国产成人女人在线观看-国产成人女人在线视频观看-国产成人欧美-国产成人欧美视频在线-国产成人欧美一区二区三区的-国产成人啪精品

您好,歡迎訪問安科瑞電氣股份有限公司! 咨詢熱線:13774430992

技術(shù)文章/ TECHNICAL ARTICLES

我的位置:首頁  >  技術(shù)文章  >  霍爾傳感器在太陽能光伏發(fā)電檢測系統(tǒng)中的應(yīng)用與選型

霍爾傳感器在太陽能光伏發(fā)電檢測系統(tǒng)中的應(yīng)用與選型

更新時(shí)間:2023-11-23      瀏覽次數(shù):676


 

 

摘要:太陽能光伏發(fā)電組件的實(shí)時(shí)檢測備受關(guān)注,本文設(shè)計(jì)了基于霍爾傳感器的太陽能光伏系統(tǒng)的檢測裝置。該裝置主要由信號(hào)采集電路單元、數(shù)據(jù)處理單元和局域網(wǎng)控制器(ControllerAreaNetwork簡稱CAN)總線數(shù)據(jù)傳輸電路單元三部分結(jié)合進(jìn)行檢測。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明霍爾傳感器的測量精度高、范圍大、響應(yīng)速度快、測量方法線性度好、不受外界環(huán)境因素影響,且實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)并上傳數(shù)據(jù)。充分證明本文設(shè)計(jì)的檢測系統(tǒng)是高效可行的。

 

關(guān)鍵詞:霍爾傳感器;光伏發(fā)電;CAN總線傳輸;實(shí)時(shí)檢測

 

0引言

由于太陽能具有清潔、無污染、可再生的特點(diǎn),我國又出臺(tái)的新能源政策促使光伏產(chǎn)品質(zhì)量與數(shù)量齊升。面臨的首要問題是對光伏發(fā)電組件進(jìn)行檢測與維護(hù)。而光伏系統(tǒng)主要采用直流電源,可以依據(jù)輸出端電壓、電流來判斷光伏組件運(yùn)行狀態(tài)。因此,監(jiān)測光伏組件的輸出端電壓、電流具有重要意義。

監(jiān)測系統(tǒng)主要是采集光伏組件輸出電壓、電流信號(hào)。但是,陣列中的電壓、電流值較高且電池板間具有電位聯(lián)系,導(dǎo)致目前實(shí)現(xiàn)直接測量比較困難。研究前期,提出一些測量方法:共模、差模、V/F轉(zhuǎn)換無觸點(diǎn)采樣等方法來測量電壓,但都存在精度低,線性度差,電壓測量范圍小,響應(yīng)速度慢,不能適用于任何波形等缺點(diǎn);采用直放式LEM傳感器、羅氏線圈、電磁式電流互感器、TMR電流傳感器、分流器或直接檢測等方法來測量電流,但是存在零點(diǎn)漂移、破壞原有系統(tǒng)完整性、影響被測電流波形、絕緣難度大等問題。

因此,針對光伏發(fā)電系統(tǒng)的特殊性并結(jié)合目前的測量方法,采用依據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場傳感器—霍爾傳感器[5]來測量光伏陣列的電壓、電流;采用CAN總線[6-7],實(shí)時(shí)上傳數(shù)據(jù)至上位機(jī)。設(shè)計(jì)了一種方便操作且結(jié)構(gòu)簡單的可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測光伏發(fā)電組件工作狀態(tài)的裝置。相比于其他單一的光伏發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng),它可以克服目前測量方法存在的不足。而且具有兩大優(yōu)勢:一是可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)監(jiān)測發(fā)電組件的電壓、電流;二是可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)上傳。

 

1設(shè)計(jì)要求

太陽能光伏陣列的檢測關(guān)鍵是對太陽能光伏陣列輸出電壓、電流信號(hào)的采集。但是,電池板串聯(lián)數(shù)量多使得串聯(lián)整組的電壓、電流高,而且每個(gè)發(fā)電組件之間的電位都有一定的聯(lián)系。因此,為實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測光伏發(fā)電組件的工作狀態(tài)并上傳數(shù)據(jù);第一時(shí)間定位故障點(diǎn)的具體位置并給出報(bào)警信號(hào)。對本檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出以下要求:

1)傳感器裝置價(jià)格低廉,絕緣度高,體積小且重量輕。

2)檢測系統(tǒng)對工作溫度檢測精度應(yīng)高于1%,任何波形都適用,進(jìn)而提高測量效率。

3)系統(tǒng)電壓測量范圍應(yīng)擴(kuò)大到6400V

4)系統(tǒng)采樣動(dòng)作的延遲時(shí)間要短且不受外界影響維持長期穩(wěn)定。

5)檢測系統(tǒng)響應(yīng)速度快,線性度要達(dá)0.1%

 

2總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

總體監(jiān)測系統(tǒng)如圖1所示,主要由信號(hào)采集電路單元、數(shù)據(jù)處理電路單元、CAN總線數(shù)據(jù)傳輸電路單元、穩(wěn)壓電路單元、撥碼開關(guān)單元和數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)7部分組成。

 

1總體結(jié)構(gòu)

信號(hào)采集電路單元由電壓信號(hào)采集電路和電流信號(hào)采集電路組成,電壓、電流信號(hào)采集電路輸入電壓和電流信號(hào);CAN總線數(shù)據(jù)傳輸電路單元對三個(gè)電路單元傳輸過來的數(shù)據(jù)作處理;穩(wěn)壓電路單元主要是提供穩(wěn)定電源。

 

2.1信號(hào)采集電路單元結(jié)構(gòu)

如圖2所示,信號(hào)采集電路由8個(gè)霍爾傳感器組成(H1~H7為電壓霍爾傳感器,H8為電流霍爾傳感器)。其中電壓霍爾傳感器H1~H6檢測單塊太陽能電池板電壓,H7檢測串聯(lián)支路兩端總電壓,電流霍爾傳感器采集太陽能光伏陣列每條支路上的電流信號(hào)。

 

2信號(hào)采集電路單元結(jié)構(gòu)

 

其中H1~H7使用+15V直流電源供電,H8使用+5V直流電源供電。電壓霍爾傳感器H1H7通過接線端子J5~J11與電池板相連(圖2)產(chǎn)生霍爾效應(yīng),得到0~5V的電壓信號(hào)。將太陽能電池板輸出電流導(dǎo)線穿過帶有電流感應(yīng)孔的電流霍爾傳感器H8輸出額定值為0~2.5伏直流電壓信號(hào)。上述電壓信號(hào)連接單片機(jī)U1A/D引腳(圖3),將分壓電阻R101R108(圖2)放在單片機(jī)U1與霍爾傳感器之間,防止感應(yīng)電壓過高而損壞單片機(jī)。

 

3數(shù)據(jù)處理電路單元結(jié)構(gòu)

 

2.2數(shù)據(jù)處理電路單元結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)處理電路由單片機(jī)U1PIC18F25K80)、電阻R28、電阻R1、電阻R5、電容C1C3、電容C10、晶振Y1LEDL2、接線端子J1等構(gòu)成。將外部+24V直流電源通過穩(wěn)壓電路單元接入接線端子J2的一端,接線端子J2另一端與電源芯片MC7805MC7815相連,MC780524V電源轉(zhuǎn)化為+5VMC781524V電源轉(zhuǎn)化為+15V+5V直流電源用于為單片機(jī)和電流霍爾傳感器供電,+15V直流電源用于為電壓霍爾傳感器供電,而電源部分為通用電路。

單片機(jī)U1內(nèi)部A/D模塊對接收到的霍爾傳感器輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。其內(nèi)部模塊按照如下公式進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和相應(yīng)分析處理。

被測電壓=((ad結(jié)果采樣)*基準(zhǔn))/AD位數(shù),8AD位數(shù)=256

被測電流=((ad結(jié)果采樣)*基準(zhǔn))/AD位數(shù),8AD位數(shù)=256

該算法得到的電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至單片機(jī)U1的內(nèi)部寄存器,再由其內(nèi)部的ECAN模塊將檢測結(jié)果輸出給CAN總線數(shù)據(jù)傳輸電路單元;數(shù)據(jù)處理電路單元中的LED指示燈L2會(huì)閃爍時(shí)單片機(jī)處于工作狀態(tài);接線端子J1是編程線,通過連接計(jì)算機(jī)USB接口可以使用計(jì)算機(jī)下載、編寫和運(yùn)行調(diào)試單片機(jī)U1的相關(guān)程序。

 

2.3CAN總線數(shù)據(jù)傳輸電路單元結(jié)構(gòu)

CAN總線數(shù)據(jù)傳輸電路(圖4)由通訊收發(fā)芯片U6TJA1040)、分壓電阻R2R3、共模濾波電感L3CAN總線濾波放大電路(圖5)、瞬態(tài)抑制二極管Z1Z2、保險(xiǎn)F1F2組成。U6可以實(shí)現(xiàn)CAN總線協(xié)議的轉(zhuǎn)換,U61號(hào)引腳(TX)和4號(hào)管腳(RX)用來實(shí)現(xiàn)與U1之間的數(shù)據(jù)交互。分壓電阻R2R3連接在U6U1之間是為了保護(hù)電路。通訊收發(fā)芯片U66號(hào)和7號(hào)管腳為CAN總線數(shù)據(jù)連接引腳,在它們外部連接抗感擾的共模濾波電感L3。如圖5所示,該電路將輸入信號(hào)進(jìn)行濾波、放大,然后采用CAN總線傳輸電路傳送信號(hào)。

 

4CAN總線傳輸電路結(jié)構(gòu)

 

限壓型的過電壓保護(hù)器件瞬態(tài)抑制二極管Z1Z2,可以保護(hù)后續(xù)電路結(jié)構(gòu)的正常使用,因?yàn)樵摱O管把電路中過高的電壓可以控制在一個(gè)安全范圍內(nèi)。保險(xiǎn)F1F2主要是保護(hù)電路中的其他所有電子元件,以防外部電路中過高的電壓輸入該電路。CAN總線的OCANHOCANL端子與接線端子J2相連接,用來執(zhí)行和上位機(jī)之間的通訊操作。

通過撥碼開關(guān)設(shè)置每個(gè)基于霍爾傳感器的太陽能光伏發(fā)電檢測系統(tǒng)的站號(hào),撥碼開關(guān)的每一位與單片機(jī)U121號(hào)~28號(hào)I/O引腳相連。每一位有開、關(guān)兩種狀態(tài),手動(dòng)向上撥即為開向單片機(jī)寫1,手動(dòng)向下?lián)芗礊殛P(guān)向單片機(jī)寫0,撥碼開關(guān)的輸出相當(dāng)于一個(gè)82進(jìn)制數(shù),即0000000011111111,手動(dòng)調(diào)節(jié)撥碼開關(guān)的8個(gè)開關(guān)觸點(diǎn),生成一個(gè)82進(jìn)制數(shù),即一個(gè)檢測系統(tǒng)的站號(hào),每個(gè)單獨(dú)的電壓、電流檢測系統(tǒng)在CAN總線中相當(dāng)于一個(gè)節(jié)點(diǎn),每個(gè)節(jié)點(diǎn)都具有自己的站號(hào),可以用來準(zhǔn)確識(shí)別總線系統(tǒng)里的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

 

2.4CAN總線濾波放大電路

CAN總線濾波放大電路(圖5)由電容C6C8、電阻R10R13構(gòu)成。

 

5濾波放大電路結(jié)構(gòu)

 

上述數(shù)據(jù)傳輸電路單元得到的電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)經(jīng)過分壓電阻R2和分壓電阻R3流向通訊收發(fā)芯片U6,通訊收發(fā)芯片U6自帶CAN總線通訊協(xié)議,在接收到單片機(jī)U1傳輸?shù)碾妷簲?shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)后對其進(jìn)行通訊協(xié)議轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)化后的電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)信號(hào)流向共模濾波電感L3,濾除掉信號(hào)中的干擾成分,并經(jīng)過電阻R12和電阻R13的分壓保護(hù),經(jīng)過瞬態(tài)抑制二極管Z1和瞬態(tài)抑制二極管Z2后流向保險(xiǎn)F1和保險(xiǎn)F2,最終通過接線端子J2和外部CAN總線相連,并通過CAN總線將測量得到的電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)上傳至實(shí)時(shí)監(jiān)測光伏組件運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī),完成整個(gè)檢測流程。

 

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

為了驗(yàn)證設(shè)計(jì)的該系統(tǒng)的正確性,以一個(gè)實(shí)際由6*4維光伏陣列構(gòu)成太陽能光伏系統(tǒng)為例。系統(tǒng)中共用到28個(gè)電壓采集電路和5個(gè)電流采集電路。該系統(tǒng)共有4條支路并列運(yùn)行,而且每6個(gè)太陽能電池板串聯(lián)成一組構(gòu)成一條支路。其中每一個(gè)太陽能電池板采用一個(gè)電壓采集電路對其兩端采集電壓信號(hào),每條支路也采用一個(gè)電壓采集電路用來采集該條支路兩端的總電壓信號(hào);每條支路需要采用一個(gè)電流采集電路來采集該條支路的電流信號(hào),此外再安裝一個(gè)電流采集電路來采集4條支路的總電流。運(yùn)行結(jié)果如圖6、圖7所示。

 

6電壓、電流實(shí)時(shí)狀態(tài)

 

7電壓、電流實(shí)時(shí)狀態(tài)

 

實(shí)例中每塊太陽能電池板額定輸出電壓為50V,串聯(lián)后每組額定輸出電壓為300V。如圖6a)(b)為采用該霍爾傳感器結(jié)果,(c)(d)為未使用結(jié)果圖。二者比對分析充分體現(xiàn)該檢測系統(tǒng)采用霍爾傳感器對電壓、電流的測量精度高、波動(dòng)范圍小。同時(shí)經(jīng)由CAN總線將數(shù)據(jù)結(jié)果幾乎無延時(shí)地上傳至上位機(jī),可以實(shí)時(shí)觀測電壓、電流數(shù)據(jù)。而(c)(d)地延時(shí)就很長。進(jìn)一步采用單片機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理得知每一個(gè)光伏組件的運(yùn)行狀態(tài),并對每塊太陽能板進(jìn)行編號(hào),可以清楚地了解光伏發(fā)電系統(tǒng)每個(gè)電池板的工作狀態(tài)。

 

4安科瑞霍爾傳感器產(chǎn)品選型

4.1產(chǎn)品介紹

霍爾電流傳感器主要適用于交流、直流、脈沖等復(fù)雜信號(hào)的隔離轉(zhuǎn)換,通過霍爾效應(yīng)原理使變換后的信號(hào)能夠直接被AD、DSP、PLC、二次儀表等各種采集裝置直接采集和接受,響應(yīng)時(shí)間快,電流測量范圍寬精度高,過載能力強(qiáng),線性好,抗干擾能力強(qiáng)。適用于電流監(jiān)控及電池應(yīng)用、逆變電源及太陽能電源管理系統(tǒng)、直流屏及直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、電鍍、焊接應(yīng)用、變頻器,UPS伺服控制等系統(tǒng)電流信號(hào)采集和反饋控制。

 

4.2產(chǎn)品選型

4.2.1開口式開環(huán)霍爾電流傳感器

 

 

型號(hào)

額定電流

供電電源

額定輸出

測量孔徑(mm)

準(zhǔn)確度

AHBC-LTA

0~(100~300)A

±15V

50mA/100mA

φ20

0.5級(jí)

AHBC-LT1005

0~1000A

±15V

200mA

/

0.5級(jí)

AHBC-LF

0~2000A

±15V

400mA

/

0.5級(jí)

3

4.2.4直流漏電流傳感器

型號(hào)

額定電流

供電電源

額定輸出

測量孔徑(mm)

準(zhǔn)確度

AHLC-LTA

DC0~(10mA~2A)

±15V

5V

φ20

1級(jí)

AHLC-EA

DC0~(10mA~2A)

±15V

5V

φ40

1級(jí)

AHLC-EB

DC0~(10mA~2A)

±15V

5V

φ60

1級(jí)

4

 

5結(jié)論

該系統(tǒng)體積小,重量輕,成本低廉可應(yīng)用于未來的光伏發(fā)電系統(tǒng),只需依據(jù)光伏組件的實(shí)際數(shù)量做出具體調(diào)整即可。并且證明該系統(tǒng)使用的傳感器測量的電流、電壓信號(hào)的精度高、可靠性好。因?yàn)樵搨鞲衅餮訒r(shí)短可以即時(shí)發(fā)現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)的故障節(jié)點(diǎn),更加方便工作人員及時(shí)對光伏陣列進(jìn)行維護(hù)與檢修,進(jìn)而在保證生產(chǎn)成本的基礎(chǔ)上提高了光伏發(fā)電效率。

 


電話:TEL

13774430992

地址:ADDRESS

上海市嘉定區(qū)育綠路253號(hào)

掃碼添加微信

主站蜘蛛池模板: 日日碰狠狠添天天爽对白 | 四虎影永久在线观看网址 | sihu永久在线播放地址 | 我想看一级毛片免费的 | 欧美激情在线视频播放 | 特级毛片免费视频 | 国产精品一区久久精品 | 咪咪色在线视频 | 视频一区二区欧美日韩在线 | 日韩专区亚洲精品欧美专区 | 久久网站免费观看 | 国产精品久久久久久久毛片 | 毛片免费全部播放一级 | 成人久久精品 | 操操操网站 | 久久精品免费一区二区视 | 91久久精品国产免费一区 | 国产高清在线观看麻豆 | 中文字幕天堂久久精品 | 妖精视频免费在线观看 | 欧美午夜艳片欧美精品 | 国产成人成人一区二区 | 久久久久久毛片免费播放 | 亚洲国产男人本色在线观看的a站 | 亚洲一区二区免费在线观看 | 久草最新 | 久久青草免费91观看 | 国产成人精品免费影视大全 | 国产精品久久久久久 | www天天干 | 亚洲图片综合网 | 国产成人午夜精品5599 | 欧美一级α片毛片免费观看 | 亚洲精品国产高清不卡在线 | 亚洲精品tv久久久久久久久 | 男人的天堂黄 | 超91精品手机国产在线 | 久久成人网18网站 | 欧美色五月| 一区二区三区精品国产 | 不卡影视|