基于超微型水轮发电机的智能电磁阀系统设计

发布时间：2024-02-29 18:25

　　为了摆脱智能灌溉中电磁阀依赖的有线电源,研究设计了基于超微型水轮发电机供电的智能电磁阀系统,实现了无线"电源+网络"。采用超微型水轮发电机与太阳能发电板双供电系统为可充锂电池充电,并使用流体力学、电学等物理、数学方法对其进行发电效率计算,选用额定容量为6 800 mA·h的可充锂电池为YCL11型双稳态脉冲型电磁阀和LTE-Luat通信控制模块供电。设计安装了一套测试装置,计算测试通信控制模块与电磁阀的耗电量以及发电机的充电效率。结果表明超微型水轮发电机每小时充电效率为1.23%～2.45%,即在40.8～81.6 h之间可充满一次额定容量为6 800 mA·h的锂电池,而太阳能充电板在正常工作情况下5.44 h左右便可充满电池,充电效率每小时18.38%。在没有超微型水轮发电机和太阳能充电板的情况下,一个充满电的额定容量为6 800 mA·h的锂电池可以在GPRS、WCDMA和LTE 3种标准下保证至少89、129和67 d的使用,双发电机充电效率达到每天1.12%(1/89)、0.77%(1/129)和1.49%(1/67)即可满足整个系统的用电需求。该系统不论是超微型水轮发电机还...

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【部分图文】：

图1结构示意图

该系统整体设计如图1所示。系统主要分为三大部分:①电源部分:超微型水轮发电机、太阳能发电板、DC24V可充锂电池以及稳压整流电路等;②LTE-Luat通信控制模块硬件及软件设计;③双稳态脉冲型电磁阀(见图2)。图2实物图

图2实物图

图1结构示意图该系统的工作原理是以超微型水轮发电机为主要发电设备,太阳能板为辅助发电设备为DC24V可充锂电池充电,锂电池作为电源为LTE-Luat通信控制模块和电磁阀供电,循环使用水能和太阳能。

图3超微型水轮发电机进水压强、流量与发出电压关系图

在该智能电磁阀电源模块中,采用超微型水轮发电机作为主要的发电源,选用的发电机参数如图3所示。根据选用的超微型水轮发电机参数:出水口开放最高耐压1.2MPa;启动水压0.05MPa,输出最大电流200mA;输出最大电压直流稳压24V。根据图3,可知要发出24V以上电压需要....

图4不同蓄水池高度下管口自然流出的流体流速图

根据计算结果图4可得出在不同的蓄水池高度下管口自然流出的流体流速,高度1m以上的情况下即可满足超微型水轮发电机发出24V的最低流速要求(表1)。1.1.2太阳能辅助发电模块以及电池容量设计

本文编号：3914742