申请日2013.09.05
公开(公告)日2014.04.09
IPC分类号H02P7/18; C02F7/00
摘要
一种全自动太阳能上流式水处理设备，包括太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池、电机控制器、电机，太阳能控制器通过电线与太阳能电池板、蓄电池和电机控制器连接，电机控制器与电机连接，还包括光电控制电路，光电控制电路分别与蓄电池和电机控制器连接，一方面实时检测蓄电池的电压，另一方面由电机控制器输出的直流电供电，同时光电控制电路向电机控制器输出电机转速控制电压，通过电机控制器来控制电机的转速。由于增加了光电控制电路，光电控制电路实时检测蓄电池的电压，并根据蓄电池的充电状态及光照的强弱来自动调整设备的运转状态，使设备能够根据蓄电池的状态和光照变化自行调整运行状态，以达到持续运转并节约能量的目的。
权利要求书
1.一种全自动太阳能上流式水处理设备，包括太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池、 电机控制器、电机，太阳能控制器通过电线与太阳能电池板、蓄电池和电机控制器连接，电 机控制器与电机连接，其特征在于，所述电机控制器还连接着光电控制电路，电机控制器给 光电控制电路输出一个恒定电压，光电控制电路给电机控制器反馈回来电机转速控制电压， 用以控制电机转速;光电控制电路还与蓄电池连接，实时检测蓄电池的电压;光电控制电路 给电机控制器反馈的电机转速控制电压的大小由电机控制器的恒定电压输出值和蓄电池的实 际电压值以及光照强度三个方面因素来决定;当蓄电池电压低于设定值时，电机转速控制电 压保持最低值，电机以最小转速工作;当蓄电池电压高于设定值且光照强度很低时，电机转 速控制电压仍然保持最低值，电机以最低速度工作;当蓄电池电压高于设定值且光照强度较 好时，电机转速控制电压随着光照强度的增加而增大，电机转速相应加快，直至满负荷工作 状态。
2.根据权利要求1所述的全自动太阳能上流式水处理设备，其特征在于，所述光电控制 电路具有两个电压输入端、一个电机转速控制电压输出端和一个公用负极0V，电压输入端分 别与电机控制器和蓄电池相连，电机转速控制电压输出端与电机控制器连接;所述光电控制 电路包括稳压二极管D1、二极管D2、D3、光敏电阻G1、定值电阻R1、R2和变阻器W1;稳压 二极管D1、二极管D2、D3、光敏电阻G1顺次串联于蓄电池电压输入端和电机转速控制电压 输出端之间，定值电阻R1连接于电机控制器电压输入端和电机转速控制电压输出端之间，定 值电阻R2和变阻器W1串联于电机转速控制电压输出端和公用负极之间。
说明书
全自动太阳能上流式水处理设备
技术领域
本实用新型涉及一种用于池塘、水库、湖泊等水域，对水体进行净化和治理的机械设备，特别是一种全自动太阳能上流式水处理设备。
背景技术
河湖微污染水体富营养化的治理一直是一个世界性的难题。目前，水体富营养化(藻类)控制和去除的方法有化学法、生物法及物理、机械法等多种。化学方法即采用凝聚沉降和化学药剂杀死藻类。这种方法可以高效即时的控制蓝藻的繁殖，但化学药剂对水体生态带来的负面影响及其严重的后果难以预测。生物法即利用莲藕、蒲草等高等水生植物，覆盖水体，减少光照，抑制蓝藻生长，同时也可以吸收氮、磷元素，使富营养物随植物的收获被带离湖泊水体。这种方法的负面影响是造成高等水生植物过量繁殖，对渔业、航运、景观等带来不良影响。物理机械法包括挖掘底泥沉积物、水体深层曝气、注水冲稀等。这些方法均存在工程量大、施工复杂、设备成本及维护费用高等缺点。
2009年5月6日授权公告的，公告号为CN201232042Y的实用新型专利《太阳能上流式水处理设备》，提供一种无需外部动力，环保，节能，高效的水质净化设备，该设备通过太阳能电池板把太阳能转化成电能储存于蓄电池中，蓄电池中的电能通过电机控制器向直流电机提供电力，直流电机通过电机轴带动与电机轴相连的叶轮转动，将水体深处含氧量较低的水抽吸到水体表面吸收氧气，随着水体表面与下层水体连续不断的交换更新，使水体深层的缺氧状况得到改善，整个水体的含氧量明显增加。但该设备存在其运转状态不能随着光照强度和连续阴雨天的变化而改变的不足，导致连续阴雨天或光照不足时，存在设备停止运转的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了解决现有技术中存在的问题，提供一种全自动太阳能上流式水处理设备，能够根据光照和阴雨天的变化自动调整运行状态，以达到在连续或断续阴雨天后还能持续运转目的。
为了实现本实用新型的目的，采用以下技术方案：
一种全自动太阳能上流式水处理设备，包括太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池、电机控制器、电机，太阳能控制器通过电线与太阳能电池板、蓄电池和电机控制器连接，电机控制器与电机连接，其特征在于，所述电机控制器还连接着光电控制电路，电机控制器给光电控制电路输出一个恒定电压，光电控制电路给电机控制器反馈回来电机转速控制电压，用以控制电机转速;光电控制电路还与蓄电池连接，实时检测蓄电池的电压;光电控制电路给电机控制器反馈的电机转速控制电压的大小由电机控制器的恒定电压输出值和蓄电池的实际电压值以及光照强度三个方面因素来决定;当蓄电池电压低于设定值时，电机转速控制电压保持最低值，电机以最小转速工作;当蓄电池电压高于设定值且光照强度很低(夜晚或阴雨天)时，电机转速控制电压仍然保持最低值，电机以最低速度工作;当蓄电池电压高于设定值且光照强度较好(晴天)时，电机转速控制电压随着光照强度的增加而增大，电机转速相应加快，直至满负荷工作状态。
具体的，所述光电控制电路具有两个电压输入端、一个电机转速控制电压输出端和一个公用负极0V，电压输入端分别与电机控制器和蓄电池相连，电机转速控制电压输出端与电机 控制器连接;所述光电控制电路包括稳压二极管D1、二极管D2、D3、光敏电阻G1、定值电阻R1、R2和变阻器W1;稳压二极管D1、二极管D2、D3、光敏电阻G1顺次串联于蓄电池电压输入端和电机转速控制电压输出端之间，定值电阻R1连接于电机控制器电压输入端和电机转速控制电压输出端之间，定值电阻R2和变阻器W1串联于电机转速控制电压输出端和公用负极之间。
本实用新型的工作原理：
本实用新型光电控制电路中的电机转速控制电压输出值U4的大小由电机控制器的恒定输出值U1和蓄电池的实际电压值U2以及光照强度三个方面因素来决定。当蓄电池电压U2低于设定值时，稳压二极管D1不能导通，电机转速控制电压值U4取决于定值电阻R1、R2和变阻器W1，选定R1和R2，并通过调整W1，可以改变电机转速控制电压值U4的大小，电机控制器根据电机转速控制电压值U4的大小控制电机转速的快慢;当调整W1使得电机获得一个最小且能平稳运行的转速后，把这个电机转速控制电压值确定为设备最低转速控制电压值U0，当蓄电池电压U2低于设定值时，电机转速控制电压值一直保持为U0，此时太阳能板发出的电量在保证设备以最小转速工作的情况下，首先向电池充电;这样就尽可能的保证了电池充电的要求和尽可能延长了设备阴天的续航时间。当蓄电池电压U2高于设定值时，稳压二极管D1导通，此时，电机转速控制电压值U4由相互叠加的两路电压来决定，如果在阴雨天或夜晚光敏电阻(G1)阻值很大(相当于断路状态)，电机转速控制电压U4主要是由R1和W1分压得到，接近最低转速电压U0，电机以最低速度工作，此时太阳能板发出的电量在保证设备以最小转速工作的情况下，首先向电池充电;如果在晴天，光敏电阻(G1)阻值随着光照强度的增强而减小，电机转速控制电压U4则随着光照强度的增加而增大，电机转速相应加快，直至满负荷工作状态。
本实用新型的有益效果体现在：
由于增加了光电控制电路，光电控制电路实时检测蓄电池的电压，当蓄电池电压低于设定值时，电机以最低速度运转，在确保消耗最小能量的条件下，太阳能电池板优先给蓄电池充电，这样就尽可能的保证了电池充电的要求和尽可能延长了设备阴天的续航时间，确保连续或断续阴雨天条件下设备的最大续航能力。当蓄电池电压高于设定值时，如果在阴雨天或夜晚，电机以最低速度工作，电机消耗的能量最小，以确保设备的最大续航能力;如果在晴天，电机转速则随着光照强度的增加而增大，直至满负荷工作状态，此时能量充足，太阳能电池板一方面给电机提供充足的能量，保证电机满负荷运转，以达到最佳的处理效果，同时还可以给蓄电池充电，把多余的能量贮存起来，以便在光照不足时，给电机供电。这样，通过设置光电控制电路来实时检测蓄电池的电量状态，并根据蓄电池的电量状态及光照的强弱来自动调整设备的运转状态，使设备能够根据蓄电池的状态和光照变化自行调整运行状态，以达到持续运转并节约能量的目的。
