[实用新型]太阳能启动直流无刷电机控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及直流电机的启动控制装置，尤其是小型直流无刷电机的启动控制装置。

背景技术

利用太阳能给电机供电使电机工作，由于节约能源，其应用越来越日益广泛。例如太阳能景观喷泉、太阳能灌溉系统等等。基于有刷电机的直流水泵需要的启动电流小，一般使用功率为水泵功率的1.3-2倍的太阳能电池板就能正常工作。但有刷水泵的一个致命的弱点是寿命短，一般连续工作时间不超过2000小时，所以不能用于寿命要求比较高的产品。直流无刷电机具有使用寿命长，效率高的优点，已经越来越多的被用在景观喷泉和其它应用上；但由于无刷电机需要的启动电流大，所以很难采用太阳能电池供电。而太阳能电池板额定功率是太阳光强度达到1000W/平方米时产生的功率输出，在直接连接的方式下，太阳能电池要能让无刷电机启动并正常工作，其功率不但要达到电机正常工作要求的功率，而且要达到启动时要求的瞬间功率。如果要在比较弱光的时段启动电机，那么要使用的太阳能电池将要远远大于电机的功率，一般要在2.5-3倍，这样一来，不但增加了太阳能电池的成本，而且在中午最大太阳的时候可能会烧坏电机。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种利用太阳能启动直流无刷电机控制装置。

太阳能电池的正、负极连接蓄电池的正、负极，输出给判断逻辑电路；判断逻辑电路以接通、保持、断开三种方式控制开关电路，再由开关电路控制无刷电机启、停工作。

当判断逻辑电路中的VP＞V01时接通无刷电机使之工作。

当判断逻辑电路中的V01＞PV＞V02时保持无刷电机现有状态。

当判断逻辑电路中的VP＜V02时断开停止无刷电机工作。

本实用新型其优点是：

(1)大大节省了太阳能板，降低了整个太阳能水泵产品的综合成本，尤其是在水泵要求功率越大时，越能体现降低成本的优势；(2)保证了无刷水泵在一定的阳光下可以正常工作；(3)防止水泵反复启动，延长了无刷水泵的寿命。

附图说明

附图1是本实用新型的控制方框图；

附图2是本实用新型的工作状态波形分析图；

附图3是本实用新型的控制逻辑图。

具体实施方式

直流无刷水泵启动条件：

要产生一个瞬间的脉冲帮助电极启动，这个脉冲要达到电极启动所需要的电压并且有足够的时间让电机运转；

要判断太阳能电池板在有负载状态下产生的电压能高于电机正常工作所需要的低电压，以防止电子启动以后应能量不够而停止，造成反复启动而不能正常工作；

要最大限度地利用太阳能，使得太阳能电池板能量一旦达到电机正常工作所需要的的最低能量，就让电机工作；

当太阳能光线较弱电机停止工作后，阳光变强时能自动重新工作。

本实用新型采用如下方式联接：太阳能电池的正、负极连接蓄电池的正、负极，输出给判断逻辑电路；判断逻辑电路以接通、保持、断开三种方式控制开关电路，再由开关电路控制无刷电机启、停工作。当判断逻辑电路中的VP＞V01时接通无刷电机使之工作。当判断逻辑电路中的V01＞PV＞V02时保持无刷电机现有状态。当判断逻辑电路中的VP＜V02时断开停止无刷电机工作。

通常情况下启动一个0.8W的无刷水泵，需要采用一个1.5W的太阳能板，并且在深圳上午10:30以后的晴天阳光(约75000LM光强)下才能启动。而利用该项技术，采用一个1W的太阳能板，在上深圳午8:30的晴天阳光(约30000LM光强)下就能顺利启动喷泉。这样，使得整个产品不但降低了成本，而且，大大提高了喷水的时间范围。

实现方法

用一个电容和太阳能电池并联，让太阳能电池在输出给电机之前蓄能；电容值根据电机启动电流的大小选择。

利用一个MCU或逻辑电路控制一个CMOS或NPN三级管，作为开关；该逻辑其中V01：电机启动电压；V02：电机正常工作最低电压；

如果采用MCU方案，可以程序设定一个开关打开的时间，这样该IC可以适应一定范围功率的电机的控制而不需要更换IC。

对于不同的电机，通过更改电路“假负载”的方法改变V01，V02，实现精确控制。

工艺条件

适合室外工作条件，-20℃-80℃；防水，防腐蚀；采用防水接头。

采用直流无刷水泵的小型太阳能喷泉电机功率在0.5W-20W；可用于采用直流无刷水泵的小型太阳能电机设备，如：小型抽水、抽风、吸水、太阳能热水器中循环设备等。