CN106705464A - 具有调整轴向形变功能的支架及其槽式聚光器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有调整轴向形变功能的支架，包括驱动电机、倾角传感器、扭矩管、立柱、反射镜支架和减速机；所述驱动电机和所述减速机安装在所述立柱的顶端，所述驱动电机用于给所述减速机提供动力；所述扭矩管的端部连接在所述减速机的驱动轴上；所述反射镜支架固定在所述扭矩管上，所述倾角传感器设置在所述扭矩管上。本发明还公开了一种具有调整轴向形变功能的槽式聚光器。本发明能够实现整个聚光器组件高精度同步跟踪，提高提高聚光效能。

Description

具有调整轴向形变功能的支架及其槽式聚光器
技术领域
本发明涉及一种太阳能光热技术，具体说，涉及一种具有调整轴向形变功能的支架及其槽式聚光器。
背景技术
在太阳能光热发电和太阳能中高温热利用领域，最重要的问题是实现高效高倍聚光，高效高倍聚光技术是提高太阳能采集利用效率的核心。
对于大型聚光器阵列(SCA)而言，要求实现高效聚光。槽式太阳能聚光器对太阳跟踪精度有很高的要求，一般要求跟踪精度小于0.2°，通常的聚光器组件均采用一个驱动电机，放置在中间位置，实现跟踪运动。
但对于单轴距离超过60米长的槽式聚光器阵列而言，由于受桁架、立柱、轴承等零部件的制造精度的制约，现场装配对同轴度精度限制，以及大风天气下风载增大的影响，使聚光器整个轴向出现变形和扭曲，使得从驱动端到末端在跟踪精度上的出现不一致性。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种具有调整轴向形变功能的支架，能够实现整个聚光器组件高精度同步跟踪，提高提高聚光效能。
技术方案如下：
一种具有调整轴向形变功能的支架，包括驱动电机、倾角传感器、扭矩管、立柱、反射镜支架和减速机；所述驱动电机和所述减速机安装在所述立柱的顶端，所述驱动电机用于给所述减速机提供动力；所述扭矩管的端部连接在所述减速机的驱动轴上；所述反射镜支架固定在所述扭矩管上，所述倾角传感器设置在所述扭矩管上。
进一步：所述扭矩管上设置有三套所述减速机、所述倾角传感器和所述驱动电机，一套位于中部的两个所述扭矩管的连接处，另外两套分别位于外侧的所述扭矩管的端部位置；三个所述倾角传感器位于同一水平面；所述倾角传感器固定在靠近所述减速机的所述扭矩管上。
进一步：所述驱动轴的两端分别连接端板，两个所述端板分别连接在所述立柱两侧所述扭矩管的端部。
进一步：还包括端板，所述端板包括端板本体、轴安装通孔、端板固定孔和扭矩管固定孔；所述轴安装通孔、所述端板固定孔和所述扭矩管固定孔开在所述端板本体上，所述轴安装通孔开在所述扭矩管固定孔的上部，所述端板固定孔开在所述轴安装通孔的外侧；所述减速机的驱动轴的端部安装在所述轴安装通孔内，螺栓穿过所述端板固定孔和所述驱动轴上法兰的法兰通孔，将所述端板和所述驱动轴相连接；螺栓穿过所述扭矩管固定孔，将所述端板连接在所述扭矩管的端部。
进一步：所述轴安装通孔的形状为正方形或者六角形，所述驱动轴的端部的截面形状为正方形或者六角形。
本发明所解决的另一个技术问题是提供一种具有调整轴向形变功能的槽式聚光器，能够实现整个聚光器组件高精度同步跟踪，提高提高聚光效能。
一种具有调整轴向形变功能的槽式聚光器，包括驱动电机、倾角传感器、扭矩管、立柱、反射镜支架、减速机、集热管支架、反射镜和集热管；所述驱动电机和所述减速机安装在所述立柱的顶端，所述驱动电机用于给所述减速机提供动力；所述扭矩管的端部连接在所述减速机的驱动轴上；所述反射镜支架固定在所述扭矩管上，所述反射镜的底部固定在所述反射镜支架上；所述集热管支架的底部连接在所述扭矩管上，所述集热管支架的顶部安装有所述集热管，所述反射镜的形状为抛物面形，所述集热管位于抛物面的焦点处；所述倾角传感器设置在所述扭矩管上。
进一步：所述扭矩管上设置有三套所述倾角传感器和所述驱动电机，一套位于中部的两个所述扭矩管的连接处，另外两套分别位于外侧的所述扭矩管的端部位置；三个所述倾角传感器位于同一水平面。
进一步：所述驱动轴的两端分别连接端板，两个所述端板分别连接在所述立柱两侧所述扭矩管的端部
进一步：还包括端板，所述端板包括端板本体、轴安装通孔、端板固定孔和扭矩管固定孔；所述轴安装通孔、所述端板固定孔和所述扭矩管固定孔开在所述端板本体上，所述轴安装通孔开在所述扭矩管固定孔的上部，所述端板固定孔开在所述轴安装通孔的外侧；所述减速机的驱动轴的端部安装在所述轴安装通孔内，螺栓穿过所述端板固定孔和所述驱动轴上法兰的法兰通孔，将所述端板和所述驱动轴相连接；螺栓穿过所述扭矩管固定孔，将所述端板连接在所述扭矩管的端部。
进一步：所述轴安装通孔的形状为正方形或者六角形，所述驱动轴的端部的截面形状为正方形或者六角形。
与现有技术相比，本发明技术效果包括：
本发明的使用，使得安装、调试和使用大型槽式太阳能聚光器阵列时，能够实现整个聚光器组件高精度同步跟踪，提高提高聚光效能。
在聚光器组件出现聚光器单元(SCE)不同轴，以及风载负荷大出现转轴扭曲变形情况时，导致聚光器组件的驱动端与末端运动角度不同步，跟踪太阳失败。本发明在聚光器组件驱动轴上设置有多动力源驱动装置，通过多位驱动电机控制，调整聚光器末端姿态，从而保持与驱动端角度位置一致，实现整个聚光器组件高精度同步跟踪。
附图说明
图1是本发明中具有调整轴向形变功能的槽式聚光器的结构图；
图2是本发明中右端的驱动电机和倾角传感器的安装位置图；
图3是本发明中左端的驱动电机和倾角传感器的安装位置图；
图4是本发明中中部的驱动电机和倾角传感器的安装位置图；
图5是本发明中端板的结构图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
如图1所示，是本发明中具有调整轴向形变功能的槽式聚光器的结构图。
具有调整轴向形变功能的槽式聚光器的结构包括：驱动电机1、倾角传感器2、集热管3、反射镜4、集热管支架5、扭矩管7、立柱8、反射镜支架9、减速机10。
多个立柱8的底端固定在地基上，驱动电机1、减速机10安装在立柱8的顶端，驱动电机1给减速机10提供动力；扭矩管7的端部连接在减速机10的驱动轴上；反射镜支架9固定在扭矩管7上，反射镜4的底部固定在反射镜支架9上；集热管支架5的底部连接在扭矩管7上，顶部安装集热管3，反射镜4的形状为抛物面形，集热管3位于抛物面的焦点处；倾角传感器2设置在扭矩管7上。
本优选实施例中，在具有调整轴向形变功能的槽式聚光器上设置有三套驱动电机1、减速机10和倾角传感器2，三套驱动电机1、减速机10和倾角传感器2分别位于整排扭矩管7的两个端部和中部位置。
如图2所示，是本发明中右端的驱动电机1和倾角传感器2的安装位置图；如图3所示，是本发明中左端的驱动电机1和倾角传感器2的安装位置图。
倾角传感器2固定在扭矩管7上，靠近减速机10的位置。
减速机10安装在立柱8的顶端，驱动轴通过端板11连接扭矩管7，即驱动轴、扭矩管7的端部都连接在端板11上；驱动电机1通过减速机10、端板11连接扭矩管7，从而使驱动电机1带动驱动轴转动，驱动轴带动端板11转动，端板11带动扭矩管7转动。驱动电机1为直流电机。
如图4所示，是本发明中中部的驱动电机1和倾角传感器2的安装位置图。
倾角传感器2固定在扭矩管7上，并靠近减速机10的位置。
减速机10安装在立柱8的顶端，驱动轴的两端分别连接端板11，两个端板11分别连接在立柱8两侧扭矩管7的端部。驱动电机1通过端板11、减速机10连接扭矩管12，从而使驱动电机1带动驱动轴转动，驱动轴带动端板11转动，端板11带动扭矩管7转动。驱动电机1为直流电机。
本发明中，装在中间位置的倾角传感器2和安装在左右两端扭矩管7上的倾角传感器2，用激光跟踪仪精确定位的同一水平面上，其安装误差通过软件消除。
如图5所示，是本发明中端板11的结构图。
端板11的结构包括：端板本体111、轴安装通孔112、端板固定孔113、扭矩管固定孔114；轴安装通孔112、端板固定孔113、扭矩管固定孔114开在端板本体111上，轴安装通孔112开在扭矩管固定孔114的上部，端板固定孔113开在轴安装通孔112的外侧。轴安装通孔112的形状为正方形，也可以是六角形，这样有利于带动扭矩管7旋转。
驱动轴的端部安装在轴安装通孔112内，螺栓穿过端板固定孔113和驱动轴上法兰的法兰通孔，将端板11和驱动轴相连接；螺栓穿过扭矩管固定孔114，将端板11连接在扭矩管7的端部。驱动轴的端部的截面可以上矩形或者六边形，这样有利于带动端板11旋转。
三个倾角传感器2实时测量角度位置，根据驱动轴与端轴的角度误差，得出扭矩管7的变形量，根据变形量、角度误差启动驱动电机1转动进行调整，从而使整个转轴跟踪误差都控制在0.2°以内。一行槽式聚光器中，设置在最左边的驱动轴称为左端轴，设置在最右边的驱动轴称为右端轴，设置在中部的驱动轴名称不变。
计算公式为：
δ驱动-δ左端轴＝Δδ左偏差，δ驱动-δ右端轴＝Δδ右偏差，
其中：
δ驱动：驱动轴处转动的角度，δ左端轴：左端轴上转动的角度，Δδ左偏差：左端轴与驱动轴的角度偏差；δ右端轴：右端轴上转动的角度，Δδ右偏差：右端轴与驱动轴的角度偏差；ΔS：变形量，K：变形参数。
根据驱动轴与两个端轴的变形量ΔS，和角度误差Δδ左偏差、Δδ右偏差，启动两端轴处的驱动电机1以及驱动轴处的驱动电机1转动，进行调整，使得所有的扭矩管7重新处于同一水平面，使整个跟踪误差都控制在0.2°以内。
本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种具有调整轴向形变功能的支架，其特征在于：包括驱动电机、倾角传感器、扭矩管、立柱、反射镜支架和减速机；所述驱动电机和所述减速机安装在所述立柱的顶端，所述驱动电机用于给所述减速机提供动力；所述扭矩管的端部连接在所述减速机的驱动轴上；所述反射镜支架固定在所述扭矩管上，所述倾角传感器设置在所述扭矩管上。
2.如权利要求1所述具有调整轴向形变功能的支架，其特征在于：所述扭矩管上设置有三套所述减速机、所述倾角传感器和所述驱动电机，一套位于中部的两个所述扭矩管的连接处，另外两套分别位于外侧的所述扭矩管的端部位置；三个所述倾角传感器位于同一水平面；所述倾角传感器固定在靠近所述减速机的所述扭矩管上。
3.如权利要求2所述具有调整轴向形变功能的支架，其特征在于：所述驱动轴的两端分别连接端板，两个所述端板分别连接在所述立柱两侧所述扭矩管的端部。
4.如权利要求1～3任一项所述具有调整轴向形变功能的支架，其特征在于：还包括端板，所述端板包括端板本体、轴安装通孔、端板固定孔和扭矩管固定孔；所述轴安装通孔、所述端板固定孔和所述扭矩管固定孔开在所述端板本体上，所述轴安装通孔开在所述扭矩管固定孔的上部，所述端板固定孔开在所述轴安装通孔的外侧；所述减速机的驱动轴的端部安装在所述轴安装通孔内，螺栓穿过所述端板固定孔和所述驱动轴上法兰的法兰通孔，将所述端板和所述驱动轴相连接；螺栓穿过所述扭矩管固定孔，将所述端板连接在所述扭矩管的端部。
5.如权利要求4所述具有调整轴向形变功能的支架，其特征在于：所述轴安装通孔的形状为正方形或者六角形，所述驱动轴的端部的截面形状为正方形或者六角形。
6.一种具有调整轴向形变功能的槽式聚光器，其特征在于：包括驱动电机、倾角传感器、扭矩管、立柱、反射镜支架、减速机、集热管支架、反射镜和集热管；所述驱动电机和所述减速机安装在所述立柱的顶端，所述驱动电机用于给所述减速机提供动力；所述扭矩管的端部连接在所述减速机的驱动轴上；所述反射镜支架固定在所述扭矩管上，所述反射镜的底部固定在所述反射镜支架上；所述集热管支架的底部连接在所述扭矩管上，所述集热管支架的顶部安装有所述集热管，所述反射镜的形状为抛物面形，所述集热管位于抛物面的焦点处；所述倾角传感器设置在所述扭矩管上。
7.如权利要求6所述具有调整轴向形变功能的槽式聚光器，其特征在于：所述扭矩管上设置有三套所述倾角传感器和所述驱动电机，一套位于中部的两个所述扭矩管的连接处，另外两套分别位于外侧的所述扭矩管的端部位置；三个所述倾角传感器位于同一水平面。
8.如权利要求7所述具有调整轴向形变功能的槽式聚光器，其特征在于：所述驱动轴的两端分别连接端板，两个所述端板分别连接在所述立柱两侧所述扭矩管的端部。
9.如权利要求6～8任一项所述具有调整轴向形变功能的槽式聚光器，其特征在于：还包括端板，所述端板包括端板本体、轴安装通孔、端板固定孔和扭矩管固定孔；所述轴安装通孔、所述端板固定孔和所述扭矩管固定孔开在所述端板本体上，所述轴安装通孔开在所述扭矩管固定孔的上部，所述端板固定孔开在所述轴安装通孔的外侧；所述减速机的驱动轴的端部安装在所述轴安装通孔内，螺栓穿过所述端板固定孔和所述驱动轴上法兰的法兰通孔，将所述端板和所述驱动轴相连接；螺栓穿过所述扭矩管固定孔，将所述端板连接在所述扭矩管的端部。
10.如权利要求9所述具有调整轴向形变功能的槽式聚光器，其特征在于：所述轴安装通孔的形状为正方形或者六角形，所述驱动轴的端部的截面形状为正方形或者六角形。
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