光伏发电在电动阀门中的运用初探

摘 要：为了保障在沙漠或者一些特殊环境下的电动阀门，可以稳定的提供电能，就可以基于光伏电池为主要的蓄电池，实现稳定的充电。在本文的分析中，基于蓄电池的电能为主要的供电方式，以此为电动阀控制系统提供充足的电力，以此保障电动阀门的稳定运行。

关键词：电动阀门;直流电机;PWM;双闭环控制

引言：在当下光伏电池的使用下，可以很好的当电动阀门在运行中，可以为开启提供所需要的电能，同时这样的设计方式下，也相应地对整个系统的稳定性打下了良好的基础，降低系统当中的谐波和纹波成分，进而可以对整个控制系统实现实时的遥控效果，进行高效率的数据采集和传输。

1 电动阀门

对于电动阀门而言，就是一种并不需要进行连续供电的装置，但是在实际的运行中，可以发挥出较高控制精度的执行结构效果。在近些年的发展中，主要应用到了石油、化工、水处理等诸多的领域当中。因此，为了充分的电动阀门在沙漠当中，以及在一些野外的区域当中存在着的供电难的问题，就需要明确出电动阀门实际运行中的特征，并结合起工作环境特征，进行综合性的分析。其中，使用光伏电池的方式，就可以很好的为蓄电池进行充电，并利用DSP处理器的方式，对电动阀门实现良好的控制。另外，这样的控制方式下，也相应的可以精确的对电动阀门的开度进行相应的控制，保障管道当中的气体可以基于设计的流量进行传输。

电动阀门的使用中，由于并不是一种连续性的执行机构，因此驱动以及控制的过程中，一般情况下都在几百瓦的程度上，因此在实际的设计中，就可以采用小功率的光伏电池，以此向着蓄电池进行充电处理。

2 直流电机PLL控制系统

在过去的模拟式的电机速度控制中，采用的都是将测速发动机当做速度传感器，以此使得测速发电的过程中，其输出斜率往往会受到周围环境的影响。因此，为了解决周围环境带来影响的问题，以此进一步的提升控制系统的稳定性以及精确性，就需要在进行光电编码器的输出数据数字信号，当做电机的角速度，并保障将设定的角度上，可以很好的保障满足光电编码器的实际输出数据信号，所产生的一定差值。在本文的设计中，所采用的DSP模式下的数字软件，可以很好的利用软件所起到的锁相环的效果，对其PWM进行脉冲的占空比调节，进而实现电机的转速调节。

在形成的直流电机调速双闭环系统中，主要利用光伏电池，对于系统当中的蓄电池进行充电处理，因此蓄电池就可以在系统运行中，当做重要的电动执行结构，进而提供充足的电源。而在使用的数字软件锁相环当中，也使得在输出信号的过程中，可以很好的将其形成输入信号，因此就可以很好的形成闭环控制系统。在当下数字软件锁相环的应用中，由于有着较为广泛的使用空间，因此使得有着较高的技术性优势。

在模拟锁相环，也就是PLL，就是一种相位误差反馈闭环控制系统，在进行运行的过程中，利用系统当中的鉴相器，对其信号进行处理以及运算，以此可以得到误差信号。

其次，在数字锁相环的使用中，不仅仅可以发挥出数字电路的优势，同时还可以很好的对模拟锁相环当中的一些直流零点，在运行中所出现的一些偏移、部件饱和等问题进行针对性的处理。同时，还需要对初试进行针对性的校准。在当下数字锁相环的误差控制中，是一种基于离散型的信号，并不是一种模拟信号，因此在进行相应的控制中，对其进行的改变是一种离散的效果。

同时，在使用的DSP控制的光伏发电过程中，由于采用的是太阳能电池，以及蓄电池构成，因此就使得在实际的运行中，可以发挥出相应的效果。

2.1 数字压控振荡器

在当下系统所使用的DSP处理器使用中，所构成了直流电机锁相速度的体系，因此在实际的运行中，主要是对直流电机的速度进行检测，使用的是数字式的光电编码器，同时，在进行激励电压的影响下，使得光电编码器的输出，会与脉冲序列形成一定的角度速成正比例关系。

因此，在进行分析的过程中发现，当下电机转速的角位移，是一种电机距离电压的函数表达方式，同时在电机与光电编码器的组合之后，就可以形成一种二阶系统。但是由于并不需要对DLF进行考量，因此就使得控制系统形成一种三阶系统。但是，在进行设计的过程中，为了保障系统的稳定性，还需要让DLF可以很好的具备着零点的功能，以此避免在较高的频率是，使得闭环传递下的函数，使得相位出现超出180°的情况。这样的情况出现，就会导致系统在运行中，出现不稳定的情况。

2.2 DSOLL实现PWM比例积分控制

在采用的DSP处理器当中，所构成的DPD为主要的构成部分。但是，当下数字鉴相的种类较多，在过去的研究中，都是利用同步JK鉴定的方式进行鉴相处理。对于这种方法而言，主要是结构性比较简单，同时方法的逻辑性较强，可以很好的满足一般性的操作需求。但是，在其内部的逻辑功能当中，仅仅在控制信号的期间保持着较为有效的输入信号要求，因此在其反馈信号方面并不会发生一定的变化。因此，在输入信号在特定的时间中，一旦出现可一定的干扰正脉冲，就会导致触发器所处的状态中，需要对其输入信息进行直接的反应。

而为了有效的维持阻塞D可以对其时钟信号提供一定的持续性不变的情况，就需要在进行鉴相的过程中，保障具有着较高的抗干扰能力。

所使用的PI控制，是一种锁相环的DLF，因此相比较模拟环当中的环路滤波器，可以很好的对噪声以及高频分量，起到充分的抑制性的作用。另外，对于控制环路相位矫正的速度以及精度方面，相比较锁相环的动静态性，往往起到决定了的作用。当下系统当中设计出的PI控制器，可以很好的取代传统系统当中使用的环路滤波，特别是在使用的过程中，保障对其DPD进行了鉴相方面的误差控制。

3 双极性PWM直流可逆调速

在当下基础的调速系统当中，基本上都是利用全桥式的变化电路，同时也相应的利用直流电动机、PWM驱动电路进行相应的合理性组成。在当下电机转动的过程中，其开关管会出现导通的效果。而在反转的过程中，其他的开关管会出现导通的效果。在当下电机的运行中，是一种感性的负载效果，因此使得在开关管断开的时候，就会使得电机当中的电流沿着原本的方向流动。

对于这种类型的光伏发电机的使用，可以稳定的为电动阀门提供电能，以此解决在一些特殊环境下供电无法得到保障的使用问题。在基于DSP软件锁相环技术的试用下，可有很好的让电机速度实现良好的控制效果，主要呈现出实时性、可靠性以及稳定性。这样的操作方式，是传统的模拟控制器无法实现的控制模式。并且，在进行电动阀门的运行中，所使用的DSP可以很好的对电动阀门的执行控制系统，实现良好的调速效果。本文所提出的设计方案，可有很好的解決一些传统系统当中所遇到的难点和问题，并且实现高效率的电动阀门的合理化控制，同时也相应的对出现的一些问题进行针对性的处理，进而保障步进电机以及阻性的负载过程中，有着良好的处理效果。

总结：综上所述，在未来的发展中，为了有效的针对电动阀门在一些特殊环境下的使用需求，本文提出了一个针对性的设计方案，以此保障在沙漠等一些无法及时进行电能供给的环境下，可以正常运行的电动阀门设计方案，进而保障系统的稳定运行。

参考文献：

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[3]曹太强，许建平，徐顺刚.光伏发电在电动阀门中的应用[J].电子科技大学学报，2019，38（01）：92-96.

作者简介：

王育成，1990年12月，男，上海人，本科，助理工程师，电厂检修与维护方向。