[發明專利]一種太陽能自動跟蹤系統中驅動電機的電源

無效

• 申請號: 200910219301.2
• 申請日: 2009-12-04
• 公開（公告）號: CN101741241A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 寧鐸;劉亞花;黃建兵;李明勇;李文彬
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07;H02N6/00;H02J7/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明涉及一種驅動電機的電源，具體涉及一種太陽能自動跟蹤系統中驅動電機的電源。

背景技術

開發利用以太陽能為代表的新能源已經成為人類解決能源危機的有效方法之一，也已作為我國可持續發展戰略的能源基本決策。盡管世界各國先后都在投入大量的人力物力對此進行研究，但是至今除了在太陽能熱水器為代表的低溫度區段得到一定應用外，其它方面應用并未有大的進展。究其原因，制約太陽能推廣應用主要因素有二個：其一是能量的分散性(每平方米約1千瓦的功率)；其二是時變性，即能量大小及方向隨著時間做周期性變化。而通過聚光(透射或者反射)方式提高太陽能密度也不是什么新技術，所以研制在室外惡劣的工作環境下能夠自動跟蹤太陽光的自動跟蹤系統就成為解決問題的關鍵。如果試想將1000W/m²的太陽能有效的匯聚在碗口大的平面范圍內，則相當于1000W電爐的能量，那么不管是光伏或者光熱發電還是燒水煮飯等，使用起來都是很方便的。所以研制具有高性價比的自動跟蹤系統對于太陽能推廣有著重要意義。

自動跟蹤系統一般由太陽光傳感器、控制器、驅動器以及電源四部分組成，且其電源通常采用太陽光伏電池配套蓄電池進行供電。光伏電池板將太陽光轉換成電能并存儲在蓄電池中，一旦控制部分發出跟蹤指令，控制開關閉合，電路接通后形成的電流驅動電機短時間旋轉，進而實現自動跟蹤太陽光的目標。而對應用于太陽能聚光器的自動跟蹤系統，跟蹤精度要求很高，一般誤差小于0.1°，而且要求其性能好，其中包括其生產成本、使用壽命、可靠性等內容，以增加市場競爭優勢。

發明內容

本發明的目的在于提供一種生產成本低、使用壽命高的太陽能自動跟蹤系統中驅動電機的電源。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：包括光伏電池以及與光伏電池并聯連接的電容，電容的兩極通過導線與間斷性工作的直流電機相連接，且在電容與電機相連接的導線上還設置有控制開關。

本發明的電容的兩極還連接有蓄電池，且在電容與蓄電池相連接的電線上還串聯有二極管，蓄電池的兩端與信號處理電路及單片機負載相連；電容為電解電容。

本發明根據高精度自動跟蹤系統的工作時間正是具有太陽光的特點，利用電容的存儲電荷功能代替蓄電池的儲電功能，并以電容不斷的充放電方式來滿足驅動電機間隙工作的需求，而電容的成本和壽命卻遠遠優于蓄電池，從而實現了自動跟蹤系統成本的降低和壽命的延長，由于自動跟蹤系統中主要是電機負載消耗電能，所以本發明具有很大的實用價值。

附圖說明

圖1是本發明電源驅動電機的電路示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。

參見圖1，本發明包括光伏電池1以及與光伏電池1并聯連接的電解電容2，電容2的兩極通過導線與間斷性工作的直流電機4相連接，且在電容2與電機4相連接的導線上還設置有控制開關3，電容2的兩極還連接有蓄電池6，且在電容2與蓄電池6相連接的電線上還串聯有二極管5，蓄電池6的兩端與信號處理電路及單片機負載7相連。

通常情況下，由于信號采集及處理電路所需要的電能很小，如果將這部分省略不計的話，光伏電池板將太陽光轉換成電能并存儲在蓄電池中，一旦控制部分發出跟蹤指令，控制開關閉合，電路接通后形成的電流驅動電機短時間旋轉，進而實現自動跟蹤太陽光的目標。

實際上在高精度太陽光自動跟蹤系統中，如果要求跟蹤誤差小于0.1°，那么對于驅動電機，每25秒動作一次即可實現，每次動作時間大約0.5秒左右。原來給蓄電池充電變成了給電解電容充電，電解電容工作時間比充放電周期小一個數量級以上，并且工作時間必須處于光伏電池產生電量(太陽光照)期間；從而實現以存儲電能容量較小的電容2的不斷充放電代替存儲電能容量較大的蓄電池的充放電。一直到控制部分發出跟蹤指令，控制開關閉合，電容通過釋放存儲電荷形成的電流驅動電機短時間旋轉，進而實現自動跟蹤太陽光的功能。然后第二個周期開始，光伏電池板又給電容充電，....周而復始，從而利用電容代替蓄電池同樣實現了太陽光的自動跟蹤。

本發明充分利用自動跟蹤系統中驅動電機間斷工以及工作同時具有太陽光的二個特點，利用電容充放電功能完全代替蓄電池作為電源驅動電機實現間斷工作，并已經過試驗驗證。