CN102889699A - 槽式太阳能集热器自适应扭矩补偿装置及工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了太阳能开发自动化领域的槽式太阳能集热器自适应扭矩补偿装置及工作方法。本发明提供的槽式太阳能集热器自适应扭矩补偿装置及工作方法，装置包括重物、传动机构、角度传感器，传动机构与集热器列最外侧龙骨上的支架相连接，重物可在传动机构的带动下改变位置。工作方法包括利用角度传感器传回的偏差信号控制重物的位置，从而达到补偿扭矩的目的。本发明保证了槽式太阳能集热器的跟踪精度，确保集热器能够稳定、高效的工作。采用本装置可以及时调整由于各种原因造成的槽式太阳能集热器旋转过程中的扭矩损失，提高了槽式太阳能集热器的跟踪精度，提高集热器的集热效率。

Description

槽式太阳能集热器自适应扭矩补偿装置及工作方法
技术领域
本发明涉及太阳能开发自动化领域，特别涉及槽式太阳能集热器自适应扭矩补偿装置及工作方法。
背景技术
槽式太阳能热发电系统全称为槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统，是将多个槽型抛物面聚光集热器经过串并联的排列，聚焦太阳直射光，加热真空集热管里面的工质，产生高温，再通过换热设备加热水产生高温高压的蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电。槽式太阳能热发电是全球目前唯一进入商业化运行的太阳能热发电系统类型。
在槽式集热器跟踪太阳时，由位于串联一列集热器中部的电机带动主轴旋转。在这个过程中，由于静摩擦等原因会导致主轴靠近电机的部分与两端产生旋转角度的偏差，但是现有的槽式太阳集热器并没有相应的解决办法。
发明内容
本发明的目的是针对国内外槽式太阳能热发电集热器绕主轴转动时主轴两端与中央部分扭矩不平衡的缺陷，提出一种新型的自适应扭矩补偿装置及工作方法，以提高槽式太阳能集热器跟踪精度，提高集热效率。
本发明的原理是：通过置于主轴端部的重物补偿扭矩，补偿扭矩的大小通过改变重物的位置实现。
本发明的技术方案是：
一种槽式太阳能集热器自适应扭矩补偿装置，其特征在于该装置包括重物、传动机构和角度传感器，其中，
传动机构包括同步电机、同步轮和同步皮带，同步轮与同步皮带相啮合，同步电机带动同步轮转动，同步轮固定在连接支架上，集热器列两端最外侧龙骨上均固定有所述连接支架；
重物固定在同步皮带上；
在中央集热管支架以及两端集热管支架上均固定有角度传感器，每一端的角度传感器均根据其与中央角度传感器的角度偏差信号控制该端同步电机转动。角度传感器可随集热器绕主轴转动。
重物的移动通过连接在同步轮上的同步电机经过同步轮带动同步皮带转动实现。重物由一个或多个可拆卸物块组成，可调节重量。
所述传动机构能够为同步轮传动或滚珠丝杠传动。
所述角度传感器能够为巨磁阻式角度传感器或电容式角度传感器或码盘式角度传感器或电位器式角度传感器。
槽式太阳能集热器的集热器支架上设置主轴，集热管通过集热管支架固定在主轴上，龙骨固定于主轴上，聚光镜安装在龙骨上，主电机与主轴相连接。
槽式太阳能集热器自适应扭矩补偿装置的工作方法：
利用角度传感器的角度偏差信号驱动电机，改变重物所在的位置，实现扭矩补偿；
具体为：装置启动后，读取设置在中央集热管支架以及两端集热管支架上的角度传感器数值，得到两端轴偏转角度与中央轴的偏转角度；
根据端轴偏转角度与中央轴偏转角度的角度偏差信号驱动对应端的同步电机，使重物向相应方向移动，补偿扭矩，消除偏差，直到角度偏差为零时，扭矩补偿过程结束。
若通过重物移动仍未能消除角度偏差，则需要通过添加物块来增加重物的重量。
本发明的有益效果是：本发明提供的槽式太阳能集热器自适应扭矩补偿装置及工作方法，装置包括重物、传动机构、角度传感器，传动机构与集热器列最外侧龙骨上的支架相连接，重物可在传动机构的带动下改变位置。工作方法包括利用角度传感器传回的偏差信号控制重物的位置，从而达到补偿扭矩的目的。本发明保证了槽式太阳能集热器的跟踪精度，确保集热器能够稳定、高效的工作。采用本装置可以及时调整由于各种原因造成的槽式太阳能集热器旋转过程中的扭矩损失，提高了槽式太阳能集热器的跟踪精度，提高集热器的集热效率。
附图说明
图1 为本发明装置的结构示意图；
图2 为本发明装置的局部结构示意图；
图3 为本发明方法自适应扭矩补偿方法流程图。
图中标号： 1-集热管， 2-聚光镜， 3-中央集热管支架， 4-中央角度传感器， 5-主电机， 6 -主轴， 7-端集热管支架， 8-端角度传感器， 9-连接支架， 10-同步电机， 11-同步轮， 12-同步皮带， 13-重物， 14-龙骨，15-集热器支架。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
槽式太阳能集热器的集热器支架15上设置主轴6，集热管1通过集热管支架固定在主轴6上，龙骨14固定于主轴6上，聚光镜2安装在龙骨14上，主电机5与主轴6相连接。
槽式太阳能集热器自适应扭矩补偿装置包括重物、传动机构和角度传感器，其中，
传动机构包括同步电机10、同步轮11和同步皮带12，同步轮11与同步皮带12相啮合，同步电机10带动同步轮11转动，同步轮11固定在连接支架9上，集热器列两端最外侧龙骨上均固定有所述连接支架9；
重物13固定在同步皮带12上；
在中央集热管支架3以及两端集热管支架上均固定有角度传感器（中央角度传感器4固定在中央集热管支架3上，端角度传感器8固定在端集热管支架7上），每一端的角度传感器均根据其与中央角度传感器的角度偏差信号控制该端同步电机转动。角度传感器可随集热器绕主轴转动。
重物13的移动通过连接在同步轮11上的同步电机10经过同步轮11带动同步皮带12转动实现。重物由一个或多个可拆卸物块组成，可调节重量。
所述传动机构能够为同步轮传动或滚珠丝杠传动。
所述角度传感器能够为巨磁阻式角度传感器、电容式角度传感器、码盘式角度传感器或电位器式角度传感器。
图3中，自适应扭矩补偿方法流程图。
具体实施方式  当主电机5带动集热器绕主轴6转动时，读取设置在中央集热管支架以及两端集热管支架上的角度传感器的数值，得到两端轴偏转角度与中央轴的偏转角度，根据端轴偏转角度与中央轴偏转角度的角度偏差信号驱动对应端的同步电机10带动同步轮11转动，使同步皮带12带动重物13向相应方向移动，补偿扭矩。直到中央角度传感器4与端角度传感器8传回的角度偏差为零时，扭矩补偿过程结束。
角度传感器与同步电机之间通过导线实现信号传输。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种槽式太阳能集热器自适应扭矩补偿装置，其特征在于该装置包括重物、传动机构和角度传感器，其中，
传动机构包括同步电机（10）、同步轮（11）和同步皮带（12），同步轮（11）与同步皮带（12）相啮合，同步电机（10）带动同步轮（11）转动，同步轮（11）固定在连接支架（9）上，集热器列两端最外侧龙骨上均固定有所述连接支架（9）；
重物（13）固定在同步皮带（12）上；
在中央集热管支架（3）以及两端集热管支架上均固定有角度传感器，每一端的角度传感器均根据其与中央角度传感器的角度偏差信号控制该端同步电机转动。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：角度传感器随集热器绕主轴转动。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：重物（13）的移动通过连接在同步轮（11）上的同步电机（10）经过同步轮（11）带动同步皮带（12）转动实现。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：重物由一个或多个可拆卸物块组成，用以调节重量。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述传动机构为同步轮传动或滚珠丝杠传动。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述角度传感器为巨磁阻式角度传感器、电容式角度传感器、码盘式角度传感器或电位器式角度传感器。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：槽式太阳能集热器的集热器支架（15）上设置主轴（6），集热管（1）通过集热管支架固定在主轴（6）上，龙骨（14）固定于主轴（6）上，聚光镜（2）安装在龙骨（14）上，主电机（5）与主轴（6）相连接。
8.权利要求1至7任意一个权利要求所述的槽式太阳能集热器自适应扭矩补偿装置的工作方法，其特征在于：利用角度传感器的角度偏差信号驱动电机，改变重物所在的位置，实现扭矩补偿。
9.根据权利要求8所述的工作方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：装置启动后，读取设置在中央集热管支架以及两端集热管支架上的角度传感器数值，得到两端轴偏转角度与中央轴的偏转角度；
根据端轴偏转角度与中央轴偏转角度的角度偏差信号驱动对应端的同步电机，使重物向相应方向移动，补偿扭矩，消除偏差，直到角度偏差为零时，扭矩补偿过程结束。
10.根据权利要求9所述的工作方法，其特征在于：若通过重物移动仍未能消除角度偏差，则通过添加物块来增加重物的重量。
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