基于非平衡电桥原理的双轴太阳能跟踪系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于非平衡电桥原理的双轴太阳能跟踪系统，包括底座，底座上设置有一个用于控制水平角度的水平角电机，水平角电机一侧设置有电机电源，底座上端面上设置有控制端电源和降压稳压模块，电机的主轴上设置有太阳能电池板，太阳能电池板下端安装降压稳压模块，太阳能电池板上端面中部设置有高度角电机，高度角电机的主轴上设置有工作平台，工作平台上设置有T型板；电机电源分别与水平角电机和高度角电机连接，并给水平角电机和高度角电机供电；控制端电源连接有双轴控制电路。上述技术方案，结构设计合理、结构简单、制造成本低、精度高、体积小、低能耗、性能稳定、反应迅速、灵敏度高且实用性好。

Double axis solar energy tracking system based on unbalanced bridge principle

The utility model discloses a double axis solar energy tracking system based on the principle of an unbalanced bridge, which comprises a base, a horizontal angle motor for controlling the horizontal angle is arranged on the base, a motor power supply is arranged on one side of the horizontal angle motor, a control end power supply and a voltage reducing and stabilizing module are arranged on the upper end surface of the base, a solar cell board and a solar cell are arranged on the main shaft of the motor The lower part of the panel is equipped with a voltage reducing and stabilizing module, the middle part of the upper end face of the solar panel is equipped with a height angle motor, the main shaft of the height angle motor is equipped with a working platform, and the working platform is equipped with a T-shaped plate; the power supply of the motor is respectively connected with the horizontal angle motor and the height angle motor, and the power supply of the horizontal angle motor and the height angle motor is supplied; the power supply of the control end is connected with a double axis control circuit. The technical scheme has the advantages of reasonable structure design, simple structure, low manufacturing cost, high precision, small volume, low energy consumption, stable performance, rapid response, high sensitivity and good practicability.

【技术实现步骤摘要】
基于非平衡电桥原理的双轴太阳能跟踪系统
本技术涉及太阳能设备
，具体涉及一种基于非平衡电桥原理的双轴太阳能跟踪系统。
技术介绍
由太阳能电池板的特性可知，接受太阳的直射光可得到太阳的最大光照强度，也就可以得到最大发电量。从当前对太阳能跟踪系统的研究情况来看，按照跟踪方式不同，太阳光线跟踪方式可以分为单轴和双轴两种。单轴太阳跟踪装置结构简单，制造费用低，相对于固定式装置来说，太阳光接收率有较大提高。而双轴太阳跟踪装置相对单轴复杂，但其可对太阳进行精密跟踪，能最大限度提高太阳光的接收率，是当前主流的太阳能跟踪系统。从控制结构方面来说，目前市面上的太阳跟踪器大致有三种类型：一、基于单片机的光电跟踪，该控制结构性能稳定，是当前主流装备，但相对来说电路复杂；二、基于GPRS定位系统的光电跟踪，具有精确、稳定、不受环境光照影响等优点，缺点在于其成本相对高；三、靠纯机械的方法操控的跟踪系统，比如液压式、记忆合金式跟踪，该结构具有零能耗、维修方便等优点，缺点在于不够精确，反应不灵敏。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本技术的目的在于提供一种结构设计合理、结构简单、制造成本低、精度高、体积小、低能耗、性能稳定、反应迅速、灵敏度高且实用性好的基于非平衡电桥原理的双轴太阳能跟踪系统。为实现上述目的，本技术提供了如下技术方案：一种基于非平衡电桥原理的双轴太阳能跟踪系统，包括底座，所述底座上设置有一个用于控制水平角度的水平角电机，所述水平角电机一侧设置有电机电源，所述底座上端面上设置有控制端电源和降压稳压模块，所述电机电源、控制端电源和降压稳压模块随水平角电机的电机轴一起转动；所述水平角电机上方设置有太阳能电池板，所述太阳能电池板中部设置有用于控制垂直角度的高度角电机，所述高度角电机的主轴上设置有工作平台，所述工作平台上设置有T型板；所述电机电源分别与水平角电机和高度角电机连接，并给水平角电机和高度角电机供电；所述控制端电源连接有双轴控制电路；所述工作平台、T型板和太阳能电池板随高度角电机的电机轴一起转动。本技术进一步设置为：所述水平角电机为水平角差速电机，且水平角电机的转速是8转/分。本技术还进一步设置为：所述高度角电机为高度角差速电机，且高度角电机的转速是8转/分。本技术还进一步设置为：所述电机电源和控制端电源均采用充电式锂电池。本技术还进一步设置为：所述水平角电机连接有水平控制电路，所述高度角电机连接有垂直控制电路。本技术还进一步设置为：所述水平控制电路和垂直控制电路中均设置有一对光敏电阻，且光敏电阻分别安装在工作平台上。本技术的优点是：与现有技术相比，本技术结构设置更加合理，可以实现光敏电阻对太阳能电池接收效率最大化的精准控制，克服了常规的太阳能跟踪系统电路复杂，成本较高，反应不灵敏，不精确等缺点，结构简单、制造成本低、精度高、体积小、低能耗、性能稳定、反应迅速、灵敏度高且实用性好。下面结合说明书附图和具体实施例对本技术作进一步说明。附图说明图1为本技术实施例的结构示意图；图2为本技术实施例的非平衡电桥测电压原理图；其中：R1是待测电阻、R4是电阻箱。R2、R3是比较臂；图3为本技术实施例的非平衡电桥控制发光二级管示意图；其中：R1、R4是同型号同规格的光敏电阻。R2、R3是同型号同规格的电阻；L1、L4是同型号同规格的发光二极管，可以显示当光敏电阻变化时，ab两边的电流方向；图4为本技术实施例光电耦合器内部结构示意图；图5为本技术实施例单轴跟踪系统的控制示意图；其中：R1、R4是同型号同规格的光敏电阻；R2、R3是同型号同规格的电阻；L1、L2是同型号同规格的光电耦合器，J1、J2是5V的继电器。Q1、Q2、Q3、Q4是三极管；图6为本技术实施例太阳能单轴跟踪系统的电机正反转驱动电路图；其中：J1、J2是5V的继电器；图7为本技术实施例T型板的结构示意图；其中：①、②、③分别代表T型挡板所隔开的三个空间；R1、R4是同型号同规格的光敏电阻，置于水平控制的电桥电路中；R′1、R'4是同型号同规格的光敏电阻，置于垂直控制的电桥电路中；图8为本技术实施例太阳能双轴跟踪系统的控制示意图；其中：左右两边控制电路对应的光敏电阻阻值变化时，可以分别实现水平角电机和高度角电路的正反转；图9为本技术实施例双轴跟踪系统的电机正反转驱动电路图；其中：左右两边控制电路分别控制水平角电机和高度角电路的正反转；图10为本技术实施例太阳能双踪系统逻辑框架图。具体实施方式在本实施例的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本技术的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。参见图1至图10，本技术公开的一种基于非平衡电桥原理的双轴太阳能跟踪系统，包括底座1，所述底座1上设置有一个用于控制水平角度的水平角电机2，所述水平角电机2一侧设置有电机电源4，所述底座1上端面上设置有控制端电源5和降压稳压模块6，所述电机电源4、控制端电源5和降压稳压模块6随水平角电机2的电机轴一起转动；所述水平角电机2上方设置有太阳能电池板9，所述太阳能电池板9中部设置有用于控制垂直角度的高度角电机3，所述高度角电机3的主轴上设置有工作平台7，所述工作平台7上设置有T型板8；所述电机电源4分别与水平角电机2和高度角电机3连接，并给水平角电机2和高度角电机3供电；所述控制端电源5连接有双轴控制电路；所述工作平台7、T型板8和太阳能电池板9随高度角电机3的电机轴一起转动。作为优选的：所述水平角电机2为水平角差速电机，且水平角电机2的转速是8转/分。作为优选的：所述高度角电机3为高度角差速电机，且高度角电机3的转速是8转/分。作为优选的：所述电机电源4和控制端电源5均采用充电式锂电池。作为优选的：所述水平角电机2连接有水平控制电路，所述高度角电机3连接有垂直控制电路。作为优选的：所述水平控制电路和垂直控制电路中均设置有一对光敏电阻，且光敏电阻分别安装在工作平台上。下面对本实施例进行详细说明：非平衡电桥原理：如图2所示，当R1R3＝R2R4时，电桥平衡，Uab＝0。当R1R3≠R2R4时，电桥不平衡，Uab≠0。根据基尔霍夫电压定律和电流定律，可列方程解得：将R1和R4用相同的光敏电阻替代，R2和R3均用定值电阻R替代。此时电桥的输出电压会出现三种情况：...

【技术保护点】
1.一种基于非平衡电桥原理的双轴太阳能跟踪系统，包括底座(1)，其特征在于：所述底座(1)上设置有一个用于控制水平角度的水平角电机(2)，所述水平角电机(2)一侧设置有电机电源(4)，所述底座(1)上端面上设置有控制端电源(5)和降压稳压模块(6)，所述电机电源(4)、控制端电源(5)和降压稳压模块(6)随水平角电机(2)的电机轴一起转动；所述水平角电机(2)上方设置有太阳能电池板(9)，所述太阳能电池板(9)中部设置有用于控制垂直角度的高度角电机(3)，所述高度角电机(3)的主轴上设置有工作平台(7)，所述工作平台(7)上设置有T型板(8)；所述电机电源(4)分别与水平角电机(2)和高度角电机(3)连接，并给水平角电机(2)和高度角电机(3)供电；所述控制端电源(5)连接有双轴控制电路；所述工作平台(7)、T型板(8)和太阳能电池板(9)随高度角电机(3)的电机轴一起转动。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于非平衡电桥原理的双轴太阳能跟踪系统，包括底座(1)，其特征在于：所述底座(1)上设置有一个用于控制水平角度的水平角电机(2)，所述水平角电机(2)一侧设置有电机电源(4)，所述底座(1)上端面上设置有控制端电源(5)和降压稳压模块(6)，所述电机电源(4)、控制端电源(5)和降压稳压模块(6)随水平角电机(2)的电机轴一起转动；所述水平角电机(2)上方设置有太阳能电池板(9)，所述太阳能电池板(9)中部设置有用于控制垂直角度的高度角电机(3)，所述高度角电机(3)的主轴上设置有工作平台(7)，所述工作平台(7)上设置有T型板(8)；所述电机电源(4)分别与水平角电机(2)和高度角电机(3)连接，并给水平角电机(2)和高度角电机(3)供电；所述控制端电源(5)连接有双轴控制电路；所述工作平台(7)、T型板(8)和太阳能电池板(9)随高度角电机(3)的电机轴一起转动。


2.根据权利要求1所述的一种基...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛佳琪，罗海军，沈东妮，林心怡，张涛，吴晶玲，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33