一种太阳自动跟踪系统手动控制装置，由定时器电路（１）、手动方向控制电路（２）、自动手动信号切换电路（３）、步进电机驱动器（４）、步进电机（５）及传动机构（６）组成。定时器电路（１）生成步进电机的脉冲控制信号，经手动方向控制电路（２）进行方向选择，电机驱动器（４）根据接收到的手动控制信号，为步进电机（５）提供驱动电流，控制步进电机（５）转动，步进电机（５）的转轴与传动机构（６）中的变速齿轮相连，变速齿轮旋转拖动传动机构（６）转动，最终带动太阳光伏阵列转动。本发明专利技术在自动跟踪系统的自动控制功能失效时，可对跟踪系统进行姿态调整，或在安装调试过程中灵活地转动太阳光伏阵列，使其到达指定的位置。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳自动跟踪系统，特别涉及太阳自动跟踪系统手动控制装置。技术背景随着能源和环境问题的日益突出，可再生能源的开发与利用逐渐引起了世人的重视。 太阳能以其清洁、分布范围广、利用方便等特点成为发展较快的可再生能源。太阳能光伏 发电是太阳能利用的主要形式之一，但是由于目前太阳能电池板的价格昂贵，导致光伏发 电的成本居高不下，因此制约了太阳能光伏发电产业的发展。因此如何提高太阳能的利用 效率，降低太阳能利用成本成为目前人们研究的热点。对太阳进行跟踪，保证太阳入射光 线始终垂直入射，提高太阳光照辐射量，是提高太阳利用率简单而有效措施之一。对于太阳自动跟踪系统，尤其是大容量太阳自动跟踪系统，具有完备的系统保护功能 是其能否可靠工作并迈向实用化的前提，太阳自动跟踪系统手动控制装置的设计， 一方面使太阳自动跟踪系统的控制方式更为灵活，方便了系统的安装与调试，另一方面由于手动 控制装置结构简单、为纯硬件设计，相对与自动控制装置来说，具有更高的可靠性。中国专利200510034899.X "太阳光跟踪系统"及02222766.0 "微功耗定时太阳跟踪 装置"提出的太阳自动跟踪系统，主要注重于自动功能的实现，未考虑手动控制功能。中 国专利88221402.0 "时钟式太阳跟踪装置"虽然设计了手动控制功能，但是它的手动功能 是通过纯机械的方式来实现的，需要手动旋转跟踪机构，既费力又费时，尤其对于大容量 的太阳跟踪系统，常常需要较大的转动力矩才能使其旋转，此种手动方式就显得笨拙而缺 乏实用性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对以往太阳自动跟踪系统在手动控制方面的不足，提 出一种电动式手动控制装置，本专利技术手动控制装置仍然以电能作为动力源，具有操作简单， 工作可靠等特点。它能够在自动跟踪系统的自动控制功能失效时，对跟踪系统进行姿态调 整或者是在安装调试的过程中灵活地转动太阳光伏阵列，使其到达指定的位置，加速安 装调试进程。本专利技术解决技术问题采用的技术方案是太阳自动跟踪系统手动控制装置由手动方向 控制电路、定时器电路、自动手动信号切换电路、步进电机驱动器、步进电机及传动机构组成。首先太阳自动跟踪系统调到手动工作挡时，自动手动信号切换电路切换到手动控制 方式，由定时器电路产生步进电机控制信号，此信号经过手动方向控制电路进行方向设定， 然后将此信号发送到步进电机驱动器，步进电机驱动器根据接收到的手动控制信号，为步 进电机提供驱动电流，控制步进电机转动，步进电机的转轴与减速机构的变速齿轮相连， 减速机构拖动旋转机构，最终带动太阳光伏阵列转动。所说的手动方向选择电路主要包括"东向"、"西向"、"上仰"、"下俯"四个按键开关 以及方向选择继电器，四个按键开关均为无自锁按键开关，"东向"按键和"西向"按键串 联，并与+5V电源、方向控制继电器的控制线圈串联，"东向"按键和"西向"按键的两对 触点之间交叉连接，实现了按键之间的互锁，"上仰"按键和"下俯"按键的连接方式与"东 向"按键和"西向"按键之间的连接方式相似。下面以"东向"按键和"西向"按键为例 说明其信号传输方式，两个按键在默认状态下，其a+触点和a-触点是导通的，当被按下时， b+触点和b-触点是导通的。当"东向"按键按下时，控制信号经"东向"按键的b+触点和 b-触点及"西向"按键的a+触点和a-触点传递给电机驱动器，实现东向旋转功能；当"西 向"按键按下时，控制信号经"东向"按键的a触点和"西向"按键的b触点传递给方向 控制继电器RY6，使继电器RY6吸合，另外一组电机控制信号传递给步进电机驱动器，实 现了西向旋转功能。所说的定时器电路为以555定时器为核心的定时器电路，它所产生的矩形波可以手动 调节其频率及占空比，并作为电机控制的信号发生源。所说的自动手动信号选择继电器为双刀双掷继电器，其控制线圈的控制电压为直流 +5V,它的公共端与定时器电路的矩形波输出口相连。所说的步进电机为三相混合式步进电机。所说的传动机构包括减速器或者变速齿轮、蜗轮蜗杆或者是电动推杆，它们与旋转机 构相连，旋转机构直接转动光伏阵列。本专利技术相对于现有技术的有益效果是其一、在自动跟踪系统自动控制功能出现故障时，通过手动控制功能仍能够调整光伏 阵列姿态，避免因软件受干扰而导致的系统失控情况的出现。其二、手动控制装置中不包含软件控制，其控制方式较自动跟踪控制更为简单，工作 可靠性高。其三、与纯机械式手动控制相比，本专利技术所描述的一种电控式手动控制装置更为省力 与快捷，这一特点极大地方便了跟踪系统的安装与调试，缩短了系统安装调试所用的时间。 其四，本专利技术所描述的手动控制装置增加了按键互锁功能，可以有效地避免误操作； 增加了限位互锁功能，能有效地防止跟踪系统旋转越位。 附图说明图1手动控制信号生成电路原理图之一； 图2手动控制信号生成电路原理图之二； 图3手动控制装置系统组成示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。如图3所示，本专利技术主要由定时器电路l、手动方向控制电路2、自动手动信号切换电 路3、步进电机驱动器4、步进电机5及传动机构6组成。定时器电路1生成步进电机的脉 冲控制信号，经由手动方向控制电路2进行方向选择，电机驱动器4根据接收到的手动控 制信号，为步进电机5提供驱动电流，控制步进电机5转动，步进电机5的转轴与传动机 构6中的变速齿轮相连，变速齿轮旋转拖动整个传动机构转动，最终带动太阳光伏阵列转 动。本专利技术的定时器电路1如图1中a部分所示，由555定时器、可变电阻器WR1、可变 电阻器WR2、电容C1和电容C2组成。555定时器是电机控制信号的发生源，生成用于步 进电机控制的矩形波信号，555定时器的1脚接地，2脚与6脚之间短接，并与l脚之间并 联电容C2; 3脚为矩形脉冲波输出端，4脚、8脚接+5V电源，5脚与地之间连接有电容C1， 6脚和7脚之间串联有电位器WR2， 7脚和8脚之间串联电位器WR1， 3脚为定时器电路 的输出端口。本专利技术的手动方向控制电路2如图1中b部分所示，主要由继电器RY2、 RY3及RY6， 按键AN1和按键AN2组成。继电器RY2的触点3和继电器RY6的触点1同时与555定时 器的3脚相连，继电器RY2的触点1、继电器RY3的触点1及继电器RY6的触点2都与+5V 电源相连，继电器RY2的触点2接二极管Dl的阳极，继电器RY3的触点3接二极管D2 的阳极，二极管D1的阴极和二极管D2的阴极连接在一起，作为限位状态信号输出端，记 为XWS。按键AN1、按键AN2均为无自锁按键，继电器RY2的触点4接按键AN1的触点 Kla+，继电器RY3的触点2接按键AN1的触点Klb+,按键AN1的触点Kla-接按键AN2 的触点K2b+,按键AN1的触点Klb-接按键AN2的触点K2a+,按键AN2的触点K2a-接继 电器RY6的控制线圈接口端子RY6B，按键AN2的触点K2b-接信号端子SMCB，继电器 RY6的触点3接信号端子SMCC，继电器RY6的触点4接信号端子SFX。本专利技术的自动手动信号切换电路3如图2所示，信号端子SDW与继电器RY8的控制 线圈相连，控制线圈的另一端接地。信号端子SMCB和SMCC并联在一起，并连接到本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种太阳自动跟踪系统手动控制装置，其特征在于，由定时器电路（１）、手动方向控制电路（２）、自动手动信号切换电路（３）、步进电机驱动器（４）、步进电机（５）及传动机构（６）组成；定时器电路（１）生成步进电机的脉冲控制信号，经由手动方向控制电路（２）进行方向选择，电机驱动器（４）根据接收到的手动控制信号，为步进电机（５）提供驱动电流，控制步进电机（５）转动，步进电机（５）的转轴与传动机构（６）中的变速齿轮相连，变速齿轮旋转拖动传动机构（６）转动，最终带动太阳光伏阵列转动。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘四洋，伍春生，彭燕昌，许洪华，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，北京科诺伟业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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