专利名称：：高精度太阳双轴自动跟踪控制装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种高精度太阳双轴自动跟踪控制装置。
背景技术：
：光伏发电能为人类提供可持续能源，并保护赖以生存的环境；但其发电效率低、发电成本相对较高，仍然制约其大规模应用。太阳跟踪系统是针对太阳能光伏发电需要对太阳进行实时跟踪，使光伏阵列随着太阳而转动，实现高精度的太阳跟踪。自动太阳跟踪器的稳定性和可靠性一直是其没有被大规模应用的主要问题，太阳能跟踪控制系统是关键之一。由于太阳能的不稳定性和随时间变化而运动，因此采用一般的方法，要做到精确跟踪非常困难。太阳电池方阵的发电量与太阳光入射角有关，当太阳光线与太阳电池方阵平面垂直时发电量最大。目前太阳能光伏发电，普遍采用固定方阵的低效发电方式，存在着跟踪器精度低、适应性差等问题。
发明内容本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种高精度太阳双轴自动跟踪控制装置，旨在控制太阳能光伏阵列能够准确定位到指定的位置，提高位置精度。本发明的目的通过以下技术方案来实现高精度太阳双轴自动跟踪控制装置，包括直流电源、三相逆变器及转子位置传感器，特点是所述直流电源连接三相逆变器，三相逆变器接入永磁直流伺服电机，所述永磁直流伺服电机的转轴上配装有转子位置传感器；所述转子位置传感器的信号输出端分别连接逻辑开关和转速反馈器，所述转速反馈器的输出端接入第一比较器，第一比较器与转速控制器的输入端相连接，所述转速控制器的输出端连接第二比较器，所述第二比较器接入电流控制器，所述电流控制器与逻辑开关相连接，所述逻辑开关接入三相逆变器；另外，转速指令信号从第一比较器输入，电流反馈信号从第二比较器输入。进一步地，上述的高精度太阳双轴自动跟踪控制装置，其中，所述转子位置传感器为编码器。更进一步地，上述的高精度太阳双轴自动跟踪控制装置，其中，所述三相逆变器采用功率开关电路。本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在-本发明设计新颖，对电机转速、转矩、位置进行闭环控制，转动角度大时自动调节电机处于高速状态，当快接近定位的位置时自动减速，使太阳能光伏板能够准确定位到指定的位置，达到高精度的位置控制。实现自动跟踪太阳高度角与方位角转动，按照太阳运动轨迹方式运行，跟踪太阳由东向西和太阳赤纬角，保证获得最大太阳辐射能量，使太阳电池阵列在白天任何时刻都正对于太阳，从而可提高发电量约35-40%，降低投资成本约20%。堪称是具有新颖性、创造性、实用性的好技术，经济效益和社会效应显著，市场应用前景广阔。下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明图1:本发明的控制方框图。图中各附图标记的含义见下表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>具体实施例方式针对目前太阳跟踪系统存在精度低、耗电大、效率低、适应性差等缺陷，本发明设计一种高精度太阳双轴自动跟踪控制系统，根据太阳的方位，使太阳能光伏板时刻保持与太阳光线垂直，使光伏发电效率达到最大化。高精度太阳双轴自动跟踪控制系统，如图1所示，主要包含直流电源3、三相逆变器2、永磁直流伺服电机l、转子位置传感器4、转速控制器7、电流控制器6与逻辑开关5，直流电源3连接三相逆变器2，三相逆变器2接入永磁直流伺服电机1，所述永磁直流伺服电机1的转轴上配装有转子位置传感器4;转子位置传感器4的信号输出端分别连接逻辑开关5和转速反馈器8，转速反馈器8的输出端接入第一比较器9，第一比较器9与转速控制器7的输入端相连接，转速控制器7的输出端连接第二比较器10，所述第二比较器10接入电流控制器6，电流控制器6与逻辑开关5相连接，所述逻辑开关5接入三相逆变器2;另外，转速指令信号A从第一比较器9输入，电流反馈信号B从第二比较器10输入。其中，转子位置传感器4为编码器，三相逆变器2采用功率开关电路。具体应用时，直流电源3通过三相逆变器2对永磁直流伺服电机1进行控制，永磁直流伺服电机l同轴配装转子位置传感器4(编码器)，其反馈信号分两路一路通过逻辑开关5至三相逆变器2(功率开关电路)，将电源功率(控制信号)以一定逻辑关系分配给电机定子上各相绕组(线圈)，使电机产生连续转矩，逻辑开关5对转子位置传感器4输出的信号、正反转信号等进行逻辑综合；而另一路通过转速反馈器8与转速指令信号A比较后进入转速控制器7，继而与电流反馈信号B比较后至电流控制器6，从而对电机转速、转矩、位置进行闭环控制。该伺服电机系统，转动角度大时会自动调节电机处于高速状态，当快接近定位的位置时会自动减速。位置传感器4(编码器)采用倍频技术，大幅提高位置精度，使太阳能光伏板能够准确定位到指定的位置，达到高精度的位置控制。实现自动跟踪太阳高度角与方位角转动，按照太阳运动轨迹方式运行，跟踪太阳由东向西和太阳赤纬角，解决太阳光始终垂直照射到物体表面，保证获得最大太阳辐射能量，保证太阳电池阵列在白天任何时刻都正对太阳，可实现全天8小时自动对太阳的实时追踪，从而可提高发电量约35-40%，降低投资成本约20%。另外，本发明技术方案还根据不同地点的经纬度，依据地球自转与公转的变化规律，利用高精度天文算法自动计算出当地的太能方位角与俯仰角，计算结果进行平均大气折射处理，使跟踪精度达到O.l度，远高于通常的0.2-0.35度。各种控制参数可灵活设置，根据不同地方与工作的需要可方便地进行设置；采用最新存储技术，在掉电的情况下设置数据仍可保存十年，免除电池失效导致数据丢失、机器需要重新校正的烦恼。各种控制参数可根据不同地区与工作的需要灵活设置，并可根据当地的实际日出日落时间自动开机关机。配套的软件与GPS配合，可准确读出当地的时间、经度、纬度等参数，并把获取到的参数同步到控制器中保存，高精度时钟芯片，一年误差少于4分钟，全自动光伏校正。标准机型采用485通信方式，在不连接中继器的情况下通信距离可达500米；在标准机型上再加装一个485转以太网模块可实现最通用的TCP/IP协议标准，可实现远程的网络通信。控制器面板设计有四块LED(Light-EmittingDiode)显示屏，在没有电脑的情况下也可进行常用参数的设置与读取机器的运行参数；LED显示屏IO分钟内没有任何动作即自动关闭；更直观的软件操作界面，3D实时模拟光伏板的转动情况，电机电流、光伏板电流实时动态显示等;具有各种保护机制，如大风保护、电机过载保护、电机堵死保护等。综上所述，本发明高精度太阳双轴自动跟踪控制系统，实现太阳光的自动精确跟踪，大大提高太阳能设备对太阳能的利用率。易于产业化生产，打破了制约太阳能利用的局面，为一实用的新设计，应用前景非常看好。需要理解到的是上述说明并非是对本发明的限制，在本发明构思范围内，所进行的添加、变换、替换等，也应属于本发明的保护范围。权利要求1.高精度太阳双轴自动跟踪控制装置，包括直流电源(3)、三相逆变器(2)及转子位置传感器(4)，其特征在于所述直流电源(3)连接三相逆变器(2)，三相逆变器(2)接入永磁直流伺服电机(1)，所述永磁直流伺服电机(1)的转轴上配装有转子位置传感器(4)；所述转子位置传感器(4)的信号输出端分别连接逻辑开关(5)和转速反馈器(8)，所述转速反馈器(8)的输出端接入第一比较器(9)，第一比较器(9)与转速控制器(7)的输入端相连接，所述转速控制器(7)的输出端连接第二比较器(10)，所述第二比较器(10)接入电流控制器(6)，所述电流控制器(6)与逻辑开关(5)相连接，所述逻辑开关(5)接入三相逆变器(2)；另外，转速指令信号(A)从第一比较器(9)输入，电流反馈信号(B)从第二比较器(10)输入。2.根据权利要求1所述的高精度太阳双轴自动跟踪控制装置，其特征在于所述转子位置传感器(4)为编码器。3.根据权利要求1所述的高精度太阳双轴自动跟踪控制装置，其特征在于所述三相逆变器(2)采用功率开关电路。全文摘要本发明涉及高精度太阳双轴自动跟踪控制装置，直流电源连接三相逆变器，三相逆变器接入永磁直流伺服电机，永磁直流伺服电机的转轴上配装有转子位置传感器；转子位置传感器的信号输出端分别连接逻辑开关和转速反馈器，转速反馈器的输出端接入第一比较器，第一比较器与转速控制器的输入端相连接，转速控制器的输出端连接第二比较器，第二比较器接入电流控制器，电流控制器与逻辑开关相连接，逻辑开关接入三相逆变器；转速指令信号从第一比较器输入，电流反馈信号从第二比较器输入。该方案对电机转速、转矩、位置进行闭环控制，位置传感器采用倍频技术大幅提高位置精度，还实现了太阳光的自动精确跟踪，提高太阳能设备对太阳能的利用率。文档编号H02P6/08GK101576751SQ200910027769公开日2009年11月11日申请日期2009年5月21日优先权日2009年5月21日发明者林德芳,岗胡,胡溢文,强陈申请人:苏州工业园区美能新能源有限公司;苏州工业园区和鑫电器有限公司