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基于風(fēng)光變流技術(shù)的風(fēng)能信息檢測控制器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于風(fēng)光變流技術(shù)的風(fēng)能信息檢測控制器，傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電只是簡單的利用風(fēng)能帶動風(fēng)車轉(zhuǎn)動進(jìn)行發(fā)電，并不能采集風(fēng)能的信息，本發(fā)明步驟包括：首先，通過齒輪帶動1000線編碼器旋轉(zhuǎn)，用控制芯片STM32F103RC來統(tǒng)計(jì)單位時(shí)間內(nèi)傳過來的脈沖個(gè)數(shù)，從而計(jì)算出風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)速和對應(yīng)的風(fēng)速；然后采用了無線傳輸方式，使用無線模塊NRF24L01進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送，最后風(fēng)力機(jī)的控制芯片用芯片STM32來控制，芯片STM32本身自帶SPI總線，可以和無線模塊NRF24L01之間進(jìn)行通信，本發(fā)明用于風(fēng)力發(fā)電中的信息采集。
【專利說明】基于風(fēng)光變流技術(shù)的風(fēng)能信息檢測控制器
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及一種基于風(fēng)光變流技術(shù)的風(fēng)能信息檢測控制器。
[0002]【背景技術(shù)】:
能源是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)和人類生活必需的物質(zhì)保證，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展提速，人民生活水平提高，中國能源發(fā)展面臨的問題日益突出，開發(fā)利用清潔能源，是中國開發(fā)能源的必須要求，風(fēng)能和太陽能無疑是最好不過的選擇，傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電只是簡單的利用風(fēng)能帶動風(fēng)車轉(zhuǎn)動進(jìn)行發(fā)電，并不能采集風(fēng)能的信息，如風(fēng)力大小和其對應(yīng)的風(fēng)車的轉(zhuǎn)速，以及發(fā)電的功率的對應(yīng)關(guān)系，以至于風(fēng)能的利用率不高。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的在于提供一種基于風(fēng)光變流技術(shù)的風(fēng)能信息檢測控制器。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種基于風(fēng)光變流技術(shù)的風(fēng)能信息檢測控制器，其步驟包括:首先，通過齒輪帶動1000線編碼器旋轉(zhuǎn)，用控制芯片STM32F103RC來統(tǒng)計(jì)單位時(shí)間內(nèi)傳過來的脈沖個(gè)數(shù)，從而計(jì)算出風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)速和對應(yīng)的風(fēng)速；然后采用了無線傳輸方式，使用無線模塊NRF24L01進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送，最后風(fēng)力機(jī)的控制芯片用芯片STM32來控制，芯片STM32本身自帶SPI總線，可以和無線模塊NRF24L01之間進(jìn)行通信。
[0005]所述的基于風(fēng)光變流技術(shù)的風(fēng)能信息檢測控制器，風(fēng)力機(jī)功率檢測部分，跟據(jù)Ρ=Ι*υ,只要檢測到電流和電壓；在電壓檢測部分，所述的芯片STM32的ADC是12位逐次逼近型的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，在電流檢測部分，采用了芯片MAX471。
[0006]所述的基于風(fēng)光變流技術(shù)的風(fēng)能信息檢測控制器，利用采集過來的風(fēng)速、風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速、功率、電壓、電流有效信息，繪制出適合特定風(fēng)力機(jī)的功率曲線圖，根據(jù)遺傳算法找到最大功率點(diǎn)，從而跟蹤風(fēng)力機(jī)的最大功率。
[0007]有益效果:
1.通過編碼器這個(gè)測量轉(zhuǎn)速不受天氣、光照的影響，在有光無光的條件下都可以進(jìn)行測量，克服了傳統(tǒng)條件下用紅外探測器受光照影響的難題；1000線的編碼器，提高了測量精度，編碼器旋轉(zhuǎn)一圈丟失的脈沖個(gè)數(shù)不超過5個(gè)，測量誤差可以控制在0.5%以內(nèi)。
[0008]2.采用無限模塊NRF24L01，高效GFSK調(diào)制，抗干擾能力強(qiáng)。
[0009]3.用芯片自帶的AD只使用了簡單外圍電路，簡化了電路的整體設(shè)計(jì)，節(jié)約了成本；采用遺傳算法使找到的最佳功率點(diǎn)更具有針對性，效率更高。
[0010]【專利附圖】

【附圖說明】:
附圖1是MAX471功能框。
[0011]附圖2是典型Cp和λ關(guān)系曲線。
[0012]附圖3是Pm=f (η)特性曲線。
[0013]附圖4是風(fēng)機(jī)功率曲線圖。
[0014]圖中:1為最佳功率負(fù)載線,2為風(fēng)機(jī)輸出功率線。
[0015]【具體實(shí)施方式】:實(shí)施例1:
一種基于風(fēng)光變流技術(shù)的風(fēng)能信息檢測控制器，其步驟包括:首先，通過齒輪帶動1000線編碼器旋轉(zhuǎn)，用控制芯片STM32F103RC來統(tǒng)計(jì)單位時(shí)間內(nèi)傳過來的脈沖個(gè)數(shù)，從而計(jì)算出風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)速和對應(yīng)的風(fēng)速；然后采用了無線傳輸方式，使用無線模塊NRF24L01進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送，最后風(fēng)力機(jī)的控制芯片用芯片STM32來控制，芯片STM32本身自帶SPI總線，可以和無線模塊NRF24L01之間進(jìn)行通信。
[0016]實(shí)施例2:
根據(jù)實(shí)施例1所述的基于風(fēng)光變流技術(shù)的風(fēng)能信息檢測控制器，風(fēng)力機(jī)功率檢測部分，跟據(jù)Ρ=Ι*υ，只要檢測到電流和電壓；在電壓檢測部分，所述的芯片STM32的ADC是12位逐次逼近型的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，在電流檢測部分，采用了芯片MAX471。
[0017]實(shí)施例3:
根據(jù)實(shí)施例1所述的基于風(fēng)光變流技術(shù)的風(fēng)能信息檢測控制器，以圖1為例，傳感電流Isense從RS+經(jīng)精密傳感電阻Rsense流向RS-，輸出端OUT通過輸出電阻ROUT接地，此時(shí)，Q2斷開，放大器A 1工作，輸出電流1ut從Ql的發(fā)射極流出，由于沒有電流流過RG2，Al的反向輸入端的電位就等于Rsense和RG2交點(diǎn)的電位；因Al的開環(huán)增益很大，其正向輸入端與反向輸入端基本上保持同一電位，所以，Al的正向輸入端的電位也近似等于Rsense和RG2交點(diǎn)的電位，因此，傳感電流Isense流過Rsense所產(chǎn)生的壓降就等于輸出電流1ut流過RGl所產(chǎn)生的壓降，SP
lout XRGl=IsenseXRsense
Vout= (IsenseXRsense)/RGl
Vout= (lout X Rout) = (IsenseXRsenseX Rout)/RGl
同理，若傳感電流Isense從RS —經(jīng)傳感電阻Rsnse流向RS + ,貝U可得 Vout= (Iout X Rout) = (Isense X Rsense X Rout) /RG2綜合上述兩種情況，可得MAX471輸出電壓方程Vout=(lout X Rout) = (IsenseXRsenseX Rout)/RG
其中Vout-期望的實(shí)際輸出電壓，Isense-所傳感的實(shí)際電流，Rsense-精密
傳感電阻，Rout——輸出調(diào)壓電阻，RG——增益電阻(RG = RGl = RG2) 對于MAX471，所設(shè)定的電流增益為:Rsense / RG=500X10'6, Vout = 500 X 10'6 X Isense X Rout,當(dāng)輸出電阻Rout2kQ時(shí)，在傳感電流Isense允許變化范圍一 3A ≤ Isense ≤ 3A內(nèi)，輸出電壓Vout的變化范圍為:一 3V ≤ Vout ≤ 3V 即滿標(biāo)電壓值為3V。
[0018]實(shí)施例4:
根據(jù)實(shí)施例1所述的基于風(fēng)光變流技術(shù)的風(fēng)能信息檢測控制器，利用采集到的風(fēng)能的信息跟蹤風(fēng)力機(jī)最大功率，提聞風(fēng)能利用率。
[0019]風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行特性主要包括以下3部分:
(1)葉尖速比與風(fēng)能利用系數(shù)
根據(jù)風(fēng)力機(jī)的空氣動力學(xué)特性，風(fēng)力機(jī)輸出機(jī)械功率可表示為
【權(quán)利要求】
1.一種基于風(fēng)光變流技術(shù)的風(fēng)能信息檢測控制器，其特征是:其步驟包括:首先，通過齒輪帶動1000線編碼器旋轉(zhuǎn)，用控制芯片STM32F103RC來統(tǒng)計(jì)單位時(shí)間內(nèi)傳過來的脈沖個(gè)數(shù)，從而計(jì)算出風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)速和對應(yīng)的風(fēng)速；然后采用了無線傳輸方式，使用無線模塊NRF24L01進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送，最后風(fēng)力機(jī)的控制芯片用芯片STM32來控制，芯片STM32本身自帶SPI總線，可以和無線模塊NRF24L01之間進(jìn)行通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于風(fēng)光變流技術(shù)的風(fēng)能信息檢測控制器，其特征是:風(fēng)力機(jī)功率檢測部分，跟據(jù)P=I*U，只要檢測到電流和電壓；在電壓檢測部分，所述的芯片STM32的ADC是12位逐次逼近型的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，在電流檢測部分，采用了芯片MAX471。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于風(fēng)光變流技術(shù)的風(fēng)能信息檢測控制器，其特征是:利用采集過來的風(fēng)速、風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速、功率、電壓、電流有效信息，繪制出適合特定風(fēng)力機(jī)的功率曲線圖，根據(jù)遺傳算法找到最大功率點(diǎn)，從而跟蹤風(fēng)力機(jī)的最大功率。
【文檔編號】G01R21/133GK103868548SQ201410096896
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月17日
【發(fā)明者】王英立, 張小清, 王同, 徐志強(qiáng) 申請人:哈爾濱理工大學(xué)