槽式聚光器調(diào)整軸向形變的方法與流程

本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能光熱技術(shù)，具體說(shuō)，涉及一種槽式聚光器調(diào)整軸向形變的方法。

背景技術(shù)：

在太陽(yáng)能光熱發(fā)電和太陽(yáng)能中高溫?zé)崂妙I(lǐng)域，最重要的問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)高效高倍聚光，高效高倍聚光技術(shù)是提高太陽(yáng)能采集利用效率的核心。

對(duì)于大型聚光器陣列(SCA)而言，要求實(shí)現(xiàn)高效聚光。槽式太陽(yáng)能聚光器對(duì)太陽(yáng)跟蹤精度有很高的要求，一般要求跟蹤精度小于0.2°，通常的聚光器組件均采用一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，放置在中間位置，實(shí)現(xiàn)跟蹤運(yùn)動(dòng)。

但對(duì)于單軸距離超過(guò)60米長(zhǎng)的槽式聚光器陣列而言，由于受桁架、立柱、軸承等零部件的制造精度的制約，現(xiàn)場(chǎng)裝配對(duì)同軸度精度限制，以及大風(fēng)天氣下風(fēng)載增大的影響，使聚光器整個(gè)軸向出現(xiàn)變形和扭曲，使得從驅(qū)動(dòng)端到末端在跟蹤精度上的出現(xiàn)不一致性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種槽式聚光器調(diào)整軸向形變的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)聚光器組件高精度同步跟蹤，提高提高聚光效能。

技術(shù)方案如下：

一種槽式聚光器調(diào)整軸向形變的方法，包括：

將驅(qū)動(dòng)電機(jī)和減速機(jī)安裝在立柱的頂端，驅(qū)動(dòng)電機(jī)用于給減速機(jī)提供動(dòng)力；將扭矩管的端部連接在減速機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸上；將反射鏡支架固定在扭矩管上，將反射鏡的底部固定在反射鏡支架上；將集熱管支架的底部連接在扭矩管上，在集熱管支架的頂部安裝集熱管；反射鏡的形狀為拋物面形，集熱管位于拋物面的焦點(diǎn)處；

將傾角傳感器設(shè)置在扭矩管上，根據(jù)驅(qū)動(dòng)軸與端軸的角度誤差，得出扭矩管的變形量，根據(jù)變形量、角度誤差啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，減小整個(gè)扭矩管的跟蹤誤差。

進(jìn)一步：所述扭矩管上設(shè)置有三套所述減速機(jī)、所述傾角傳感器和所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)，一套位于中部的兩個(gè)所述扭矩管的連接處，另外兩套分別位于外側(cè)的所述扭矩管的端部位置；三個(gè)所述傾角傳感器位于同一水平面；所述傾角傳感器固定在靠近所述減速機(jī)的所述扭矩管上。

進(jìn)一步：三個(gè)傾角傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量角度位置，使整個(gè)扭矩管的跟蹤誤差都控制在0.2°以內(nèi)。

進(jìn)一步：所述驅(qū)動(dòng)軸的兩端分別連接端板，兩個(gè)所述端板分別連接在所述立柱兩側(cè)所述扭矩管的端部。

進(jìn)一步：還包括端板，所述端板包括端板本體、軸安裝通孔、端板固定孔和扭矩管固定孔；所述軸安裝通孔、所述端板固定孔和所述扭矩管固定孔開在所述端板本體上，所述軸安裝通孔開在所述扭矩管固定孔的上部，所述端板固定孔開在所述軸安裝通孔的外側(cè)；所述減速機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸的端部安裝在所述軸安裝通孔內(nèi)，螺栓穿過(guò)所述端板固定孔和所述驅(qū)動(dòng)軸上法蘭的法蘭通孔，將所述端板和所述驅(qū)動(dòng)軸相連接；螺栓穿過(guò)所述扭矩管固定孔，將所述端板連接在所述扭矩管的端部。

進(jìn)一步：一行槽式聚光器中，設(shè)置在最左邊的驅(qū)動(dòng)軸稱為左端軸，設(shè)置在最右邊的驅(qū)動(dòng)軸稱為右端軸，設(shè)置在中部的驅(qū)動(dòng)軸名稱不變；變形量、角度誤差計(jì)算公式為：

δ_{驅(qū)動(dòng)}-δ_左端軸＝Δδ_左偏差，δ_{驅(qū)動(dòng)}-δ_右端軸＝Δδ_右偏差，

其中：δ_{驅(qū)動(dòng)}為驅(qū)動(dòng)軸處轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，δ_左端軸為左端軸上轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，Δδ_左偏差為左端軸與驅(qū)動(dòng)軸的角度偏差；δ_右端軸為右端軸上轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，Δδ_右偏差：右端軸與驅(qū)動(dòng)軸的角度偏差；ΔS為變形量，K為變形參數(shù)；

根據(jù)驅(qū)動(dòng)軸與兩個(gè)端軸的變形量ΔS，和角度誤差Δδ_左偏差、Δδ_右偏差，啟動(dòng)兩端的驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及驅(qū)動(dòng)軸處的驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行調(diào)整。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)效果包括：

本發(fā)明的使用，使得安裝、調(diào)試和使用大型槽式太陽(yáng)能聚光器陣列時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)聚光器組件高精度同步跟蹤，提高提高聚光效能。

在聚光器組件出現(xiàn)聚光器單元(SCE)不同軸，以及風(fēng)載負(fù)荷大出現(xiàn)轉(zhuǎn)軸扭曲變形情況時(shí)，導(dǎo)致聚光器組件的驅(qū)動(dòng)端與末端運(yùn)動(dòng)角度不同步，跟蹤太陽(yáng)失敗。本發(fā)明在聚光器組件驅(qū)動(dòng)軸上設(shè)置有多動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)裝置，通過(guò)多位驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制，調(diào)整聚光器末端姿態(tài)，從而保持與驅(qū)動(dòng)端角度位置一致，實(shí)現(xiàn)整個(gè)聚光器組件高精度同步跟蹤。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明中具有調(diào)整軸向形變的槽式聚光器的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明中右端的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和傾角傳感器的安裝位置圖；

圖3是本發(fā)明中左端的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和傾角傳感器的安裝位置圖；

圖4是本發(fā)明中中部的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和傾角傳感器的安裝位置圖；

圖5是本發(fā)明中端板的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述示例實(shí)施方式。然而，示例實(shí)施方式能夠以多種形式實(shí)施，且不應(yīng)被理解為限于在此闡述的實(shí)施方式；相反，提供這些實(shí)施方式使得本發(fā)明更全面和完整，并將示例實(shí)施方式的構(gòu)思全面地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

如圖1所示，是本發(fā)明中具有調(diào)整軸向形變功能的槽式聚光器的結(jié)構(gòu)圖。

具有調(diào)整軸向形變功能的槽式聚光器的結(jié)構(gòu)包括：驅(qū)動(dòng)電機(jī)1、傾角傳感器2、集熱管3、反射鏡4、集熱管支架5、扭矩管7、立柱8、反射鏡支架9、減速機(jī)10。

多個(gè)立柱8的底端固定在地基上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)1、減速機(jī)10安裝在立柱8的頂端，驅(qū)動(dòng)電機(jī)1給減速機(jī)10提供動(dòng)力；扭矩管7的端部連接在減速機(jī)10的驅(qū)動(dòng)軸上；反射鏡支架9固定在扭矩管7上，反射鏡4的底部固定在反射鏡支架9上；集熱管支架5的底部連接在扭矩管7上，頂部安裝集熱管3，反射鏡4的形狀為拋物面形，集熱管3位于拋物面的焦點(diǎn)處；傾角傳感器2設(shè)置在扭矩管7上。

本優(yōu)選實(shí)施例中，在具有調(diào)整軸向形變的槽式聚光器上設(shè)置有三套驅(qū)動(dòng)電機(jī)1、減速機(jī)10和傾角傳感器2，三套驅(qū)動(dòng)電機(jī)1、減速機(jī)10和傾角傳感器2分別位于整排扭矩管7的兩個(gè)端部和中部。

如圖2所示，是本發(fā)明中右端的驅(qū)動(dòng)電機(jī)1和傾角傳感器2的安裝位置圖；如圖3所示，是本發(fā)明中左端的驅(qū)動(dòng)電機(jī)1和傾角傳感器2的安裝位置圖。

傾角傳感器2固定在扭矩管7上，靠近減速機(jī)10的位置。

減速機(jī)10安裝在立柱8的頂端，驅(qū)動(dòng)軸通過(guò)端板11連接扭矩管7，即驅(qū)動(dòng)軸、扭矩管7的端部都連接在端板11上；驅(qū)動(dòng)電機(jī)1通過(guò)減速機(jī)10、端板11連接扭矩管7，從而使驅(qū)動(dòng)電機(jī)1帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)端板11轉(zhuǎn)動(dòng)，端板11帶動(dòng)扭矩管7轉(zhuǎn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)1為直流電機(jī)。

如圖4所示，是本發(fā)明中中部的驅(qū)動(dòng)電機(jī)1和傾角傳感器2的安裝位置圖。

傾角傳感器2固定在扭矩管7上，并靠近減速機(jī)10的位置。

減速機(jī)10安裝在立柱8的頂端，驅(qū)動(dòng)軸的兩端分別連接端板11，兩個(gè)端板11分別連接在立柱8兩側(cè)扭矩管7的端部。驅(qū)動(dòng)電機(jī)1通過(guò)端板11、減速機(jī)10連接扭矩管12，從而使驅(qū)動(dòng)電機(jī)1帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)端板11轉(zhuǎn)動(dòng)，端板11帶動(dòng)扭矩管7轉(zhuǎn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)1為直流電機(jī)。

本發(fā)明中，裝在中間位置的傾角傳感器2和安裝在左右兩端扭矩管7上的傾角傳感器2，用激光跟蹤儀精確定位的同一水平面上，其安裝誤差通過(guò)軟件消除。

如圖5所示，是本發(fā)明中端板11的結(jié)構(gòu)圖。

端板11的結(jié)構(gòu)包括：端板本體111、軸安裝通孔112、端板固定孔113、扭矩管固定孔114；軸安裝通孔112、端板固定孔113、扭矩管固定孔114開在端板本體111上，軸安裝通孔112開在扭矩管固定孔114的上部，端板固定孔113開在軸安裝通孔112的外側(cè)。軸安裝通孔112的形狀為正方形，也可以是六角形。

驅(qū)動(dòng)軸的端部安裝在軸安裝通孔112內(nèi)，螺栓穿過(guò)端板固定孔113和驅(qū)動(dòng)軸上法蘭的法蘭通孔，將端板11和驅(qū)動(dòng)軸相連接；螺栓穿過(guò)扭矩管固定孔114，將端板11連接在扭矩管7的端部。驅(qū)動(dòng)軸的端部的截面可以上矩形或者六邊形，這樣端板11和驅(qū)動(dòng)軸配合，有利于帶動(dòng)端板11旋轉(zhuǎn)。

三個(gè)傾角傳感器2實(shí)時(shí)測(cè)量角度位置，根據(jù)驅(qū)動(dòng)軸與端軸的角度誤差，得出扭矩管7的變形量，根據(jù)變形量、角度誤差啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)1轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，從而使整個(gè)扭矩管7的跟蹤誤差都控制在0.2°以內(nèi)。一行槽式聚光器中，設(shè)置在最左邊的驅(qū)動(dòng)軸稱為左端軸，設(shè)置在最右邊的驅(qū)動(dòng)軸稱為右端軸，設(shè)置在中部的驅(qū)動(dòng)軸名稱不變。

計(jì)算公式為：

δ_{驅(qū)動(dòng)}-δ_左端軸＝Δδ_左偏差，δ_{驅(qū)動(dòng)}-δ_右端軸＝Δδ_右偏差，

其中：

δ_{驅(qū)動(dòng)}：驅(qū)動(dòng)軸處轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，δ_左端軸：左端軸上轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，Δδ_左偏差：左端軸與驅(qū)動(dòng)軸的角度偏差；δ_右端軸：右端軸上轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，Δδ_右偏差：右端軸與驅(qū)動(dòng)軸的角度偏差；ΔS：變形量，K：變形參數(shù)。

根據(jù)驅(qū)動(dòng)軸與兩個(gè)端軸的變形量ΔS，和角度誤差Δδ_左偏差、Δδ_右偏差，啟動(dòng)兩端軸處的驅(qū)動(dòng)電機(jī)1以及驅(qū)動(dòng)軸處的驅(qū)動(dòng)電機(jī)1轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行調(diào)整，使得所有的扭矩管7重新處于同一水平面，使整個(gè)跟蹤誤差都控制在0.2°以內(nèi)。

本發(fā)明所用的術(shù)語(yǔ)是說(shuō)明和示例性、而非限制性的術(shù)語(yǔ)。由于本發(fā)明能夠以多種形式具體實(shí)施而不脫離發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例不限于任何前述的細(xì)節(jié)，而應(yīng)在隨附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應(yīng)為隨附權(quán)利要求所涵蓋。