專利名稱：一種太陽能發(fā)電機自動跟蹤控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用太陽能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特指一種太陽能發(fā)電機自動跟 蹤控制電路。
背景技術(shù)：
目前太陽能發(fā)電機自動跟蹤系統(tǒng)的電路設(shè)計，多采用光付板兩側(cè)端的 光電池所感光的電壓差作為檢測信號，或利用微型計算機或經(jīng)運算放大器 放大等模擬電路處理后，得到控制信號，這在提高跟蹤精度上比較困難， 也很難做到全天候的控制,同時，這種控制方式跟環(huán)境溫度等因素有較大 關(guān)系，因此穩(wěn)定性和可靠性較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種跟蹤精度高、穩(wěn)定 可靠的太陽能發(fā)電機自動跟蹤控制電路。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為太陽能發(fā)電機自動跟蹤 控制電路，該控制電路由兩大部分組成， 一是水平方位角跟蹤電路；二是 豎直仰角跟蹤電路，水平方位角跟蹤電路和豎直仰角跟蹤電路驅(qū)動各自的 直流電動機M,和M2，水平方位角跟蹤電路和豎直仰角跟蹤電路分別由各自 的輸入電路、邏輯電路和輸出電路組成，其中，輸入電路的輸入端由光敏 二極管和傾斜角開關(guān)檢測到的電信號，加以數(shù)字化后接至邏輯電路的編碼 端，然后再根據(jù)實時控制的需要，經(jīng)邏輯電路的譯碼電路譯碼并輸出相應(yīng) 的指令，最后接至輸出電路，從而由輸出電路控制電機的轉(zhuǎn)動和轉(zhuǎn)向。
水平方位角驅(qū)動電路由輸入電路、邏輯電路和輸出電路三部分組成，輸入電路由光敏二級管G,、 G2、 G3、 G7和三極管T,、 T2以及運算放大器YS等 組成；邏輯電路由非門F!、 F2 、 F3、 F4;與門Yh Y2、 Y3、 Y4、 Ys和RS觸發(fā)
器CH,、 CH2等組成；輸出電路由三極管T7、 T8以及繼電器Jb、 J化等組成；
輸入電路中的三極管T2的基極連接光敏二極管G2的正極，G2的負極接 地；三極管T3的基極連接光敏二極管G3的正極，G3的負極接地，T2、 L的發(fā) 射極均接地；由運算放大器YS等組成差動放大電路，G,通過電阻R7接反相 輸入端，G7通過電阻R9接同相輸入端，輸出端通過二極管D3接至"；
邏輯電路的輸入端L2是T2的集電極，L3是T3的集電極，U經(jīng)過非門F2 后一路接至與門Y,的一個輸入端，另一路接至與門Y4的r個輸入端，丄3的 一路分別和與門Y2、 Y5的輸入端連接，另一路是由觸發(fā)器CH,、 d、 D,等組 成的單穩(wěn)延時電路的觸發(fā)輸入端，CHi的輸出Ch經(jīng)過非門F4后接至邏輯龜路 的一個輸入端L，而L,的一路接至與門Y4的另一個輸入端，另一路經(jīng)過非 門R的接至與門L的另一個入端，Yi的輸出接至與門Y2的另一個輸入端， Y2的輸出端為Qla; Ys的輸出端Q,b分兩路， 一路和與門Y3的一個輸入端連接， 另一路是由觸發(fā)器CH2、 C2、 D2等組成的單穩(wěn)延時電路延時3分鐘的觸發(fā)輸 入端。CH2的輸出Q2經(jīng)過非門F3和與門Y3的另一個輸入端連接，Ys的另一輸 入端和Y4的輸出端連接；，
輸出電路中的三極管T7的集電極連接繼電器幾的一端，Jb的另一端接 電源V(x的正極；T7的基極經(jīng)過電阻接至Y2的輸出端；T7的發(fā)射極接地，三 極管T8的集電極連接繼電器L的一端，J,b的另一端接電源正極；Ts的基極 經(jīng)過電阻接至Y3的輸出端；T8的發(fā)射極接地，繼電器幾和J^的常閉觸點互
相連接后，再接至電源正極，它們的常開觸點互相連接后，再接至電源的
負極，J^和Jlh的開關(guān)鈕分別和電動機Mt的兩個輸入端連接；
豎直仰角驅(qū)動電路由輸入電路、邏輯電路和輸出電路三部分組成，輸
入電路由光敏二極管G,、 G3、 G4、 G5、 Ge和傾斜角開關(guān)Id、 K2、 Ka以及三極管 T3、 T4、 T5、 T6還有運算放大器YS等組成，邏輯電路由非門R、 Fs、 &、 F 、F8、 F9、 F。與L、 Y8、 Y9、 Y,。、 Y 、 Y12、 Yl3、 Y"以及觸發(fā)器CHs、 CH4、 CH5等 組成，輸出電路由Tg、 T,。及繼電器j2a、 J2b等組成;
輸入電路的三極管T5的集電極是邏輯電路的輸入端之一 L， Ts的基極 接光敏二極管G,的正極，^的負極接地；T5的發(fā)射極接地。傾斜角開關(guān)K, 通過D,和^并聯(lián)，三極管Ts的集電極再經(jīng)過二級管D6是邏輯電路的輸入端 之二12, L的基極連接傾斜角開關(guān)K2的一端，K2的另一端接地。Te的發(fā)射極
接地，三極管T3的集電極是邏輯電路的輸入端之三13， T3的基極連接光敏
二極管G3的正極，G3的負極接地；T3的發(fā)射極接地。傾斜角開關(guān)K3—端接 13，另一端接電源正極，三極管T4的集電極是邏輯電路的輸入端之四l4。 T4 的基極連接光敏二極管G4的正極，G4的負極接地；T4的發(fā)射極接地。傾斜角 開關(guān)Id通過D2和G4并聯(lián)，由運算放大器YS和電阻R3。、 R^、 R32、 Rs3、 Rm組
成差動放大電路，光敏管G6經(jīng)R3。接反相輸入端，G5經(jīng)R32接同相輸入端，差
動輸出端經(jīng)Du)、 Du分別接L和L。 G5和G6相背安裝在一塊小隔板上，并且
Gs朝上，Gs朝下；
邏輯電路的L接至與門Y7的一個輸入端；I,又經(jīng)過非門Fw接至與門Y13 的一個輸入端；L經(jīng)過非門F6接至與門Y7的另一個輸入端。12又接至Yu的 另一個輸入端；13接至與門Yw的一個輸入端，又接至與門Yu的一個輸入端； 14接到Y(jié)w的另一個輸入端，又經(jīng)過非門Fs接至Yn的另一個輸入端，再經(jīng)過 非門Fs、 二極管D7接至L。傾斜角開關(guān)K3—端接13，另一端接電源正極， 其中1..,是與門Y6的輸出端。而I3是Y6的一個輸入端，觸發(fā)器CH3的輸出Q3 經(jīng)過非門h后是Y6的另一個輸入端。13的另一路是由CH3、 G3、 D3等組成的 單穩(wěn)延時電路的觸發(fā)輸入端，與門Ys的兩個輸入端分別和Y7與Y,。的輸出端
連接。與門Ys的輸出Q2a—路經(jīng)R35、 C35積分電路接至與門Y9的一個輸入端，
另一路是由觸發(fā)器CH,、 D4、 C4等組成的單穩(wěn)延時電路的觸發(fā)輸入端。CH,的 輸出Q4經(jīng)過非門F7接至Y9的另一輸入端，與門Yu的兩個輸入端分別和Y 和Yu的輸出端連接，而Y,2的輸出Q2b又分為兩路， 一路經(jīng)Rs6、 Q積分電路接至與門Y"的一個輸入端；另一路是由觸發(fā)器CH5、 C5、 Ds等組成的單穩(wěn)延 時電路的觸發(fā)輸入端。CH5的輸出Qs經(jīng)過非門F9接至與門Y"的另一輸入端。 本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后， 一，是利用光敏二極管感光后的電阻作
為檢測信號，這樣就容易提高精度。二，是利用傾斜角開關(guān)的通斷做檢測
信號，操作方便。三，對信號的處理方法上也與現(xiàn)有技術(shù)不同，本發(fā)明是
利用邏輯電路對信號處理，因果關(guān)系明確，穩(wěn)定可靠，且可輸入多種檢測
信號，很容易做到全天候的自動跟蹤和防暴風雨雪的自動保護控制。


圖1是本發(fā)明水平方位角跟蹤驅(qū)動電路原理圖； 圖2是本發(fā)明水平方位角跟蹤驅(qū)動電路的真值表。 圖3是本發(fā)明豎直仰角跟蹤驅(qū)動電路原理圖。 圖4是本發(fā)明豎直仰角跟蹤驅(qū)動電路的真值表。
具體實施例方式
本控制電路由兩大部分組成， 一是水平方位角跟蹤電路；二是豎直仰 角跟蹤電路。其機械原理如S—所示，屬水平和豎直的雙軸系統(tǒng)。其中豎 直軸是光伏板水平方位角跟蹤的轉(zhuǎn)動軸，水平軸是光伏板豎直仰角跟蹤的
轉(zhuǎn)動軸。各由直流電動機(12V) M,和M2通過變速箱帶動，轉(zhuǎn)速均為0.1轉(zhuǎn) /分。而電動機則各由相應(yīng)的電路所驅(qū)動，如圖二、圖三所示。下面對各驅(qū) 動電路說明如下。
一、水平方位角驅(qū)動電路
由輸入電路、邏輯電路和輸出電路三部分組成(參見圖l所示)。 輸入電路由光敏二級管Gt、 G2、 G3、 G7和三極管Ti、 T2以及運算放大器 YS等組成。邏輯電路由非門Fi、 F2 、 F3、 F"與門Yt、 Y2、 Y3、 Y4、 Ys和RS 觸發(fā)器CH,、 CH2等組成。輸出電路由三極管T7、 T8以及繼電器Jh、 L等組成。如圖2所示。
I、電路的連接
1、 輸入電路
(1) 三極管T2的基極連接光敏二極管G2的正極，G2的負極接地，T2的 基極電阻500K，集電極電阻33K;
(2) 三極管T3的基極連接光敏二極管G3的正極，G3的負極接地，L的
基極電阻500K，集電極電阻33K。 T2、 L的發(fā)射極均接地。
(3) 由運算放大器YS等組成差動放大電路，G,通過電阻R7接反相輸 入端，G7通過電阻R9接同相輸入端。輸出端通過二極管D3 (正向)接至U
2、 邏輯電路
邏輯電路的輸入端L2是T2的集電極，L3是L的集電極。 "經(jīng)過非門F2后一路接至與門L的一個輸入端；另一路接至與門Y,的 一個輸入端。U的一路分別和與門Y2、 Y5的輸入端連接；另一路是由觸發(fā)器 C仏、d、"等組成的單穩(wěn)延時(延時8分鐘)電路的觸發(fā)輸入端。C仏的輸 出Q,經(jīng)過非門F,后接至邏輯電路的一個輸入端L,。而L,的一路接至與門Y4 的另一個輸入端，另一路經(jīng)過非門F,的接至與門Y,的另一個入端。Y,的輸
出接至與門Y2的另一 個輸入端，Y2的輸出端為Qu。
Ys的輸出端(^分兩路，一路和與門Y3的一個輸入端連接，另一路是由 觸發(fā)器CH2、 C2、 D2等組成的單穩(wěn)延時電路延時3分鐘的觸發(fā)輸入端。Cft的 輸出Q2經(jīng)過非門&和與門Y3的另一個輸入端連接。
Ys的另一輸入端和Y4的輸出端連接。
3、 輸出電路
三極管T7的集電極連接繼電器Ju的一端，Ju的另一端接電源Vcc的正 極；T7的基極經(jīng)過電阻10K接至Y2的輸出端；T7的發(fā)射極接地。
三極管T8的集電極連接繼電器J^的一端，J,b的另一端接電源正極；T8的基極經(jīng)過電阻10K接至Y3的輸出端；Ts的發(fā)射極接地。
繼電器Jh和^的常閉觸點互相連接后，再接至電源正極，它們的常開
觸點互相連接后，再接至電源的負極。Ju和J^的開關(guān)鈕分別和電動機Mi 的兩個輸入端連接。
II、電路的工作原理(參見圖l、圖2所示)
從圖1可知，邏輯電路的輸入信號有三個，分別是U "和L3，輸出 信號兩個，分別是Qh、 Q化。從圖2的真值表可知，當輸入為001時，輸出 Qla=l (此時輸出電路的幾得電，M,反轉(zhuǎn)、帶動光伏板由西向東轉(zhuǎn)動)，當輸 入為101時，輸出Qlb=l (此時Ju得電，M,正轉(zhuǎn)，帶動光伏板由東向西轉(zhuǎn)動)。 其余的所有輸入都使輸出為0，都使電動機停止，光伏板亦停止不動。
輸入電路的輸入信號L2和U分別由G2和G3對太陽光的感光所決定，
感光時為1,失光時為O。而輸入信號L,是觸發(fā)器CH,的輸出信號Q,所決定， CH,置位時，1^4=0，復位時L產(chǎn)5產(chǎn)1。并且由C仏等組成一個單穩(wěn)延時電路， 延時時間約8分鐘是考慮高緯度地區(qū)的需要，另外CH2等也組成一個單穩(wěn)延 時電路延時時間約3分鐘，是考慮跟蹤精度，又不致于電動機頻繁起動的 需要。
當早晨太陽自東方升起時，G3首先感光，U=l。并使觸發(fā)器CHi置位開 始定時，此時L產(chǎn)5產(chǎn)0，輸入為OOl，輸出為(^=1，立即驅(qū)動光伏板自西向 東旋轉(zhuǎn)(前一天晚上光伏板停在朝西方向)當光伏板向東旋轉(zhuǎn)到使&感光 時L產(chǎn)1，輸入為Oll，，輸出Qla=0,光伏板立即停止，停在朝東面向太陽的 方向。從轉(zhuǎn)動開始的8分鐘之內(nèi)，因為CH,仍在置位狀態(tài)，使L產(chǎn)O，輸入為 011，光伏板仍停止不動。此后，由于太陽已西移，G2失光，L2=0,輸入為 101,輸出Qfl，光伏板等待3分鐘(由CH2延時3分鐘所決定)后，開始 正轉(zhuǎn)，即自東向西旋轉(zhuǎn)。當轉(zhuǎn)動一個小小的角度后，使G2又感光，輸入為 111，輸出QuFO,光伏板立即停止。然后，太陽西移幾分鐘，又使得G2失光， 輸入變?yōu)镮OI,輸出為Qfl,光伏板等待3分鐘后又向西轉(zhuǎn)動一個小小的角度，這樣在電動機和太陽光的互動下，整個白天光伏板都能一步一步地
跟隨太陽自東向西轉(zhuǎn)動，直到日落西山為止。此時輸入為000,輸出QfO， Qlb=0，晚間光伏板停在朝西方向。
遇到陣雨天氣，下雨時&、 Ga皆失光，光伏板停止不動，天晴后，G3 首先感光，類似早晨日出那樣先反轉(zhuǎn)。由于相背安裝的光敏二極管Gj口 G7 (G,朝東，&朝西)，感光差別變大，使得YS的差動放大輸出為l,"正向 導通使L產(chǎn)1，輸入狀態(tài)為101，輸出狀態(tài)CKb-l，等待3分鐘后厶得電，光 伏板正轉(zhuǎn)掃描太陽，當G2感光后立即停止。此后在電動機和太陽光的互動 下，和平常天氣一樣一步一步地跟隨太陽繼續(xù)自東向西轉(zhuǎn)動。 二、豎直仰角驅(qū)動電路
由輸入電路、邏輯電路和輸出電路三部分組成(參見圖3所示)。 輸入電路由光敏二極管仏、G3、 G4、 G5、 G6和傾斜角開關(guān)K,、 K2、 fc以及 三極管T3、 T4、 T5、 T6還有運算放大器YS等組成，邏輯電路由非門F4、 F5、 F6、 F7、 F8、 F9、 Fw與Y 、 Y8、 Y9、 Y10、 Yu、 Y12、 Y13、 Y"以及觸發(fā)器CH3、 CH4、
CH5等組成，輸出電路由T9、 L。及繼電器j2a、 J2b等組成。
I、電路的連接 1、輸入電路
(1) 三極管T5的集電極是邏輯電路的輸入端之一 I,。 Ts的基極接光敏 二極管G,的正極，G,的負極接地；Ts的基極電阻500K;集電極電阻33K。 T5 的發(fā)射極接地。傾斜角開關(guān)K,通過Di和G,并聯(lián)。
(2) 三極管T6的集電極再經(jīng)過二級管De是邏輯電路的輸入端之二 12, T6的基極連接傾斜角開關(guān)K2的一端，1(2的另一端接地。Te的發(fā)射極接地。
(3) 三極管T3的集電極是邏輯電路的輸入端之三13， T3的基極連接光 敏二極管G3的正極，G3的負極接地；T3的基極電阻500K;集電極電阻33K; T3的發(fā)射極接地。傾斜角開關(guān)K3—端接l3，另一端接電源正極。
(4) 三極管T4的集電極是邏輯電路的輸入端之四l4。 T,的基極連接光敏二極管G4的正極，G4的負極接地；L的基極電阻500K;集電極電阻33K; L的發(fā)射極接地。傾斜角開關(guān)Id通過D2和G4并聯(lián)。
(5)由運算放大器YS和電阻R3。、 Rm、 R32、 R33、 R34組成差動放大電路， 光敏管G6經(jīng)R3。接反相輸入端，G5經(jīng)R32接同相輸入端，差動輸出端經(jīng)Dw、 Dn分別接L和l4。 G5和G6相背安裝在一塊小隔板上，并且G5朝上，G6朝下。
2、邏輯電路
I,接至與門Y7的一個輸入端；L又經(jīng)過非門F,。接至與門Yu的一個輸入 端；L經(jīng)過非門F6接至與門Y7的另一個輸入端。L又接至Yu的另一個輸入 端；13接至與門Y,。的一個輸入端，又接至與門Yu的一個輸入端；14接到Y(jié)u) 的另一個輸入端，又經(jīng)過非門F8接至Yn的另一個輸入端，再經(jīng)過非門Fs、
二極管07接至12。傾斜角開關(guān)K3—端接l3,另一端接電源正極。
其中13是與門Y6的輸出端。而13是Ye的一個輸入端，觸發(fā)器CHa的輸 出Q:,經(jīng)過非門h后是Y6的另一個輸入端。13的另一路是由CH3、 G3、 D3等組 成的單穩(wěn)延時電路的觸發(fā)輸入端。
與門Y8的兩個輸入端分別和l與Yw的輸出端連接。與門Ys的輸出Q2a
一路經(jīng)R;5、 C35積分電路接至與門Y9的一個輸入端，另一路是由觸發(fā)器CH4、
D4、 C4等組成的單穩(wěn)延時電路的觸發(fā)輸入端。CH4的輸出Q4經(jīng)過非門F7接至 Y9的另一輸入端。
與門Y,2的兩個輸入端分別和Yn和Yu的輸出端連接，而Yu的輸出Q2b
又分為兩路， 一路經(jīng)R36、 C36積分電路接至與門Y"的一個輸入端；另一路是
由觸發(fā)器CH5、 C5、 D5等組成的單穩(wěn)延時電路的觸發(fā)輸入端。CH5的輸出Q5 經(jīng)過非門F9接至與門Y"的另一輸入端。
在邏輯電路中插入五個延時電路，其中(1)由CH3、 C3、 D3等組成8 分鐘延時電路；(2)由014、 C4、 D4等組成5秒延時電路；(3)由CH5、 Cs、 Ds等組成5秒延時電路；(4)由R犯、C35、 D站、Y8組成積分延時1.5秒電路； (5)由R兆、C36、 D站、Yu組成積分延時1.5秒電路。3、輸出電路
三極管T9的集電極接繼電器j2a的一 端，J2a的另一端接電源正極；基極
通過電阻10K接至與門Y9的輸出端;三極管T,。的集電極連接繼電器J2b的一 端，J2b的另一端接電源正極；基極通過電阻10K接至與門Y"的輸出端。T9、 T,。的發(fā)射極均接地。 _
繼電器J&和J2b的常閉觸點互相連接后再接至電源的正極；常開觸點互
相連接后，再接至電源的負極。兩個繼電器的開關(guān)鈕分別與電動機M2的兩
個輸入端連接。
II、電路的工作原理(參見圖3、圖4所示)
如圖3可知，邏輯電路的輸入信號有四個，分別是L、 12、 13和14，輸 出信號有兩個，分別是Q&、 Q2b，其邏輯功能由真值表圖4所示。表中只有 當輸入0110或1011時，才分別使輸出Q2b=l或Q2a=l，其余Q2b皆為0。 當Q^1時，經(jīng)CH5等組成的單穩(wěn)電路延時約5秒后，J2b得電，M2反轉(zhuǎn)，帶 動光伏板仰角增大；當Q2fl時，經(jīng)CH4等組成的單穩(wěn)電路延時約5秒后，
J&得電，M2正轉(zhuǎn)，帶動光伏板仰角減小。
輸入信號I/來自光敏管G3， G3感光時'，I卜l，并使CH3置位(Q3=l)，延 時約八分鐘后才復位(Q3=0)，因為13=53*13'，所以13需經(jīng)過約八分鐘才能
使13=1。
當早晨日出之后，裸露的G3首先感光導通，但Gi、 G4仍未感光，I產(chǎn)0， 14=0，而12二14=1，經(jīng)過8分鐘后輸入為0110，輸出Qfl，光伏板等待5秒 后反轉(zhuǎn)，仰角增大。當Gi感光時，輸入變?yōu)?110，輸出QfO，光伏板經(jīng)過 3L5秒停止。然后，由于太陽繼續(xù)升高，經(jīng)過幾分鐘之后，G,失光，輸入又 變?yōu)镺llO，輸出變?yōu)镼fl，光伏板再次等待5秒之后反轉(zhuǎn)，仰角進一步增 大一個小小的角度。這樣，在電動機和太陽光的互動下，輸入信號0110和 1110反復循環(huán)出現(xiàn)，輸出Q2b也會以l和0交替出現(xiàn)，光伏板就會一步一步 地跟隨太陽的升高，其仰角一點點地增大。直到太陽越過子午線(中午之后)由上升轉(zhuǎn)為下落，a感光后，還再使G4感光。此時，輸入為1011，輸 出Ck尸l,光伏板等待5秒之后變?yōu)檎D(zhuǎn)。仰角減小一個小小的角度后，使 得仏失光，14-0，輸入變?yōu)?110,輸出(^=0,光伏板經(jīng)過1.5秒停止。在 太陽再繼續(xù)下落幾分鐘后，又使G,重新感光，輸入又變?yōu)?011，光伏板又 等待5秒，再次正轉(zhuǎn)，仰角進一步減小一個小小的角度。這樣，在電動機 和太陽光的互動下，光伏板便一步一步地跟隨太陽的下落一點一點地減小 仰角，直到日落西山為止。在晚間光伏板停在仰角最小的位置直到第二天 曰出之前。 -.
遇到陣雨天氣，在上午下雨時，G3、 G,、 G^均失光，光伏板停止不動， 天晴后，G3首先感光，經(jīng)過8分鐘之后，輸入為0110,輸出Qfl，光伏板 再等待5秒之后開始反轉(zhuǎn)， 一直反轉(zhuǎn)到使^感光輸入變?yōu)?110再過1. 5秒 后停止。隨后太陽再升高，幾分鐘又使^失光輸入又變?yōu)?110，等待5秒 之后，光伏板又開始反轉(zhuǎn)增大一個小小的仰角，和正常天氣一樣一步一步 地跟蹤太陽。在下午下雨時，光伏板停止不動。天晴后，G3首先感光，并且 由于太陽已下落了一段高度，使得G5和G6的感光差別變大，經(jīng)YS差動放大 后，輸出為l，使二極管Dw和Du正向?qū)ǎ謩e使L和L等于1，此時輸 入變?yōu)?011, Q2a=l，光伏板等待5秒之后開始正轉(zhuǎn)，減小一個小小的仰角， 也和正常天氣一樣， 一步一步地跟蹤太陽。
遇到大風天氣，當風力超過六級以上，測量風力的擋板被吹傾斜，傾 斜角開關(guān)K,閉合，使I產(chǎn)1， 14=1，這時輸入為1011，輸出Q2fl，光伏板等 待5秒之后正轉(zhuǎn)，直到光伏板正面朝下時K2閉合，輸入為llll,光伏板經(jīng) 1.5秒后停止。這樣可以防止風力過大摧毀光伏板。
遇到大雨或大雪天氣，G,、 G3、仏均失光，測量雨雪壓力的擋板下沉，傾 斜角開關(guān)K,、 K3均閉合，使I產(chǎn)l, 13=1， 14=1,輸入為1011，輸出Q2尸1，光 伏板等待5秒之后正轉(zhuǎn)，直到光伏板正面朝下時，Ka閉合，輸入為llll, 光伏板經(jīng)L5秒后停止，這樣可以防止雨雪過大沖擊光伏板的正面。雖然光伏板正面朝下，但天晴后或第二天早晨日出，在光敏管G3感光8分鐘
后，由于與門Y,5的兩路輸入均為1,所以其輸出也為l,繼電器J2。得電， 電熱器Ra接通電源，將測量雨雪壓力的擋板上的冰雪融化。壓力擋板回升，
傾斜角開關(guān)K,、 K3均斷開，使電熱器斷電，并且使輸入為0110，輸出Qfl， 光伏板等待5秒后反轉(zhuǎn)直到G,感光。然后再一步一步地跟蹤太陽。
為了維護和調(diào)試方便，增加Az防和AF正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)手動按鈕，并且有對 焦指示。
本發(fā)明是根據(jù)光伏板實現(xiàn)全天候、三維自動跟蹤太陽，并有抗暴風、 雨、雪而自動保護的控制需要，運用多種檢測信號，經(jīng)數(shù)字化處理，進行 三位或四位編碼，在自動控制的各個階段，由譯碼電路發(fā)出相應(yīng)的指令， 控制光伏板作出相應(yīng)的運動，從而安全可靠充分地利用太陽能提高發(fā)電效率。
總之，本跟蹤系統(tǒng)不僅在正常天氣下，可以實現(xiàn)使光伏板全天候全方 位的三維跟蹤太陽，而且還具備防止被大風和雨雪摧毀的功能。
權(quán)利要求
1、太陽能發(fā)電機自動跟蹤控制電路，其特征在于該控制電路由兩大部分組成，一是水平方位角跟蹤電路；二是豎直仰角跟蹤電路，水平方位角跟蹤電路和豎直仰角跟蹤電路驅(qū)動各自的直流電動機M1和M2，水平方位角跟蹤電路和豎直仰角跟蹤電路分別由各自的輸入電路、邏輯電路和輸出電路組成，其中，輸入電路的輸入端由光敏二極管和傾斜角開關(guān)檢測到的的電信號，加以數(shù)字化后接至邏輯電路的編碼端，然后再根據(jù)實時控制的需要，經(jīng)邏輯電路的譯碼電路譯碼并輸出相應(yīng)的指令，最后接至輸出電路，從而由輸出電路控制電機的轉(zhuǎn)動和轉(zhuǎn)向。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的太陽能發(fā)電機自動跟蹤控制電路，其特征在 于水平方位角驅(qū)動電路由輸入電路、邏輯電路和輸出電路三部分組成， 輸入電路包括有光敏二級管Gi、 G2、 G3、 G7和三極管T,、 T2以及運算放大器 YS組成；邏輯電路包括有非門F" F2 、 F3、 F4;與門Y!、 Y2、 Y3、 Y4、 Y5和RS觸發(fā)器CH,、 CH2;輸出電路包括有三極管T7、 Ts以及繼電器J,a、Jib;輸入電路中的三極管，T2的基極連接光敏二極管G2的正極，G2的負極接地；三極管T3的基極連接光敏二極管G3的正極，G3的負極接地，T2、 丁3的發(fā)射極均接地；由運算放大器YS等組成差動放大電路，G,通過電阻R7接反相輸入端，G7通過電阻R9接同相輸入端，輸出端通過二極管D3接邏輯電路的輸入端L2是T2的集電極，3U是T3的集電極，L2經(jīng)過非門 F2后一路接至與門^的一個輸入端，另一路接至與門Y4的一個輸入端， L3的一路分別和與門Y2、 Y5的輸入端連接，另一路是由觸發(fā)器CH,、 Q、 A等組成的單穩(wěn)延時電路的觸發(fā)輸入端，CH,的輸出Q,經(jīng)過非門F(后接至 邏輯電路的一個輸入端L,，.而L,的一路接至與門Y4的另一個輸入端，另一路經(jīng)過非門F,的接至與門Y,的另一個入端，Y,的輸出接至與門Y2的另 一個輸入端，Y2的輸出端為Qw Y5的輸出端Q,b分兩路，一路和與門Y3 的一個輸入端連接，另一路是由觸發(fā)器CH2、 C2、 D2等組成的單穩(wěn)延時電 路延時3分鐘的觸發(fā)輸入端；CH2的輸出Q2經(jīng)過非門&和與門Y3的另一 個輸入端連接，Y5的另一輸入端和Y4的輸出端連接；輸出電路中的三極管T7的集電極連接繼電器J,a的一端，J,a的另一端接電源Vcc的正極；T7的基極經(jīng)過電阻接至Y2的輸出端；T7的發(fā)射極接地， 三極管Ts的集電極連接繼電器Jib的一端，Jib的另一端接電源正極；Ts的基極經(jīng)過電阻接至Y3的輸出端；Ts的發(fā)射極接地，繼電器Jia和J^的常閉觸點互相連接后，再接至電源正極，它們的常開觸點互相連接后，再接至 電源的負極，Jb和J,b的開關(guān)鈕分別和電動機l^的兩個輸入端連接。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能發(fā)電機自動跟蹤控制電路，其特征在 于豎直仰角驅(qū)動電路由輸入電路、邏輯電路和輸出電路三部分組成，輸 入電路包括有光敏二極管G,、 G3、 G4、 G5、 G6和傾斜角開關(guān)Ki、 K2、 K3 以及三極管T3、 T4、 T5、 T6還有運算放大器YS，邏輯電路包括有非門F4、 F5、 F6、 F7、 F8、 F9、 Fu)與Y7、 Y8、 Y9、 Y10、 Yu、 Y12、 Y13《Y14以及觸發(fā)器CH" CH4、 CH5，輸出電路包括有T9、 T,o及繼電器J2a、 J2b;輸入電路的三極管T5的集電極是邏輯電路的輸入端之一 I,， T5的基極 接光敏二極管的正極，G,的負極接地；T5的發(fā)射極接地，傾斜角開關(guān) K,通過D,和G,并聯(lián)，三極管T6的集電極再經(jīng)過二級管D6是邏輯電路的 輸入端之二12, T6的基極連接傾斜角開關(guān)K2的一端，K2的另一端接地，T6的發(fā)射極接地，三極管T3的集電極是邏輯電路的輸入端之三l3， T3的基極 連接光敏二極管G3的正極，G3的負極接地；T3的發(fā)射極接地，傾斜角開關(guān) K3—端接l3,另一端接電源正極，三極管T4的集電極是邏輯電路的輸入端 之四14， T4的基極連接光敏二極管G4的正極，G4的負極接地；T4的發(fā)射極接地，傾斜角開關(guān)K,通過D2和G4并聯(lián)，由運算放大器YS和電阻R3。、 R31、R32、 R33、 R34組成差動放大電路，光敏管G6經(jīng)R3C接反相輸入端，Gs經(jīng)R32接同相輸入端，差動輸出端經(jīng)Dn)、 Dn分別接I,和l4。 G5和G6相背安裝 在一塊小隔板上，并且Gs朝上，Gs朝下；邏輯電路的Ii接至與門Y7的一個輸入端；I,又經(jīng)過非門Fn)接至與門Yn的一個輸入端；12經(jīng)過非門F6接至與門Y7的另一個輸入端。12又接至 Y,3的另一個輸入端；13接至與門Yw的一個輸入端，又接至與門Yu的一個輸入端；14接到Y(jié)u)的另一個輸入端，又經(jīng)過非門Fs接至Yu的另一個輸入端，再經(jīng)過非門F" 二極管D7接至l2;傾斜角開關(guān)K3—端接l3，另一端接 電源正極，其中13是與門Y6的輸出端，而13是Y6的一個輸入端，觸發(fā)器CH3的輸出Q3經(jīng)過非門F4后是Y6的另一個輸入端，I3的另一路是由CH3、 G3、 D3等組成的單穩(wěn)延時電路的觸發(fā)輸入端，與門Y8的兩個輸入端分別和 ￥7與Y,o的輸出端連接，與門Ys的輸出Q^—路經(jīng)R35、 C35積分電路接至 與門Y9的一個輸入端，另一路是由觸發(fā)器CH4、 D4、 C4等組成的單穩(wěn)延時電路的觸發(fā)輸入端，CH4的輸出Q4經(jīng)過非門F7接至Y9的另一輸入端，與門Y12的兩個輸入端分別和Y 和Y13的輸出端連接，而Y12的輸出Q加又分為兩路， 一路經(jīng)R36、 C36積分電路接至與門Y,4的一個輸入端；另一路是由觸發(fā)器CHs、 C5、 D5等組成的單穩(wěn)延時電路的觸發(fā)輸入端，CHs的輸出Q5經(jīng)過非門F9接至與門Y,4的另一輸入端。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽能發(fā)電機自動跟蹤控制電路。該控制電路由兩大部分組成，一是水平方位角跟蹤電路；二是豎直仰角跟蹤電路，水平方位角跟蹤電路和豎直仰角跟蹤電路驅(qū)動各自的直流電動機M₁和M₂，水平方位角跟蹤電路和豎直仰角跟蹤電路分別由各自的輸入電路、邏輯電路和輸出電路組成，其中，輸入電路的輸入端由光敏二極管和傾斜角開關(guān)檢測到的電信號，加以數(shù)字化后接至邏輯電路的編碼端，然后再根據(jù)實時控制的需要，經(jīng)邏輯電路的譯碼電路譯碼并輸出相應(yīng)的指令，最后接至輸出電路，從而由輸出電路控制電機的轉(zhuǎn)動和轉(zhuǎn)向。采用上述方案后，本發(fā)明可達到跟蹤精度高、穩(wěn)定可靠諸多有益效果。
文檔編號H02N6/00GK101546971SQ20091003913
公開日2009年9月30日 申請日期2009年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者王瓊標 申請人:王瓊標