[實用新型]太陽能啟動直流無刷電機控制裝置

無效

• 申請號: 200720121152.2
• 申請日: 2007-07-03
• 公開（公告）號: CN201113540Y
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: 馬良明
• 申請（專利權）人: 馬良明
• 主分類號: H02J7/35
• 分類號: H02J7/35;G05B19/04;H02P6/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及直流電機的啟動控制裝置，尤其是小型直流無刷電機的啟動控制裝置。

背景技術

利用太陽能給電機供電使電機工作，由于節約能源，其應用越來越日益廣泛。例如太陽能景觀噴泉、太陽能灌溉系統等等。基于有刷電機的直流水泵需要的啟動電流小，一般使用功率為水泵功率的1.3-2倍的太陽能電池板就能正常工作。但有刷水泵的一個致命的弱點是壽命短，一般連續工作時間不超過2000小時，所以不能用于壽命要求比較高的產品。直流無刷電機具有使用壽命長，效率高的優點，已經越來越多的被用在景觀噴泉和其它應用上；但由于無刷電機需要的啟動電流大，所以很難采用太陽能電池供電。而太陽能電池板額定功率是太陽光強度達到1000W/平方米時產生的功率輸出，在直接連接的方式下，太陽能電池要能讓無刷電機啟動并正常工作，其功率不但要達到電機正常工作要求的功率，而且要達到啟動時要求的瞬間功率。如果要在比較弱光的時段啟動電機，那么要使用的太陽能電池將要遠遠大于電機的功率，一般要在2.5-3倍，這樣一來，不但增加了太陽能電池的成本，而且在中午最大太陽的時候可能會燒壞電機。

發明內容

本實用新型的目的在于：提供一種利用太陽能啟動直流無刷電機控制裝置。

太陽能電池的正、負極連接蓄電池的正、負極，輸出給判斷邏輯電路；判斷邏輯電路以接通、保持、斷開三種方式控制開關電路，再由開關電路控制無刷電機啟、停工作。

當判斷邏輯電路中的VP＞V01時接通無刷電機使之工作。

當判斷邏輯電路中的V01＞PV＞V02時保持無刷電機現有狀態。

當判斷邏輯電路中的VP＜V02時斷開停止無刷電機工作。

本實用新型其優點是：

(1)大大節省了太陽能板，降低了整個太陽能水泵產品的綜合成本，尤其是在水泵要求功率越大時，越能體現降低成本的優勢；(2)保證了無刷水泵在一定的陽光下可以正常工作；(3)防止水泵反復啟動，延長了無刷水泵的壽命。

附圖說明

附圖1是本實用新型的控制方框圖；

附圖2是本實用新型的工作狀態波形分析圖；

附圖3是本實用新型的控制邏輯圖。

具體實施方式

直流無刷水泵啟動條件：

要產生一個瞬間的脈沖幫助電極啟動，這個脈沖要達到電極啟動所需要的電壓并且有足夠的時間讓電機運轉；

要判斷太陽能電池板在有負載狀態下產生的電壓能高于電機正常工作所需要的低電壓，以防止電子啟動以后應能量不夠而停止，造成反復啟動而不能正常工作；

要最大限度地利用太陽能，使得太陽能電池板能量一旦達到電機正常工作所需要的的最低能量，就讓電機工作；

當太陽能光線較弱電機停止工作后，陽光變強時能自動重新工作。

本實用新型采用如下方式聯接：太陽能電池的正、負極連接蓄電池的正、負極，輸出給判斷邏輯電路；判斷邏輯電路以接通、保持、斷開三種方式控制開關電路，再由開關電路控制無刷電機啟、停工作。當判斷邏輯電路中的VP＞V01時接通無刷電機使之工作。當判斷邏輯電路中的V01＞PV＞V02時保持無刷電機現有狀態。當判斷邏輯電路中的VP＜V02時斷開停止無刷電機工作。

通常情況下啟動一個0.8W的無刷水泵，需要采用一個1.5W的太陽能板，并且在深圳上午10:30以后的晴天陽光(約75000LM光強)下才能啟動。而利用該項技術，采用一個1W的太陽能板，在上深圳午8:30的晴天陽光(約30000LM光強)下就能順利啟動噴泉。這樣，使得整個產品不但降低了成本，而且，大大提高了噴水的時間范圍。

實現方法

用一個電容和太陽能電池并聯，讓太陽能電池在輸出給電機之前蓄能；電容值根據電機啟動電流的大小選擇。

利用一個MCU或邏輯電路控制一個CMOS或NPN三級管，作為開關；該邏輯其中V01：電機啟動電壓；V02：電機正常工作最低電壓；

如果采用MCU方案，可以程序設定一個開關打開的時間，這樣該IC可以適應一定范圍功率的電機的控制而不需要更換IC。

對于不同的電機，通過更改電路“假負載”的方法改變V01，V02，實現精確控制。

工藝條件

適合室外工作條件，-20℃-80℃；防水，防腐蝕；采用防水接頭。

采用直流無刷水泵的小型太陽能噴泉電機功率在0.5W-20W；可用于采用直流無刷水泵的小型太陽能電機設備，如：小型抽水、抽風、吸水、太陽能熱水器中循環設備等。