【正文】 置電纜線，一根是電源線，將電源線連接到伺服放大器的另外一根是鏈接伺服放大器的編碼線CN3；編碼線連接到伺服放大器的CN2接口。本系統(tǒng)采用MRJ310A，MRJ3系列伺服放大器配有USB通用接口可方便和PC機(jī)的通訊,通訊速度快，實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)的能力非常強(qiáng)。此時(shí)，請(qǐng)?jiān)?45攝氏度，實(shí)際負(fù)載在75%以下使用。伺服放大器頂部和控制柜內(nèi)壁要留出較大空隙，并安裝風(fēng)扇使控制柜內(nèi)部溫度不要超過(guò)規(guī)定條件。整流單元（ACDC）主要的拓?fù)潆娐肥侨嗳珮虿豢卣麟娐?。?jīng)過(guò)整流好的三相電或市電，再通過(guò)三相正弦PWM電壓型逆變器變頻來(lái)驅(qū)動(dòng)三相永磁式同步交流伺服電機(jī)。功率器件普遍采用以智能功率模塊（IPM）為核心設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電路,IPM內(nèi)部集成了驅(qū)動(dòng)電路,同時(shí)具有過(guò)電壓、過(guò)電流、過(guò)熱、欠壓等故障檢測(cè)保護(hù)電路,在主回路中還加入軟啟動(dòng)電路,以減小啟動(dòng)過(guò)程對(duì)驅(qū)動(dòng)器的沖擊?？梢赃M(jìn)行狀態(tài)的顯示，參數(shù)的設(shè)定等，可再運(yùn)行前設(shè)定參數(shù)、診斷異常時(shí)的故障、確認(rèn)外部程序、確認(rèn)運(yùn)行器件狀態(tài)。一般是通過(guò)位置、速度和力矩三種方式對(duì)伺服馬達(dá)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)高精度的傳動(dòng)系統(tǒng)定位，目前是傳動(dòng)技術(shù)的高端產(chǎn)品。4 、完成輸入：按照步驟3，將數(shù)據(jù)全部輸入變頻器，完成變頻器的參數(shù)設(shè)定。設(shè)定為參數(shù)設(shè)定模式：按下MODE鍵后，設(shè)置為參數(shù)設(shè)定模式。其他方式在本系統(tǒng)中，沒(méi)有被采用，采用V/F控制就滿足本系統(tǒng)的要求。）3)請(qǐng)擰緊安裝螺絲。2)請(qǐng)以固定卡爪部分為支點(diǎn)確實(shí)地將表面護(hù)蓋壓進(jìn)機(jī)體。2)請(qǐng)一邊按著表面護(hù)蓋上的安裝卡爪，一邊以左邊的固定卡爪為支點(diǎn)向前拉取下。圖410進(jìn)行安裝時(shí)，請(qǐng)筆直插入并安裝牢靠，旋緊螺絲?！?8】 圖47 PLC與變頻器連接圖圖48 PLC與變頻器的連接●變頻器安裝1松開(kāi)操作面板的兩處固定螺絲。可編程邏輯控制器與變頻器的485通訊連接線只有5根線，采用雙絞線。隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測(cè)單元微處理單元等組成。風(fēng)速傳感器的信號(hào)傳輸?shù)絇LC的模擬量模塊，正負(fù)兩端分別接模擬量模塊的V2和COM端。圖 45 雨水傳感器 風(fēng)速傳感器風(fēng)速傳感器是在直流電機(jī)上裝一扇葉，當(dāng)有風(fēng)時(shí)扇葉會(huì)隨風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)，直流電機(jī)會(huì)產(chǎn)生電流，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到一定風(fēng)力時(shí)，電池板會(huì)水平放置以減小風(fēng)帶來(lái)的阻力，降低系統(tǒng)損壞的可能。圖43 傳感器的安裝圖44 傳感器電路 雨水傳感器雨水傳感器采用兩根導(dǎo)線交叉式按布在電路板上靠的很近但不導(dǎo)通，連接到PLC端子是X0，當(dāng)雨水滴落到傳感器上時(shí)，兩根導(dǎo)線導(dǎo)通，此時(shí)向PLC傳送雨天信號(hào)，PLC傳送出動(dòng)作信號(hào)，執(zhí)行回原點(diǎn)程序，保護(hù)裝置。四個(gè)傳感器分別安裝于太陽(yáng)能電池板的四周，如圖43所示，還有一個(gè)陰晴天檢測(cè)傳感器安裝于支架上，五個(gè)傳感器比較電路集成在一塊印制電路板上，安裝于太陽(yáng)能電池板的后面，并作避雨處理。 圖 41 LM358電路內(nèi)部電路圖LM358內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器，內(nèi)部電路如圖42所示：2，4號(hào)腳接地，8號(hào)管腳接5V電源，輸入輸出用3號(hào)管腳或接7號(hào)管腳?！?5】鑒于各種傳感器的特點(diǎn)，為了得到精度較高的追蹤系統(tǒng)，如圖41所示原理圖所示是一種簡(jiǎn)單實(shí)用的傳感器，RR2為1KΩ電阻，R5為10KΩ電阻，R4為可調(diào)電阻，阻值為010KΩ，R5為1K電阻,三極管8050的集電極接中間繼電器的線圈。而一些改進(jìn)技術(shù)雖然提高了傳感器的追蹤范圍，但是仍然不能使人滿意。光電追蹤的核心部件就是光電傳感器，其可達(dá)到的精度直接影響追蹤系統(tǒng)的追蹤精度，而其追蹤精度高低是直接影響太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電效率的因素之一。二、電路設(shè)計(jì)太陽(yáng)位置光電傳感器是光電追蹤方式中很重要的一個(gè)部件，其探測(cè)可靠性決定了系統(tǒng)的追蹤準(zhǔn)確性，繼而影響系統(tǒng)的發(fā)電效率。該類電阻器的特點(diǎn)是入射光越強(qiáng)，電阻值就越小，入射光越弱，電阻值就越大。光敏電阻器利用的是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器。目前光傳感器是使用最多、應(yīng)用最廣的傳感器之一，它在自動(dòng)控制和檢測(cè)技術(shù)中占有非常重要的地位?！?3】一、光敏元件選擇光傳感器是最常見(jiàn)的傳感器之一，是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器，光傳感器可以直接檢測(cè)光的變化，作為探測(cè)元件組成其他傳感器又可以對(duì)許多非電量進(jìn)行檢測(cè)，如直徑、速度、位移等，只需要將這些非電量變化轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的變化即可。傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。本章介紹了機(jī)械部分的結(jié)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)方式，安裝調(diào)試和注意事項(xiàng)。在安裝軸時(shí)套筒和L形板的在實(shí)際安裝的誤差使軸線有偏差，所以要在調(diào)試的時(shí)候通過(guò)螺釘?shù)乃删o控制軸線的偏差，保證軸的自由轉(zhuǎn)動(dòng)。放軸的支撐架要滿足的要求：支架相對(duì)放置在過(guò)圓盤圓心的圓盤上，靠近邊緣，板上的圓孔的軸線過(guò)圓盤的圓心，以保證軸的自由轉(zhuǎn)動(dòng)。 機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝注意事項(xiàng)三相同步電機(jī)和伺服電機(jī)在啟動(dòng)的瞬間都有較大的瞬間扭矩，所以必須與底座和圓盤有效固定。俯仰角有兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)，只允許太陽(yáng)能電池板旋轉(zhuǎn)90度，當(dāng)太陽(yáng)能電池板觸碰到限位開(kāi)關(guān)后，立即停止旋轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)诙焯?yáng)再次升起的時(shí)候裝置重新啟動(dòng)，追蹤太陽(yáng)。圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng),用三相同步電機(jī)經(jīng)過(guò)減速器，帶動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)。3機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)兩軸運(yùn)動(dòng)的太陽(yáng)能電池組件輻照追蹤控制系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)主要由3部分組成，分別是底座，圓盤，太陽(yáng)能電池支架。 系統(tǒng)方案綜上所述，太陽(yáng)能電池組件輻照追蹤系統(tǒng)的整體框圖如圖22所示。 驅(qū)動(dòng)電機(jī)論證東西水平方向上，機(jī)械系統(tǒng)的基本要求是能夠隨太陽(yáng)東升西落的過(guò)程轉(zhuǎn)動(dòng)180度，此過(guò)程歷經(jīng)大約10小時(shí)，這一過(guò)程就必須要求電機(jī)能夠低速運(yùn)行，同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速n=60f/p(f:電源頻率p:磁極對(duì)數(shù))，磁極對(duì)數(shù)一般不能變動(dòng)，本文選用小型90TYDL三相低速同步電機(jī)。 驅(qū)動(dòng)控制方案論證由于太陽(yáng)在東西水平方向上運(yùn)行軌跡的速度與季節(jié)、地點(diǎn)有較大關(guān)系，因此系統(tǒng)在水平方向應(yīng)能實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速，且轉(zhuǎn)速不能隨電壓和負(fù)載的變化而變化，只能通過(guò)改變頻率來(lái)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，本系統(tǒng)采用三菱FRA7NC變頻器。同時(shí)，GOT有很強(qiáng)的人機(jī)互動(dòng)，可以監(jiān)控控制系統(tǒng)的運(yùn)行情況，減少控制電路的規(guī)模。在傳統(tǒng)工業(yè)控制和生產(chǎn)社會(huì)實(shí)踐當(dāng)中用于控制的主要是按鈕元件，按鈕元件控制有很多優(yōu)越性，但是占用一定的空間?！?2】PLC是經(jīng)過(guò)幾十年實(shí)際應(yīng)用中檢驗(yàn)過(guò)的控制器，其抗干擾能力強(qiáng)，故障率低，易于設(shè)備的擴(kuò)展，便于維護(hù)，開(kāi)發(fā)周期短、通用性強(qiáng)，控制程序可變、使用方便功能強(qiáng)、適應(yīng)面廣、編程簡(jiǎn)單，容易掌握；但成本相對(duì)單片機(jī)要高。單片機(jī)的應(yīng)用非常普遍，價(jià)格也較為便宜；單片機(jī)制作的主控板受制版工藝、布局結(jié)構(gòu)、器件質(zhì)量等因素的影響導(dǎo)致抗干擾能力差，故障率高，不易擴(kuò)展，對(duì)環(huán)境依賴性強(qiáng),開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)。FPGA芯片是小批量系統(tǒng)提高系統(tǒng)集成度、可靠性的最佳選擇之一。但是它也有一些缺點(diǎn)，比如數(shù)據(jù)處理能力差、存儲(chǔ)選擇性差和價(jià)格較高等【9】。工控機(jī)(Industrial Personal Computer)即工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是一種增強(qiáng)型的可以適合工業(yè)環(huán)境的個(gè)人計(jì)算機(jī)。由于伺服電機(jī)本身非常精確，在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上采用同步帶輪，使用同步帶輪可以減少在傳動(dòng)過(guò)程中的誤差。本系統(tǒng)電機(jī)和機(jī)械裝置之間的配合采用渦輪蝸桿傳動(dòng)，傳動(dòng)比30:1，這樣電機(jī)轉(zhuǎn)30圈，裝置才轉(zhuǎn)1圈，這樣保證了整個(gè)系統(tǒng)的精度。【10】本系統(tǒng)采用雙軸追蹤方式追蹤太陽(yáng)，分為東西水平方向和俯仰角控制，水平方向最大限位角度為180度，俯仰角度最大90度，在一天當(dāng)中，機(jī)械系統(tǒng)要隨時(shí)跟著太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)，這就要求系統(tǒng)的速度要慢。單軸追蹤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，相較于固定不動(dòng)的太陽(yáng)能接受器件而言，能夠一定程度上的提高系統(tǒng)接收光能效率，但是效果并不理想。鑒于光電追蹤控制方式存在的缺點(diǎn)，本系統(tǒng)將令設(shè)計(jì)一種傳感器來(lái)滿足需要，并完成相應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。但是這種方式成本較高，不適合小型光伏電站的發(fā)展；另外這種系統(tǒng)操作復(fù)雜，容易出現(xiàn)錯(cuò)誤追蹤問(wèn)題。傳感器的性能對(duì)追蹤系統(tǒng)的影響較大，如何設(shè)計(jì)一個(gè)即能準(zhǔn)確和精確反應(yīng)太陽(yáng)位置又能克服干擾的太陽(yáng)位置光電傳感器就成為一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題【9】。光電追蹤方式也存在著致命的缺點(diǎn)，就是追蹤的穩(wěn)定性問(wèn)題?！?】光電追蹤方式的優(yōu)點(diǎn)很多，在國(guó)內(nèi)外受到高度的關(guān)注。這類系統(tǒng)簡(jiǎn)單，但是穩(wěn)定性差、追蹤精度低、追蹤回應(yīng)慢。一些太陽(yáng)能追蹤系統(tǒng)直接使用太陽(yáng)能接收器作為傳感組件，比如太陽(yáng)能電池板。圖21日照?qǐng)D光電追蹤是使用光電傳感器作為探測(cè)組件，實(shí)時(shí)探測(cè)太陽(yáng)位置并將信號(hào)送達(dá)PLC、單片機(jī)等控制核心進(jìn)行處理后來(lái)完成對(duì)太陽(yáng)位置的探測(cè)和追蹤。太陽(yáng)赤緯（與太陽(yáng)直射點(diǎn)緯度相等）以δ表示，觀測(cè)地地理緯度用φ表示（太陽(yáng)赤緯與地理緯度都是北緯為正，南緯為負(fù)），地方時(shí)(時(shí)角)以t表示，有太陽(yáng)高度角的計(jì)算公式： （21）正午時(shí)間日升日落，同一地點(diǎn)一天內(nèi)太陽(yáng)高度角是不斷變化的。一些簡(jiǎn)單的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)采用此追蹤方式，即只在方位角上對(duì)太陽(yáng)進(jìn)行追蹤，使光伏發(fā)電效率增高，但是太陽(yáng)高度角變化所帶來(lái)的效率損失也是很大的?，F(xiàn)有太陽(yáng)輻照追蹤方式根據(jù)追蹤原理的不同可分為兩類:視日運(yùn)動(dòng)軌跡追蹤方式和光電追蹤方式【5】。但是相對(duì)于某一固定地點(diǎn)來(lái)說(shuō)，每天太陽(yáng)東升西落，方位每時(shí)每刻都不樣；即使是同一地點(diǎn)不同日期的同一時(shí)刻也會(huì)因?yàn)樘?yáng)赤緯角的變化引起太陽(yáng)高度的不同。冬至過(guò)后，太陽(yáng)正午高度逐日升高，同時(shí)白晝?cè)鲩L(zhǎng)，太陽(yáng)的升落又趨向正東和正西，直到春分日(3月21日)太陽(yáng)從赤道以南到達(dá)赤道。27180。冬至日(12月2日)，太陽(yáng)正午高度達(dá)最小值90176。在周日視運(yùn)動(dòng)中，太陽(yáng)多出于正東而沒(méi)于正西，白晝和黑夜等長(zhǎng)。秋分日(9月23日)，太陽(yáng)又從赤道以北到達(dá)赤道(太陽(yáng)的赤緯=0176。白晝最長(zhǎng)，這時(shí)候地球北半球天文夏季開(kāi)始。+23176。春分過(guò)后，太陽(yáng)的生落點(diǎn)逐日移向北方，白晝時(shí)間增長(zhǎng)，黑夜時(shí)間縮短，正午時(shí)太陽(yáng)的高度逐日增加。太陽(yáng)在正午的高度等于90176。)，地球北半球的天文春季開(kāi)始。假設(shè)觀察者位于地球北半球中緯度地區(qū)，我們可以對(duì)太陽(yáng)在天球上的周年視運(yùn)動(dòng)情況做如下描述。的夾角，而且地球公轉(zhuǎn)時(shí)其自轉(zhuǎn)軸的方向始終不變，總是指向天球的北極。地球的自轉(zhuǎn)軸與公轉(zhuǎn)運(yùn)行的軌道面(黃道面)法線傾斜成23176。每轉(zhuǎn)一周為一晝夜，一晝夜又分為24h，所以地球每個(gè)小時(shí)自轉(zhuǎn)15176。本章簡(jiǎn)單介紹太陽(yáng)能電池組件輻照追蹤系統(tǒng)的研制背景、目的、現(xiàn)狀及擬研究?jī)?nèi)容。市場(chǎng)急需一種追蹤范圍廣、精度高，原理結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方便使用的太陽(yáng)追蹤裝置，并盡快將一技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，從而推動(dòng)太陽(yáng)能的普及利用，拓寬太陽(yáng)能的利用領(lǐng)域。2002年2月美國(guó)亞利桑那大學(xué)推出了新型太陽(yáng)能跟蹤裝置，該裝置利用控制電機(jī)完成跟蹤，采用鋁型材框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，大大拓寬了跟蹤器的應(yīng)用領(lǐng)域。1998年美國(guó)加州成功的研究了ATM兩軸跟蹤器，該裝置在太陽(yáng)能面板上裝有集中陽(yáng)光的涅耳透鏡，這樣可以使小塊的太陽(yáng)能面板硅收集更多的能量，使熱接收率進(jìn)一步提高。這種大型精密儀器由于價(jià)格昂貴，通用性和性價(jià)比不高。太陽(yáng)落山時(shí)，追蹤裝置朝向西邊，然后停止工作，并能夠復(fù)位；當(dāng)遇到烏云遮住太陽(yáng)時(shí)，追蹤裝置傳感單元無(wú)法反應(yīng)出太陽(yáng)光線的變化，當(dāng)烏云過(guò)后太陽(yáng)可能偏離較大的角度，這種情況下就要求追蹤裝置傳感探測(cè)單元能夠在較大的范圍內(nèi)反應(yīng)出太陽(yáng)光線的變化。采用自動(dòng)追