[发明专利]碟式太阳能集热发电跟踪系统中步进电机的发热量控制系统

说明书

本发明公开了一种碟式太阳能集热发电跟踪系统中步进电机发热量控制系统及控制方法。该控制系统包括步进电机定子温度采集模块，步进电机定子温度采集模块依次电连接ADC0808模数转换模块和内置定时器的微处理器，微处理器分别与AD5410数模转换模块、LCD1602温度显示模块和报警指示模块电连接。本发明基于电子原理技术，通过软硬件优化，解决了步进电机定子发热严重，导致磁场削弱，造成步进电机转子力矩下降的问题，同时也避免了由于运动控制器不能预知电机定子温度变化而引起电机定子绝缘老化，以至于短路以后烧坏驱动器功率板乃至烧毁控制系统的现象，保证了步进电机运转速度的连续性和稳定性。

技术领域

本发明属于太阳能光热发电技术领域，涉及一种碟式太阳能集热发电跟踪系统中步进电机发热量控制系统，本发明同时还涉及利用该系统控制碟式太阳能集热发电跟踪系统中步进电机发热量的方法。

背景技术

在碟式太阳能集热发电跟踪系统中，通过设置运动控制器为“超驰”模式，以及改变驱动器脉冲频率的方法进行碟架运行时速度和连续性的调节，具体为：运动控制器对脉冲指令的超驰协调模式可以使步进电机运转更平稳，速度过渡更平滑，并得到恒定的输出转矩，有效解决步进电机低频运行时振荡的问题。但采用“超驰”模式使步进电机运转速度达到一定程度时，如需降低步进电机的运转速度，就要降低步进脉冲频率。实际应用中发现，在超驰和低频率脉冲的工作模式下，步进电机定子发热严重，甚至会由于温度过高而使电机烧毁。降低步进电机定子温度的方法有：1、通过减小驱动器功率板提供给步进电机定子的电流，可以减少单位时间内产生的热量，但同时步进电机的力矩也会下降，甚至造成步进电机停转；2、通过改变PWM波的脉宽方式，即通过编程，使步进脉冲序列的包络按照PWM方式变化，有效缩短步进电机定子上电流的持续时间来减小发热量。因此可以设计一种对步进电机定子温度进行检测的装置，然后根据测量的温度变化，实时反馈一个改变PWM波脉宽的直流信号，再通过上述方法减小步进电机定子发热量。

发明内容

本发明的目的是为了解决步进电机在超驰和低频率脉冲工作模式下定子温度过高而造成力矩下降的问题，提供一种碟式太阳能集热发电跟踪系统中步进电机发热量控制系统，以减小步进电机定子发热量。

本发明的另一目的是利用上述系统控制碟式太阳能集热发电跟踪系统中步进电机发热量的方法。

为达到以上目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种碟式太阳能集热发电跟踪系统中步进电机发热量控制系统，包括步进电机定子温度采集模块，步进电机定子温度采集模块依次电连接ADC0808模数转换模块和微处理器，微处理器分别与AD5410数模转换模块、LCD1602温度显示模块和报警指示模块电连接。

上述步进电机定子温度采集模块为桥式电路，包括电阻式温度检测器和运算放大器OP491GP，运算放大器OP491GP由一个5V的电源供电，其第一支路与电阻R9和R13串联，用于产生恒定的激励电流和参考电压，第二支路与电阻R10串联后与两个串联的电阻R11、R12并联，用于产生电阻式温度检测器的电流源；该电流源的电流均匀分裂，并流电阻式温度检测器过桥的两半，电阻式温度检测器根据其电阻输出电压信号；

ADC0808模数转换模块为一逐次逼近式转换芯片，用于将步进电机定子温度采集模块采集到的电压信号转化为数字量信号传输至微处理器；

微处理器为AT89C51单片机最小系统，用于向报警指示模块给出控制系统运行状态的输出信号，同时接收并处理ADC0808模数转换模块传输的数字量信号；AT89C51单片机最小系统中内置定时器T0和T1，T0用于控制且调节步进脉冲序列的频率，T1用于控制且调节步进脉冲序列的占空比；

AD5410数模转换模块为一数模转换芯片，用于将AT89C51单片机最小系统处理后的数字量信号转换成电流信号，作为改变PWM波脉宽的反馈信号输出；

LCD1602温度显示模块用于显示步进电机定子的实时温度；