蓝牙接口、安装法兰，其中电传动螺杆与水平电机连接，水平电机光电编码器位于传动螺杆末端，蓝牙接口位于电路板上，安装法兰位于装置的一侧。
2.根据权利要求1所述的太阳能双轴跟踪控制装置，其特征在于:所述装置的传动螺杆连接到水平电机动力机构上，与水平电机动力机构转动方向及速度操持一致，传动螺杆末端连接光电编码器，控制装置控制太阳能电池板转动。
【文档编号】G05D3/12GK203732993SQ201320272953
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2013年5月20日 优先权日:2013年5月20日
【发明者】郭宗军 申请人:北京欣能众源科技有限公司