[发明专利]碟式太阳能集热发电跟踪系统中步进电机的发热量控制系统

权利要求书

1.碟式太阳能集热发电跟踪系统中步进电机发热量控制系统，其特征在于：该控制系统包括步进电机定子温度采集模块，步进电机定子温度采集模块依次电连接ADC0808模数转换模块和微处理器，微处理器分别与AD5410数模转换模块、LCD1602温度显示模块和报警指示模块电连接；

所述步进电机定子温度采集模块为一桥式电路，包括电阻式温度检测器和运算放大器OP491GP，运算放大器OP491GP由一个5V的电源供电，电阻式温度检测器为四线电阻式温度传感器RTD-Pt100，运算放大器OP491GP的正向输入端与输出端间串联有电阻R13，运算放大器OP491GP的反向输入端与输出端间串联有电阻R9，用于产生恒定的激励电流和参考电压；四线电阻式温度传感器RTD-Pt100的E+和S+端连接运算放大器OP491GP的正向输入端，四线电阻式温度传感器RTD-Pt100的E-和S-端接地，运算放大器OP491GP的反向输入端串联电阻R12后接地，运算放大器OP491GP的反向输入端还通过串联电阻R11后接5V电源，运算放大器OP491GP的正向输入端串联电阻R10后接5V电源，用于产生电阻式温度检测器的电流源；该电流源的电流均匀分裂，并流电阻式温度检测器过桥的两半，电阻式温度检测器根据其电阻输出电压信号；

所述ADC0808模数转换模块为一逐次逼近式转换芯片，用于将步进电机定子温度采集模块采集到的电压信号转化为数字量信号传输至微处理器；

所述微处理器为AT89C51单片机最小系统，用于向报警指示模块给出控制系统运行状态的输出信号，同时接收并处理ADC0808模数转换模块传输的数字量信号；AT89C51单片机最小系统中内置定时器T0和T1，T0用于控制且调节步进脉冲序列的频率，T1用于控制且调节步进脉冲序列的占空比；

所述AD5410数模转换模块为一数模转换芯片，用于将AT89C51单片机最小系统处理后的数字量信号转换成电流信号，作为改变PWM波脉宽的反馈信号输出给AT89C51单片机最小系统STC89C51的芯片，STC89C51的芯片通过其内置程序，先使步进脉冲序列的包络按照PWM方式变化，然后中断定时器T0，使AT89C51单片机最小系统一个I/O口输出高电平，同时起动定时器T1，使AT89C51单片机最小系统另一个I/O口输出低电平，最后通过改变T0的初值来改变脉冲序列频率，改变T1的初值来改变脉冲序列占空比，从而缩短步进电机定子上电流的持续时间；

所述LCD1602温度显示模块用于显示步进电机定子的实时温度；

所述报警指示模块用于给出控制系统运行状态的报警指示。

2.如权利要求1所述的碟式太阳能集热发电跟踪系统中步进电机发热量控制系统，其特征在于：所述报警指示模块工作电源由主电路板载稳压源VCC提供，其包括相互并联的发光二极管D7、D8和D9，D9依次与限流电阻R17和通断二极管D10串联后用于控制系统“系统错误”的状态指示，D8依次与限流电阻R19和通断二极管D11串联后用于控制系统“准备就绪”的状态指示，D7依次与限流电阻R20和通断二极管D12串联后用于电源指示；通断二极管D10、D11和D12分别与AT89C51单片机最小系统电连接。

3.利用如权利要求1或2所述的系统进行碟式太阳能集热发电跟踪系统中步进电机发热量控制的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、采用电阻式温度检测器采集步进电机定子温度，通过步进电机定子温度采集模块搭建的电路转换成0-5V的标准电压信号；

步骤二、0-5V的标准电压信号由ADC0808模数转换模块处理后转化为数字量信号传输至AT89C51单片机最小系统内核为STC89C51的芯片；

步骤三、AT89C51单片机最小系统STC89C51的芯片将接收到的数字量信号转换成温度信号，并进行补偿计算，得到精确的步进电机定子温度；

步骤四、步进电机定子温度值一方面于LCD1602温度显示模块中实时显示，另一方面通过AD5410数模转换模块转换成0-20mA的标准电流信号，作为改变PWM波脉宽的反馈信号输出给AT89C51单片机最小系统STC89C51的芯片，STC89C51的芯片通过其内置程序，先使步进脉冲序列的包络按照PWM方式变化，然后中断定时器T0，使AT89C51单片机最小系统一个I/O口输出高电平，同时起动定时器T1，使AT89C51单片机最小系统另一个I/O口输出低电平，最后通过改变T0的初值来改变脉冲序列频率，改变T1的初值来改变脉冲序列占空比，从而缩短步进电机定子上电流的持续时间。