【正文】 DC 5V（不工作） 圖38b 試驗(yàn)AC 220V轉(zhuǎn)DC 5V（工作）說明：發(fā)光二極管亮?xí)r，電路正常工作輸出電壓為5 V；發(fā)發(fā)光二極管不亮?xí)r，輸出電壓為0 V。電容C1后面并聯(lián)了1kΩ的電阻R1和一個(gè)發(fā)光二極管，電阻R1的作用是防止發(fā)光二極管被燒壞，發(fā)光二極管的作用是顯示電路的工作狀態(tài)，二極管亮?xí)r電路正常工作。最后為了系統(tǒng)能夠更加穩(wěn)定工作，將上述兩種供電模式相結(jié)合為測(cè)量系統(tǒng)供電，兩種供電模式可自由切換。所以不能直接將電流表串接到光伏板的發(fā)電電路中，因?yàn)榘l(fā)電電流過大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電流表允許通過電流的范圍，所以需要一個(gè)分流器，將電流表并聯(lián)在分流器兩端，測(cè)量分流器電壓，分流器兩端電壓與電流表的讀數(shù)線性變化，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)量回路中的電流。數(shù)字式的表頭相比于指針式的表頭，可以更加方便的讀出被測(cè)數(shù)據(jù)，在工程實(shí)踐中比較實(shí)用，而精度相對(duì)差一些，但足以滿足測(cè)量系統(tǒng)的誤差要求，所以采用數(shù)字式電壓表電流表。Ur、方波節(jié)拍177。積分器開始反向積分，主門開啟，計(jì)數(shù)器重新對(duì)脈沖計(jì)數(shù)。圖22原理框圖基本原理：將基準(zhǔn)電壓分成若干基準(zhǔn)碼，把被測(cè)電壓與可變基準(zhǔn)碼進(jìn)行比較，直至達(dá)到平衡，則其基準(zhǔn)碼顯示出被測(cè)電壓值。⑤時(shí)基電路產(chǎn)生系統(tǒng)時(shí)鐘，是整個(gè)系統(tǒng)在時(shí)鐘信號(hào)的作用下一步一步地順序完成各種工作。一個(gè)完整的數(shù)字系統(tǒng)往往包括輸入電流、輸出電路、控制電路、時(shí)基電路和若干子系統(tǒng)等五部分，各部分具有相對(duì)的獨(dú)立性，在控制電路的細(xì)條和指揮下完成橙子的功能，如下圖所示。⑸在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集卡的輸入范圍為05V，而風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電電壓為060V，發(fā)電電流為020A，不是可直接采集的信號(hào)。風(fēng)機(jī)限速后，輸出功率急速下降，從而大大縮小了風(fēng)機(jī)的有效工作風(fēng)速范圍[6]。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)發(fā)電量較高，系統(tǒng)造價(jià)較低，運(yùn)行維護(hù)成本低。 風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)介紹風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電站系統(tǒng)主要有風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽能電池方陣、智能控制器、蓄電池組、多功能逆變器、電纜及支撐和輔助件等組成一個(gè)發(fā)電系統(tǒng)，將電力并網(wǎng)送入常規(guī)電網(wǎng)中。我國大部分地區(qū)日照比日本和歐洲要好，其中，西藏、青藏高原地區(qū)日照強(qiáng)度最大，可以和撒哈拉沙漠想媲美。⑷可切換供電方式的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：通過直流電壓器和直流電流變送器將風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電電壓和發(fā)電電流轉(zhuǎn)換為05V電信號(hào)輸入數(shù)據(jù)采集卡，進(jìn)行采集數(shù)據(jù)。[4] [J]，大眾用電,2006(3)：2122.[5] [D]，合肥：合肥工業(yè)大學(xué),2006。 主要技術(shù)指標(biāo)輸入電壓輸入電流測(cè)量系統(tǒng)DC 060VDC 020A數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)DC 060VDC 020A 進(jìn)度和要求第12周英文翻譯；第3周查閱參考資料并完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書；第45周了解風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理；第67周設(shè)計(jì)數(shù)字測(cè)量系統(tǒng)電路圖；第89周購買相關(guān)元器件，搭建設(shè)計(jì)好的數(shù)字測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)電路；第10周查找與數(shù)據(jù)采集相關(guān)的知識(shí)；第1112周設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)電路圖；第1315周購買相關(guān)元器件，搭建設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)電路；第16周撰寫論文；第17周制作PPT，準(zhǔn)備答辯； 主要參考書及參考資料[1] 黃毅城，大力發(fā)展風(fēng)電[J]，電網(wǎng)與清潔能源，2008,24（）：12.[2] 王治新、劉力群、張華強(qiáng)，風(fēng)光互補(bǔ)技術(shù)及應(yīng)用新進(jìn)展[J]，電網(wǎng)與清潔能源，2008，24（）。⑵DC 60V轉(zhuǎn)DC5V，DC12V：用LM2576開關(guān)型降壓穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)輸入電壓 DC 60V，輸出電壓為DC 12V和DC 15V電路，為電流表、電壓表和電壓變送器、電流變送器供電。我國的風(fēng)能資源豐富，據(jù)統(tǒng)計(jì)，,[1]。作為能源消費(fèi)大國，在未來很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，以風(fēng)能、太陽能為主的新能源的開發(fā)和利用將是我國解決能源危機(jī)和減少污染物排放的有效手段。⑴ 光電系統(tǒng)是利用光電板將太陽能轉(zhuǎn)換成電能，然后通過控制器對(duì)蓄電池充電，最后通過逆變器對(duì)用電負(fù)荷供電的一套系統(tǒng)。⑸ 風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)的最大障礙是小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的可靠性、效率問題。⑶電流變送器和電壓變送器的額定工作電壓為DC 12V，用LM7812三段穩(wěn)壓器和AC 220V轉(zhuǎn)15V的變壓器設(shè)計(jì)了一個(gè)將AC 220V轉(zhuǎn)換為DC 12V輸出供電的電路。從狹義上講，電子測(cè)量則是利用電子技術(shù)對(duì)電子學(xué)中有關(guān)的電量所進(jìn)行的測(cè)量[7]。③子系統(tǒng)子系統(tǒng)是對(duì)二進(jìn)制信號(hào)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算或邏輯運(yùn)算以及信號(hào)傳輸?shù)裙δ艿碾娐访總€(gè)子系統(tǒng)完成一項(xiàng)相對(duì)獨(dú)立的任務(wù)，即某種局部工作。分類（根據(jù)A/D工作原理）：①比較型A/D轉(zhuǎn)換器直接轉(zhuǎn)換式，它將輸入模擬電壓與標(biāo)準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較來轉(zhuǎn)換。圖24a“V/T”積分型原理圖圖24b “V/T”積分型原理圖工作原理：①備階段（t0—t1）：邏輯控制電路使電子開關(guān)的S4閉合，積分器輸出為零。如此往復(fù)，振蕩不止。Uc方波發(fā)生器：由時(shí)鐘脈沖經(jīng)分頻控制，周期為工頻周期的整數(shù)倍，以提高抗干擾能力；幅值滿足Uc︱Uxmax︱+︱Ur︱,以保證節(jié)拍方波對(duì)調(diào)寬周期的控制，兵士系統(tǒng)穩(wěn)定性和比較器不靈敏區(qū)影響減小。通過外部的鍵盤，可以手動(dòng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位控制和檔位選擇，不同的檔位決定不同的電壓輸入范圍，在程序中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)換。但考慮到風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)工作的場(chǎng)所，有的地方缺少市電的、人煙稀少的地方，所以把AC 220V轉(zhuǎn)換為DC 5V就行不通了。圖35a LM7805外形及引腳排列 圖35b LM7805功能框圖 AC 220V轉(zhuǎn)換為DC 5V作為供電電源工作原理如下圖：圖36 AC 220V轉(zhuǎn)換為DC 5V作為供電電源工作原理圖從圖37的電路圖看，220V的交流電通過一個(gè)220V轉(zhuǎn)9V的變壓器，轉(zhuǎn)變?yōu)?V的交流電。三端穩(wěn)壓器后面即一個(gè)105電容（1μF），這個(gè)電容具有濾波和阻尼的作用。4%誤差，以及振蕩器頻率的177。在最大環(huán)境溫度為40℃時(shí)。例如，當(dāng)R1=，R2=，輸出電壓VOUT=5V。LM2576ADJ芯片后的電感L1為儲(chǔ)能電感。參考LM2576說明書中給出的典型應(yīng)用的例子——可調(diào)節(jié)輸出電壓電路，選擇1000μF、耐壓25V的鋁電解電容作為輸出電容。將風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的輸出端接到數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)的輸入端，將蓄電池接到數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)的輸出端，切換雙刀雙擲開關(guān)，選擇相應(yīng)的供電方式，便可測(cè)量風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電電流和發(fā)電電壓，從而求得風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率。我們所用的直流電壓變送器采用線性光隔離技術(shù)，具有精度高穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。當(dāng)初級(jí)繞組有電流流過時(shí)，霍爾元件檢測(cè)出鐵芯中的磁感應(yīng)B的大?。╒=KBi，K霍爾元件靈敏度，B磁感應(yīng)強(qiáng)度，i霍爾元件的控制電流。12V 精確度%線性度%絕緣耐壓(rms)3kV/50Hz/1min零點(diǎn)輸出電壓輸出：20mV輸出溫度漂移%/℃響應(yīng)時(shí)間20μS消耗電流25mA工作溫度范圍10℃~+70℃儲(chǔ)存溫度范圍25℃~+85℃圖43電流變送器JLK4數(shù)據(jù)采集，是指從傳感器和其它待測(cè)設(shè)備等模擬和數(shù)字被測(cè)單元中自動(dòng)采非電量或者電量信號(hào),送到上位機(jī)中進(jìn)行分析,處理。在完成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)前，為了確定數(shù)據(jù)采集卡MPS010601的性能，做了一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)。⑵采集兩節(jié)干電池電壓，采集結(jié)果如下圖所示：圖49a兩節(jié)干電池電壓（數(shù)據(jù)采集卡采集結(jié)果）圖49b兩節(jié)干電池電壓（萬用表測(cè)量結(jié)果） 圖49a中的數(shù)據(jù)采集卡采集兩節(jié)干電池的電壓值與圖49b中萬用表的測(cè)量值基本相同，誤差由零點(diǎn)漂移，在允許范圍內(nèi)。所以，認(rèn)為數(shù)據(jù)采集卡所采集的電壓值是準(zhǔn)確的，數(shù)據(jù)采集卡MPS010601可以在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中使用，滿足數(shù)據(jù)采集的精度要求。[12]。LM7812最大可以輸出1A的電流，內(nèi)部有限流式短路保護(hù)，短時(shí)間內(nèi)，例如幾秒鐘的時(shí)間，輸出端對(duì)地（2腳）短路并不會(huì)使7812燒壞。數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)，在雙刀雙開關(guān)和LM2576HVADJ芯片前，加了熔斷保險(xiǎn)絲。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)作為一種綜合利用風(fēng)能、太陽能的新型裝置，也將會(huì)被大量的采用。利用LM2576開關(guān)型降壓穩(wěn)壓器和外部元器件，將輸入的DC 060V電壓轉(zhuǎn)換為DC 5V和DC 1 2V分別為數(shù)字電流表、電壓表供電和電壓表變送器、電流變送器供電。本課題所設(shè)計(jì)的風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可以在很好完成測(cè)量與檢測(cè)工作。[3] 孟克其勞，賈大江，王利平。在論文完成之際，謹(jǐn)向成老師在這期間給予我的教誨、幫助和關(guān)懷，致以衷心的感謝和崇高的敬意，并祝福成老師及家人身體健康，生活幸福！在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，感謝賀延琛、郭祖詠和萬發(fā)君同學(xué)的幫助和支持，感謝寢室的同學(xué)包容了我在寢室做實(shí)驗(yàn)給他們帶來的不便，使我能夠更加順利的完成畢業(yè)論文。這就需要花大量的時(shí)間，去圖書館找與光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的有關(guān)的書籍和期刊等，學(xué)習(xí)相關(guān)的知識(shí)和原理，做好學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的理論方面的工作。面對(duì)這些困難時(shí)，先自己進(jìn)行調(diào)試電路。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我受益匪淺。在逐一排查后，找到問題所在，然后進(jìn)行改進(jìn)。這方面是相對(duì)的薄弱環(huán)節(jié)。最后，向?yàn)槲翼樌瓿僧厴I(yè)設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)性意見和建議的所有老師和同學(xué)致以深深的敬意和誠摯的感謝！本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié)這幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，我順利設(shè)計(jì)完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，也標(biāo)志著我大學(xué)四年的學(xué)習(xí)生涯的結(jié)束。[4] [J]，大眾用電,2006(3)：2122.[5] [D]，合肥：合肥工業(yè)大學(xué),2006。根據(jù)本課題在研究和實(shí)驗(yàn)的目的，作者認(rèn)為課題接下來的研究應(yīng)在以下幾方面突破或發(fā)展：⑴利用風(fēng)光互補(bǔ)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)的發(fā)電電壓和電流，進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)采集并記錄。輸出電壓由可調(diào)電阻控制，可調(diào)電阻位置發(fā)生微小變化，輸出電壓也變化。經(jīng)過設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)，取得了以下成果：⑴設(shè)計(jì)了風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的測(cè)量系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)表51輸入電壓輸入電流輸入功率備注測(cè)量系統(tǒng)DC 060VDC 020A01200W可切換供電模式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)DC 060VDC 020A01200W可切換供電模式⑵設(shè)計(jì)了DC 5V和DC 12V的供電電路①利用AC 220V轉(zhuǎn)9V的變壓器和LM7805三段穩(wěn)壓器將輸入的AC 220V轉(zhuǎn)換為DC 5V，為數(shù)字電流表和電壓表供電。保險(xiǎn)絲2是為了防止當(dāng)電壓表或電流表燒壞發(fā)生短路時(shí)，數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)的電流過大，將LM2576HVADJ芯片燒壞。濾波可以濾除交流噪聲使輸出電流更平穩(wěn)，阻尼可以減小電源內(nèi)部高頻內(nèi)阻。在變壓器后面，由全橋整流模塊，將15V的交流電整流為直流電。通常可以把AC 220V轉(zhuǎn)換為DC 12V，為電壓變送器和電流變送器供電。⑷用vb編寫消除零點(diǎn)漂移的采集程序，并用干電池模擬輸入的發(fā)電電壓和發(fā)電電流信號(hào)為了消除零點(diǎn)漂移，用vb編寫了一個(gè)數(shù)據(jù)采集的軟件。圖45 實(shí)驗(yàn)電路圖46實(shí)驗(yàn)實(shí)物圖（圖中為采集兩節(jié)干電池串聯(lián)的電壓）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：⑴采集一節(jié)干電池電壓，采集結(jié)果如下圖所示：圖47a 采集一節(jié)干電池電