一種云圖采集設(shè)備的控制開(kāi)關(guān)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種云圖采集設(shè)備的控制開(kāi)關(guān)，包括供電電源、單片機(jī)、驅(qū)動(dòng)電路、步進(jìn)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)，所述單片機(jī)、所述驅(qū)動(dòng)電路、所述步進(jìn)電機(jī)以及所述旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)依次連接，所述供電電源分別與所述單片機(jī)、所述驅(qū)動(dòng)電路以及所述步進(jìn)電機(jī)連接。這種控制開(kāi)關(guān)可讓儀器在需要工作的時(shí)候準(zhǔn)確、安全的開(kāi)啟，在不需要工作的時(shí)候?qū)⒃茍D采集儀器的工作電源完全切除。
【專利說(shuō)明】一種云圖采集設(shè)備的控制開(kāi)關(guān)

【技術(shù)領(lǐng)域】
:
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種控制開(kāi)關(guān)，具體講涉及一種用于光伏預(yù)測(cè)的云圖采集設(shè)備的控制開(kāi)關(guān)。

【背景技術(shù)】
:
[0002]隨著近年來(lái)大規(guī)模光伏電站接入電網(wǎng)，光伏發(fā)電輸出功率的隨機(jī)性和波動(dòng)性會(huì)對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行造成影響。對(duì)光伏電站的輸出功率進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，能為電力調(diào)度提供重要的決策支持，能夠統(tǒng)籌安排常規(guī)電源和光伏發(fā)電的協(xié)調(diào)配合，有效的降低電力系統(tǒng)運(yùn)行成本，使得光伏資源得到充分的利用，從而獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
[0003]為了實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏發(fā)電功率衰減點(diǎn)的準(zhǔn)確有效預(yù)測(cè)，需要準(zhǔn)確捕捉云團(tuán)的運(yùn)行趨勢(shì)，而捕捉云團(tuán)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)現(xiàn)在采用最多的還是各種云圖成像設(shè)備。由于光伏電站主要分布在野外，對(duì)應(yīng)的云圖采集設(shè)備也需要進(jìn)行野外安裝，對(duì)設(shè)備的功耗有較高的要求，要求設(shè)備要盡可能的節(jié)能，并且還要注意設(shè)備的本身的用電安全。
[0004]近年來(lái)，隨著電荷耦合器件(CCD)等硬件技術(shù)的發(fā)展和數(shù)字圖像處理技術(shù)的不斷完善，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏電站上空云圖的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和采集，很多地基遙感測(cè)云儀器比如地基遙感設(shè)備、全天空成像儀等研制成功。利用數(shù)字圖像處理技術(shù)對(duì)地基云圖進(jìn)行處理和分析，對(duì)云團(tuán)移動(dòng)進(jìn)行預(yù)估，相當(dāng)于將云這一主要?dú)庀笠貜谋姸嘤绊戄椪斩鹊碾S機(jī)因素中單獨(dú)分離出來(lái)進(jìn)行建模。從某種意義上講，實(shí)現(xiàn)對(duì)云團(tuán)的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)是實(shí)現(xiàn)光伏功率超短期準(zhǔn)確預(yù)測(cè)的前提。
[0005]但是一般這些云圖采集設(shè)備不能主動(dòng)的根據(jù)實(shí)際的執(zhí)行情況，將自身的電源切斷和接通，即使有些云圖成像儀器可以在夜晚進(jìn)入休眠狀態(tài)，但是儀器本身為了保證它能即時(shí)的喚醒休眠中的設(shè)備，需要外部的電源對(duì)其不間斷的進(jìn)行供電，以保證其能在第二天日出時(shí)分喚醒自身進(jìn)行云圖采集。這種工作方式雖然在一定程度上減省了能源，但是在野外獨(dú)立供電時(shí)，還是存在一定的能量損失，沒(méi)有將儀器的工作能耗降到最低，并且還存在一定的安全隱患。
實(shí)用新型內(nèi)容:
[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，本實(shí)用新型提供一種云圖采集設(shè)備的控制開(kāi)關(guān)。
[0007]本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是:一種云圖采集設(shè)備的控制開(kāi)關(guān)，包括供電電源、單片機(jī)、驅(qū)動(dòng)電路、步進(jìn)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)，其改進(jìn)之處在于:所述單片機(jī)、所述驅(qū)動(dòng)電路、所述步進(jìn)電機(jī)以及所述旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)依次連接，所述供電電源分別與所述單片機(jī)、所述驅(qū)動(dòng)電路以及所述步進(jìn)電機(jī)連接。
[0008]優(yōu)選的,所述旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)包括動(dòng)觸頭安裝件和定觸頭安裝件；所述動(dòng)觸頭安裝件和所述定觸頭安裝件活動(dòng)連接。
[0009]進(jìn)一步，所述動(dòng)觸頭安裝件包括橫截面為六角星形的塑料轉(zhuǎn)輪和固定在所述塑料轉(zhuǎn)輪一端的銅片，所述銅片為與所述塑料轉(zhuǎn)輪端面重合的六角星形。
[0010]進(jìn)一步，所述塑料轉(zhuǎn)輪與步進(jìn)電機(jī)同軸安裝，所述塑料轉(zhuǎn)輪與所述步進(jìn)電機(jī)之間設(shè)有絕緣橡皮套管，所述絕緣橡皮套管安裝在所述步進(jìn)電機(jī)中心轉(zhuǎn)軸外端。
[0011]進(jìn)一步，所述銅片中心固定有圓形導(dǎo)線接頭。
[0012]進(jìn)一步，所述塑料轉(zhuǎn)輪的側(cè)壁由十二個(gè)面組成，所述塑料轉(zhuǎn)輪的側(cè)壁上設(shè)有與所述塑料轉(zhuǎn)輪一體成型的三個(gè)塑料片，所述三個(gè)塑料片分別與其中三個(gè)面處于同一平面上，相鄰兩個(gè)所述塑料片之間呈120°夾角。
[0013]進(jìn)一步，所述銅片包括十二條邊，所述銅片上設(shè)有與所述銅片一體成型的三個(gè)銅葉，所述三個(gè)銅葉分別與其中三條邊處于同一直線上。
[0014]進(jìn)一步，所述銅葉設(shè)于相鄰的兩個(gè)塑料片之間，相鄰的所述銅葉和所述塑料片之間呈60°夾角。
[0015]進(jìn)一步，所述銅葉的端部設(shè)有與所述銅葉一體成型的輔助葉，所述輔助葉與所述銅葉組成角度大于30°且小于150°的動(dòng)觸頭。
[0016]進(jìn)一步，所述定觸頭安裝件包括一體成型的條形固定件和定觸頭，所述定觸頭的形狀和大小與所述動(dòng)觸頭的形狀和大小對(duì)應(yīng)相同。
[0017]與最接近的技術(shù)方案相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0018]本實(shí)用新型采用六角星形旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)云圖采集設(shè)備工作電源的開(kāi)合，可讓儀器在需要工作的時(shí)候準(zhǔn)確、安全地開(kāi)啟，在不需要工作的時(shí)候?qū)⒃茍D采集儀器的工作電源完全切除，有效完成了對(duì)儀器的主電源的動(dòng)態(tài)控制，起到了節(jié)能的作用。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
:
[0019]圖1為控制開(kāi)關(guān)的整體框圖；
[0020]圖2為驅(qū)動(dòng)電路原理圖；
[0021]圖3為旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)的主視圖；
[0022]圖4為電動(dòng)機(jī)和旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)的分解圖:
[0023]其中1-導(dǎo)線接頭；2_銅片；3_動(dòng)觸頭；4_定觸頭；5_導(dǎo)線；6_塑料片；7_步進(jìn)電機(jī)；8-絕緣橡皮套。
[0024]具體實(shí)施方法:
[0025]為了更好地理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本實(shí)用新型的內(nèi)容做進(jìn)一步地說(shuō)明。
[0026]本實(shí)用新型采用的控制開(kāi)關(guān)如圖1所示:包括單片機(jī)、驅(qū)動(dòng)電路、電源、步進(jìn)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)。
[0027](I)控制開(kāi)關(guān)的原理:
[0028]I)單片機(jī):裝置中的單片機(jī)采用現(xiàn)有的日出日落時(shí)間計(jì)算方法計(jì)算太陽(yáng)的日出日落時(shí)間，分別在日出日落時(shí)間點(diǎn)向驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送出控制信號(hào)，然后根據(jù)控制信號(hào)判定步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。
[0029]2)驅(qū)動(dòng)電路:從單片機(jī)輸出的信號(hào)功率比較低，一般不直接用于驅(qū)動(dòng)外圍設(shè)備，通常需要將控制信號(hào)放大，然后驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)7做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)電路采用高輸入阻抗差分放大器，如圖2所示:A1、A2兩個(gè)同相運(yùn)放電路構(gòu)成輸入級(jí)，再與差分放大器A3串聯(lián)組成三運(yùn)放差分放大電路；驅(qū)動(dòng)電路中Al、A2對(duì)應(yīng)的對(duì)稱線路電組為Rl、R2 ;A1、A2與A3相連的輸出線路電阻為R3、R4 ；A3兩邊的線路電阻為R5、R6，其中Rl = R2、R3 = R4、R5 = R6 ；RP為滑動(dòng)變阻器，一般選擇在IK Ω?10ΚΩ內(nèi)；RS1和RS2的阻值不超過(guò)RP/2，主要用于保護(hù)運(yùn)放輸入級(jí)。
[0030]3)步進(jìn)電機(jī):單片機(jī)的控制信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路，輸入至步進(jìn)電機(jī)，控制步進(jìn)電機(jī)的速度。電源為單片機(jī)和驅(qū)動(dòng)芯片的正常工作提供安全穩(wěn)定的直流高電平。在實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)輸出，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大后，可以對(duì)步進(jìn)電機(jī)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。由于永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)出力大，動(dòng)態(tài)性能好，因此本控制開(kāi)關(guān)中的步進(jìn)電機(jī)選用永磁式步進(jìn)電機(jī)。安裝時(shí)，在步進(jìn)電機(jī)7的轉(zhuǎn)軸的外端處先安裝絕緣橡皮套8管，然后安裝旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)。
[0031]4)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān):旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)的主視圖如圖3所示:包括兩個(gè)部分:動(dòng)觸頭安裝件和定觸頭安裝件；圖中的箭頭方向?yàn)閯?dòng)觸頭安裝件的旋轉(zhuǎn)方向。
[0032]動(dòng)觸頭安裝件由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和觸片機(jī)構(gòu)組成。其中旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)為橫截面為六角星形的柱狀塑料轉(zhuǎn)輪，觸片為固定在塑料轉(zhuǎn)輪端面上的六角星形銅片2，塑料轉(zhuǎn)輪外壁帶有絕緣塑料片6，銅片2的外側(cè)帶有銅葉，銅片2的銅葉與塑料轉(zhuǎn)輪的塑料片6之間呈60度夾角。
[0033]定觸頭安裝件包括條形的固定件和安裝在固定件一端的向順時(shí)針?lè)较蛲蛊鸬膴A角形的定觸頭4。
[0034]銅片2的中心安裝有圓形導(dǎo)線5觸頭，導(dǎo)線5接頭采用銅制成，用于連接導(dǎo)線5 ；在銅葉上設(shè)計(jì)與銅葉一體形成的輔助葉，形成夾角大于30°小于150°的向順時(shí)針?lè)较蛲蛊鸬膭?dòng)觸頭3，動(dòng)觸頭3與形狀和大小相同的定觸頭4配合連接；夾角形的動(dòng)觸頭3和定觸頭4與條形的定觸頭和動(dòng)觸頭相比，可以增加動(dòng)觸頭和定觸頭間導(dǎo)通的可靠性。
[0035]步進(jìn)電機(jī)7每次以60度轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)7轉(zhuǎn)軸上安裝的旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)會(huì)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)動(dòng)觸頭3與定觸頭4接觸導(dǎo)通時(shí)，動(dòng)觸頭安裝件上的導(dǎo)線5會(huì)與定觸頭安裝件上的導(dǎo)線5導(dǎo)通，此時(shí)云圖采集儀器開(kāi)啟。當(dāng)動(dòng)觸頭3離開(kāi)定觸頭4時(shí)，動(dòng)觸頭安裝件上的導(dǎo)線5會(huì)與定觸頭安裝件上的導(dǎo)線5斷路，此時(shí)云圖采集儀器關(guān)閉。
[0036](2)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)裝置器件選型
[0037]I)單片機(jī)選擇
[0038]考慮到本實(shí)用新型中單片機(jī)的計(jì)算主要是日出日落時(shí)間，以及維持系統(tǒng)時(shí)鐘運(yùn)行，所以要求硬件控制器的計(jì)算能力要求不高，所以從該裝置的設(shè)計(jì)成本，易用性等方面考慮，采用80C52，該單片機(jī)以其體積小、功能齊全、價(jià)格低廉、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，在各個(gè)領(lǐng)域都獲得了廣泛的應(yīng)用，適合于本實(shí)用新型的整體設(shè)計(jì)。
[0039]2)驅(qū)動(dòng)電路芯片選擇
[0040]目前已有多種用于小功率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的集成功率驅(qū)動(dòng)接口電路可供選用。例如集成H橋式驅(qū)動(dòng)器L298芯片，集成達(dá)林頓管ULN2003A極電極開(kāi)路驅(qū)動(dòng)芯片等。由于ULN2003A具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負(fù)載能力強(qiáng)，而且集成有續(xù)流二極管等特點(diǎn)，以及其對(duì)單片機(jī)的專用性。本實(shí)用新型選擇ULN2003A驅(qū)動(dòng)芯片，ULN2003A其本質(zhì)是一個(gè)基于三極管的非門(mén)電路芯片。在驅(qū)動(dòng)過(guò)程中，ULN2003起到將控制信號(hào)功率放大和信號(hào)反相的作用。進(jìn)而穩(wěn)定地將步進(jìn)電機(jī)7的控制信號(hào)平穩(wěn)有效地送給步進(jìn)電機(jī)7，確保步進(jìn)電機(jī)7的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0041]3)步進(jìn)電機(jī)選擇
[0042]考慮到旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)的材料、驅(qū)動(dòng)功率、功耗、成本等實(shí)際條件，本實(shí)用新型選擇型號(hào)為28BYJ48的四相五線步進(jìn)電機(jī)。該步進(jìn)電機(jī)的額定電壓(5VDC)、電阻、減速比、步距角、驅(qū)動(dòng)方式(4相8拍)、牽入轉(zhuǎn)矩均適合于本實(shí)用新型的整體設(shè)計(jì)。
[0043]以上僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在申請(qǐng)待批的本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種云圖采集設(shè)備的控制開(kāi)關(guān)，包括供電電源、單片機(jī)、驅(qū)動(dòng)電路、步進(jìn)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)，其特征在于:所述單片機(jī)、所述驅(qū)動(dòng)電路、所述步進(jìn)電機(jī)以及所述旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)依次連接，所述供電電源分別與所述單片機(jī)、所述驅(qū)動(dòng)電路以及所述步進(jìn)電機(jī)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種云圖采集設(shè)備的控制開(kāi)關(guān)，其特征在于: 所述旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)包括動(dòng)觸頭安裝件和定觸頭安裝件；所述動(dòng)觸頭安裝件和所述定觸頭安裝件活動(dòng)連接。
3.如權(quán)利要求2所述的一種云圖采集設(shè)備的控制開(kāi)關(guān)，其特征在于: 所述動(dòng)觸頭安裝件包括橫截面為六角星形的塑料轉(zhuǎn)輪和固定在所述塑料轉(zhuǎn)輪一端的銅片，所述銅片為與所述塑料轉(zhuǎn)輪端面重合的六角星形。
4.如權(quán)利要求3所述的一種云圖采集設(shè)備的控制開(kāi)關(guān)，其特征在于: 所述塑料轉(zhuǎn)輪與步進(jìn)電機(jī)同軸安裝，所述塑料轉(zhuǎn)輪與所述步進(jìn)電機(jī)之間設(shè)有絕緣橡皮套管，所述絕緣橡皮套管安裝在所述步進(jìn)電機(jī)中心轉(zhuǎn)軸外端。
5.如權(quán)利要求3所述的一種云圖采集設(shè)備的控制開(kāi)關(guān)，其特征在于: 所述銅片中心固定有圓形導(dǎo)線接頭。
6.如權(quán)利要求4所述的一種云圖采集設(shè)備的控制開(kāi)關(guān)，其特征在于: 所述塑料轉(zhuǎn)輪的側(cè)壁由十二個(gè)面組成，所述塑料轉(zhuǎn)輪的側(cè)壁上設(shè)有與所述塑料轉(zhuǎn)輪一體成型的三個(gè)塑料片，所述三個(gè)塑料片分別與其中三個(gè)面處于同一平面上，相鄰兩個(gè)所述塑料片之間呈120°夾角。
7.如權(quán)利要求3所述的一種云圖采集設(shè)備的控制開(kāi)關(guān)，其特征在于: 所述銅片包括十二條邊，所述銅片上設(shè)有與所述銅片一體成型的三個(gè)銅葉，所述三個(gè)銅葉分別與其中三條邊處于同一直線上。
8.如權(quán)利要求7所述的一種云圖采集設(shè)備的控制開(kāi)關(guān)，其特征在于: 所述銅葉設(shè)于相鄰的兩個(gè)塑料片之間，相鄰的所述銅葉和所述塑料片之間呈60°夾角。
9.如權(quán)利要求8所述的一種云圖采集設(shè)備的控制開(kāi)關(guān)，其特征在于: 所述銅葉的端部設(shè)有與所述銅葉一體成型的輔助葉，所述輔助葉與所述銅葉組成角度大于30°且小于150°的動(dòng)觸頭。
10.如權(quán)利要求2所述的一種云圖采集設(shè)備的控制開(kāi)關(guān)，其特征在于: 所述定觸頭安裝件包括一體成型的條形固定件和定觸頭，所述定觸頭的形狀和大小與所述動(dòng)觸頭的形狀和大小對(duì)應(yīng)相同。
【文檔編號(hào)】G05B19/04GK204028596SQ201420466211
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】朱想, 周海, 王知嘉, 于炳霞, 陳志寶, 曹瀟, 譚志萍, 崔方, 程序, 丁宇宇, 周強(qiáng), 丁煌 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 中國(guó)電力科學(xué)研究院