CN113759988A - 转动装置及其控制方法、具有转动装置的系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转动装置及其控制方法、具有转动装置的系统，其涉及太阳能光伏技术领域，所述转动装置包括：电机驱动器，所述电机驱动器包括电机和电机控制单元；位置感应器，所述位置感应器用于检测所述电机是否达到预设位置，当所述电机到达所述预设位置时，所述位置感应器向所述电机控制单元发送预设信号，所述电机控制单元接收所述预设信号以控制所述电机停止。本申请能够减少电机驱动器运行过程中产生的累积误差。

Description

转动装置及其控制方法、具有转动装置的系统

技术领域

本发明涉及太阳能光伏技术领域，特别涉及一种转动装置及其控制方法、具有转动装置的系统。

背景技术

太阳能作为一种清洁的可再生能源得到越来越多的应用，尤其是跟踪光伏发电技术是继常规光伏发电技术以后的新兴太阳能利用技术。自动跟踪光伏发电系统配备了太阳能跟踪系统，通常所说的光伏发电系统都是由太阳能电池方阵、蓄电池组、充放电控制器、逆变器及交流配电柜等设备组成，这些基本设备解决了光照发电、蓄能、用电、并网发电这一基本功能，但是在太阳能的充分利用方面没有达到最佳的光能利用率。跟踪光伏系统有效的解决了太阳能光能利用效果最佳化的问题，跟踪光伏系统能够保持太阳能电池板尽可能的正对太阳，从而提高太阳能光伏组件的发电量，可以有效的降低光伏发电系统的投资成本，提高太阳能光伏组件的利用率。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题是提供了一种转动装置及其控制方法、具有转动装置的系统，其能够减少电机驱动器运行过程中产生的累积误差。

本发明实施例的具体技术方案是：

一种转动装置，所述转动装置包括：

电机驱动器，所述电机驱动器包括电机和电机控制单元；

位置感应器，所述位置感应器用于检测所述电机是否达到预设位置，当所述电机到达所述预设位置时，所述位置感应器向所述电机控制单元发送预设信号，所述电机控制单元接收所述预设信号以控制所述电机停止。

优选地，所述位置感应器包括霍尔传感器或光电传感器。

优选地，所述预设信号包括电平的跳变信号。

一种具有转动装置的系统，所述具有转动装置的系统包括：

多个如上述任一所述的转动装置，多个转动装置形成一排转动装置；与一排所述转动装置中所有所述电机驱动器相通信连接的组控制器，所述组控制器用于向一排转动装置中所有所述转动装置中的所述电机驱动器发送定位指令，所述电机驱动器用于接收所述定位指令并控制所述电机向预设位置转动。

优选地，所述具有转动装置的系统为跟踪光伏系统，所述具有转动装置的系统还包括：至少一排光伏支架机构，每一排所述光伏支架机构包括光伏支架；用于驱动光伏支架进而带动所述光伏面板转动的多个驱动机构，每个所述驱动机构包括：执行结构和所述转动装置；

所述组控制器与至少一排所述光伏支架机构中所有所述电机驱动器相通信连接，所述组控制器用于控制所述电机驱动器。

优选地，所述组控制器用于控制至少一排所述光伏支架机构中的所有电机驱动器中的电机位于所述预设位置以实现统一的位置定位。

优选地，每一排所述光伏支架机构还包括：能够安装在光伏支架上的光伏面板；用于检测所述光伏面板的倾角的倾角传感器，所述倾角传感器与所述组控制器相通信连接；所述电机和所述光伏面板之间的减速总比为N；

所述电机驱动器包括在电机转动时能够输出脉冲次数的编码器；所述电机控制单元根据所述电机到达所述预设位置时所述光伏面板的倾角角度值A、所述光伏面板当前需要转动至的目标倾角角度值C、电机转动一圈编码器输出脉冲的计数值M、所述电机和所述光伏面板之间的减速总比N得到所述光伏面板要转动至的目标倾角角度值C时所述编码器目标输出的脉冲计数值以控制所述电机的转动。

优选地，所述编码器目标输出的脉冲计数值为|C-A|N/360M，当C大于A时，所述电机正转，当C小于A时，所述电机反转。

一种转动装置的控制方法，所述转动装置的控制方法包括：

接收定位指令，控制电机向预设位置转动；

当接收到位置感应器发送的预设信号时控制电机停止转动。

优选地，所述转动装置的控制方法还包括：

当收到所述位置感应器发送的预设信号时，将编码器脉冲计数值清零，并记录所述电机到达所述预设位置时光伏面板的倾角角度值A。

优选地，所述转动装置的控制方法还包括：

接收到转动指令后，所述转动指令包括当前需要转动至的目标倾角角度值C，根据所述当前需要转动至的目标倾角角度值C、所述电机到达所述预设位置时所述光伏面板的倾角角度值A、所述电机到达所述预设位置时所述编码器的脉冲计数值、电机转动一圈编码器输出脉冲的计数值M、所述电机和所述光伏面板之间的减速总比为N得到所述光伏面板要转动至的目标倾角角度值C时所述编码器目标输出的脉冲计数值以控制所述电机的转动步数。

优选地，所述转动装置的控制方法还包括：

接收到转动指令后，所述转动指令包括当前需要转动至的目标倾角角度值C，根据所述当前需要转动至的目标倾角角度值C、所述电机在当前时所述光伏面板的倾角角度值B、电机转动一圈编码器输出脉冲的计数值M、所述电机和所述光伏面板之间的减速总比为N得到所述光伏面板要转动至的目标倾角角度值C时所述编码器目标输出的脉冲计数值以控制所述电机的转动步数。

一种组控制器的控制方法，所述组控制器的控制方法包括：

向一排转动装置中所有转动装置中的所述电机驱动器发送定位指令，定位指令用于指示所述电机驱动器控制电机向预设位置转动，并当所述电机到达所述预设位置时控制电机停止转动。

向一排转动装置中所有所述转动装置中的所述电机驱动器发送转动指令，所述转动指令包括：当前需要转动至的目标倾角角度值，所述转动指令用于指示所述电机驱动器根据所述当前需要转动至的目标倾角角度值C、所述电机到达所述预设位置时所述光伏面板的倾角角度值A、所述电机到达所述预设位置时所述编码器的脉冲计数值、电机转动一圈编码器输出脉冲的计数值M、所述电机和所述光伏面板之间的减速总比为N得到所述光伏面板要转动至的目标倾角角度值C时所述编码器目标输出的脉冲计数值以控制所述电机的转动步数。

本发明的技术方案具有以下显著有益效果：

当电机驱动器需要减小或消除之前运行的累计误差时，可以通过电机控制单元控制电机进行转动，当电机到达所述预设位置时，所述位置感应器就会向所述电机控制单元发送预设信号，所述电机控制单元接收所述预设信号以控制所述电机停止，从而使得电机能够准确的恢复至预设位置，且电机驱动器确定此时其位于预设位置，如此，有助于以后电机驱动器运行时的准确性。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。

图1为本发明实施例中跟踪光伏系统的系统示意图；

图2为本发明实施例中具有转动装置的系统的控制方法的步骤流程图；

图3为本发明实施例中跟踪光伏系统配置的步骤流程图；

图4为本发明实施例中一排光伏支架机构中电机驱动器进行位置定位的流程图；

图5为本发明实施例中跟踪光伏系统常规运行的流程图。

以上附图的附图标记：

1、光伏支架机构；11、驱动机构；111、执行结构；112、位置感应器；113、电机驱动器；12、倾角传感器；2、组控制器；3、主控制器；4、上位机软件；5、总线线缆；6、分线缆。

具体实施方式

结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

目前常用的跟踪光伏支架主要为单电机连杆多点联动结构，经过实际使用后发现，这种结构存在很多的缺陷：如配合组件的零件太多，安装不方便，对一致性、稳定性及安装精度等都需要很高的要求；如零件成本高、人工组装成本高；如任何一个连杆配件出问题，整个跟踪支架系统都将出现问题；如连杆过长，容易出现拧转变形的风险；如连杆作为连接件，长度过长，会明显降低传动效率，这势必会引起多点驱动推杆的不同步，进而导致跟踪光伏系统的寿命降低。

而采用多电机群控的跟踪光伏系统是未来太阳能跟踪光伏系统的一种趋势。申请人发现，目前常用的一种多电机跟踪控制系统因电机同步及受电机走线长度影响会出现如下几个问题：最大的问题主要是断电后会出现多电机初始位置不同步的问题，而且该误差会随运行时间逐步扩大；其次，电机线过长会影响电机性能，导致线缆成本增加，单排安装的组件数量较少；最后，在高度不一致区域，单排安装调试比较困难，无法适应复杂地形。

目前常用的另一种多电机联动模式光伏系统中单排跟踪光伏支架系统具有多个光伏面板单元，每一个光伏面板单元均包括光伏面板转动控制装置、用于安装光伏面板的光伏面板支架，每个光伏面板转动控制装置均包括带动光伏面板的转动的推杆、驱动推杆运动的推杆驱动装置以及用于检测光伏面板支架的转动角度的角度检测装置。申请人发现这种单排跟踪光伏支架系统采用了多个倾角传感器的技术方案，也就是说每个光伏面板单元均有一个倾角传感器，通过这个倾角传感器达到控制这个光伏面板单元中光伏面板支架的转动程度。由于一个单排跟踪光伏支架系统就有多个倾角传感器，且不同光伏面板单元之间的倾角传感器、具有电机的推杆驱动装置和推杆等都是独立的。各个推杆驱动装置和推杆一起驱动光伏面板支架的转动程度是基于各自的倾角传感器，在长时间运行下，各个推杆驱动装置和推杆之间本身会产生一定的不同步的累积误差。如果倾角传感器安装的结构设计和倾角传感器的精度不够高，那么上述不同步的累积误差会更大。

由此可以发现目前市面上存在的跟踪光伏系统都具有一个通性的问题，那就是无论是多电机控制还是单电机控制，最终都会导致电机驱动的推杆不同步的问题，尤其对于多电机控制而言，运行过程中不同电机之间还会产生累积误差，进而会导致光伏面板转动后所呈角度的差异不断增大。

为了能够减少电机驱动器运行过程中产生的累积误差，在本申请中提出了一种转动装置，所述转动装置包括：电机驱动器113，所述电机驱动器113包括电机和电机控制单元；位置感应器112，所述位置感应器112用于检测所述电机是否达到预设位置，当所述电机到达所述预设位置时，所述位置感应器112向所述电机控制单元发送预设信号，所述电机控制单元接收所述预设信号以控制所述电机停止。此外，在本申请中还提出了一种具有转动装置的系统，所述具有转动装置的系统包括：多个转动装置，多个转动装置形成一排转动装置，每个所述转动装置包括：电机驱动器113，所述电机驱动器113包括电机和电机控制单元；位置感应器112，所述位置感应器112用于检测所述电机是否达到预设位置，当所述电机到达所述预设位置时，所述位置感应器112向所述电机控制单元发送预设信号，所述电机控制单元接收所述预设信号以控制所述电机停止；与一排所述转动装置中所有所述电机驱动器相通信连接的组控制器2，所述组控制器2用于向一排转动装置中所有转动装置中的电机驱动器113发送定位指令，电机驱动器113用于接收定位指令并控制电机向预设位置转动。

当电机驱动器需要减小或消除之前运行的累计误差时，可以通过电机控制单元控制电机进行转动，当电机到达所述预设位置时，所述位置感应器就会向所述电机控制单元发送预设信号，所述电机控制单元接收所述预设信号以控制所述电机停止，从而使得电机能够准确的恢复至预设位置，且电机驱动器确定此时其位于预设位置，如此，有助于以后电机驱动器运行时的准确性。

当具有转动装置的系统具有多个转动装置，需要同时减小或消除之前所有转动装置中电机驱动器之前运行的累计误差时，通过一个组控制器2同时控制所有电机驱动器113进行电机恢复至预设位置的操作，如此，便能够使得多个转动装置中的电机准确的恢复至预设位置，在多个转动装置之后的运行过程中，多个转动装置形成的一排转动装置能够较好的保持统一性，彼此之间基本不存在各自的累计误差，能够保证一排转动装置转动时的一致性和协调性。

图1为本发明实施例中跟踪光伏系统的系统示意图，如图1所示，具有转动装置的系统可以为跟踪光伏系统。当具有转动装置的系统为跟踪光伏系统时，具有转动装置的系统还可以包括：至少一排光伏支架机构1，每一排光伏支架机构1包括光伏支架；用于驱动光伏支架进而带动光伏面板转动的多个驱动机构11，每个驱动机构11包括：执行结构111和上述转动装置。此时，组控制器2与至少一排光伏支架机构1中所有电机驱动器113相通信连接的，组控制器2用于控制所有电机驱动器113。

本申请跟踪光伏系统中的每一个驱动机构11中均具有位置感应器112，其用于检测电机是否达到预设位置。当跟踪光伏系统需要消除或减少运行的累计误差时，组控制器2控制一排光伏支架机构1中所有电机驱动器113进行统一的位置定位，以实现后续电机转动的同步。当电机驱动器113进行统一的位置定位时，当电机到达预设位置时，位置感应器112向电机控制单元发送预设信号，电机控制单元接收预设信号以控制电机停止。一排光伏支架机构1中所有电机的预设位置均是统一的同一位置，相对应的光伏面板的倾角也是相同的，因此实现了一排光伏支架机构1中所有电机驱动器113进行统一的位置定位，消除或减少了之前运行的累计误差，从而实现之后一排光伏支架机构1在运行时的同步控制。

如图1所示，跟踪光伏系统可以包括：至少一排光伏支架机构1。当光伏支架机构1为多排时，多排光伏支架机构1形成一组光伏支架机构。组控制器2用于对至少一排或至少一组光伏支架机构的数据进行采集并实现相应的控制。例如，N排光伏支架机构1形成一组光伏支架机构，组控制器2用于对N排光伏支架机构的数据进行采集并实现相应的控制。当然组控制器2也可以仅对一排光伏支架机构的数据进行采集并实现相应的控制。

如图1所示，每一排光伏支架机构1可以包括光伏支架、能够安装在光伏支架上的光伏面板、用于驱动光伏支架进而带动光伏面板转动的多个驱动机构11。由于光伏支架长度很长，其安装有多个光伏面板，因此每一排光伏支架机构1需要采用多驱动机构联动模式实现光伏支架上所有的光伏面板的转动。

如图1所示，每个驱动机构11可以包括：执行结构111和转动装置。转动装置可以包括：位置感应器112、与执行结构111相传动连接的电机驱动器113。电机驱动器113输出转动动力，从而带动执行结构111联动，执行结构111进而带动相对应的光伏面板进行转动。在此过程中，执行结构111可以先带动安装光伏面板的光伏支架处进行转动，再实现光伏面板的转动。通过上述方式从而实现光伏面板的倾角调节。

如图1所示，电机驱动器113包括电机和电机控制单元，电机在电机控制单元的控制下实现转动程度的控制，电机和电机控制单元可以采用一体化布局。位置感应器112与电机驱动器113中的电机控制单元相通信连接，位置感应器112可以为零位传感器。位置感应器112用于检测电机是否达到预设位置。图4为本发明实施例中一排光伏支架机构中电机驱动器113进行位置定位的流程图，如图4所示，当电机到达预设位置时，位置感应器112向电机控制单元发送预设信号，电机控制单元接收预设信号以控制电机停止。当位置感应器112为零位传感器时，预设位置可以包括基准位置。通过上述方式可以使得电机恢复至预设位置。也就是说，当跟踪光伏系统需要消除或减少运行的累计误差时，组控制器2控制一排光伏支架机构中所有电机驱动器113进行统一的位置定位，以实现后续电机转动的同步。当一排光伏支架机构1中所有电机的位置均恢复至预设位置，在该处，预设位置均是统一的同一位置，电机在预设位置下相对应的光伏面板的倾角也是相同的，因此所有电机的位置均恢复至预设位置实现了一排光伏支架机构1中所有电机驱动器113进行统一的位置定位，消除或减少了之前运行的累计误差，从而实现之后一排光伏支架机构1在运行时的同步控制。

作为可行的，位置感应器112可以包括霍尔传感器或光电传感器等等，这些传感器均能够准确的检测出电机是否转动至预设位置，且便于设置，成本较低。当电机到达预设位置时，位置感应器112向电机控制单元发送的预设信号可以为电平的跳变信号，例如该信号跳变可为低电平跳变至高电平或高电平跳变至低电平，其具体可根据传感器的类型及接口电路设计而定。在一个具体实施例中，若信号跳变为低电平跳变至高电平，也就是说电机控制单元接收到的是低电平时，表明电机未达到预设位置，当电机控制单元接收到的是高电平时，表明电机达到预设位置。也就是说，电机控制单元接收到的预设信号由低电平变为高电平时，此时表明电机刚达到预设位置，电机控制单元立刻控制电机停止，以使电机停止在预设位置。

组控制器2与至少一排光伏支架机构1中所有电机驱动器113相通信连接，组控制器2用于控制至少一排光伏支架机构1中所有电机驱动器113。因此，组控制器2可以在同一时间或同一时间段内控制至少一排光伏支架机构1中的所有电机驱动器113中的电机位于预设位置以实现统一的位置定位。具体的，组控制器2与每一排光伏支架机构1中的驱动机构11相电性连接，从而通过通讯总线管理多排光伏支架机构1中的多个电机驱动器113。

如图1所示，跟踪光伏系统可以包括向多排光伏支架机构1进行供电的总线线缆5。每一排光伏支架机构1中的多个电机驱动器113通过线缆连接，总线线缆5可以通过分线缆6连接至上述线缆的中间，以使得供电均从每排中间往两边延伸以减少总线线缆5和分线缆6上的压降。

如图1所示，跟踪光伏控制系统还可以包括主控制器3，其用于对多个组控制器2进行控制。图3为本发明实施例中跟踪光伏系统配置的步骤流程图，如图3所示，跟踪光伏控制系统在运行初期需要通过上位机软件4完成以下配置步骤：S201：配置各组控制器2的运行参数，可以包括常规系统跟踪运行的参数(如经纬度坐标、时区、各子排机械安装偏差、策略控制角度等)及下属驱动机构11的分排信息；S202：可以根据现场安装情况配置各组控制器2下挂的光伏支架机构1的排数N(N为正整数)；S203：再可以配置该1-N排下每排电机驱动器113数量分别为M1至Mn(M1至Mn均为正整数)；S204：之后，配置完成后上位机软件4通过系统网络下载至各组控制器2；S205：之后，组控制器2将每排电机驱动器113的分排信息同步至各电机驱动器113。

如图1所示，每一排光伏支架机构1可以包括：用于检测光伏面板的倾角的倾角传感器12，倾角传感器12与组控制器2相通信连接。图5为本发明实施例中跟踪光伏系统常规运行的流程图，如图5所示，组控制器2可以根据每一排光伏支架机构1的倾角传感器12确定相对应的该排光伏支架机构1是否需要进行转动。

也就是说，如图5所示，组控制器2根据每一排光伏支架机构1的倾角传感器12获得的此时光伏面板的倾角和当前需要转动至的目标倾角角度值相对比不满足预设要求时，确定该倾角传感器12相对应的光伏支架机构1需要进行转动。预设要求可以为两者的差值没有超过预设阈值。当前需要转动至的目标倾角角度值可以为系统预先存储的此时此地光伏面板应该处于的倾角的角度值。

进一步的，电机驱动器113可以包括在电机转动时能够输出脉冲次数的编码器。在电机控制单元接收到位置感应器112发送的预设信号时，电机控制单元控制编码器将脉冲计数值清零，并记录电机到达预设位置时光伏面板的倾角角度值A。

当相对应的光伏支架机构1需要进行转动时，光伏支架机构1中各个电机驱动器113中的电机控制单元根据电机到达预设位置时光伏面板的倾角角度值A、光伏面板当前需要转动至的目标倾角角度值C、电机转动一圈编码器输出脉冲的计数值M、电机和光伏面板之间的减速总比N得到光伏面板要转动至的目标倾角角度值C时编码器目标输出的脉冲计数值以控制电机的转动。其中，编码器目标输出的脉冲计数值为|C-A|N/360M，当C大于A时，电机正转，当C小于A时，电机反转。在编码器输出的脉冲计数值达到光伏面板要转动至的目标倾角角度值C时编码器目标输出的脉冲计数值时，电机控制单元控制电机停止转动。

其中，电机和光伏面板之间的减速总比N为电机转速与光伏面板转速之间总体的传动减速比，这其中也包括了执行机构的传动减速。

之后，光伏支架机构1中的光伏面板再需要转动时，由于电机已经不在预设位置，当前光伏面板的倾角角度值B也不在电机位于预设时相对应的光伏面板的倾角角度值A，光伏支架机构1中各个电机驱动器113中的电机控制单元根据当前需要转动至的目标倾角角度值C、电机在当前时光伏面板的倾角角度值B、电机转动一圈编码器输出脉冲的计数值M、电机和光伏面板之间的减速总比为N得到光伏面板要转动至的目标倾角角度值C时编码器目标输出的脉冲计数值以控制电机的转动步数。其中，其中，编码器目标输出的脉冲计数值为|C-B|N/360M，当C大于B时，电机正转，当C小于B时，电机反转。在编码器输出的脉冲计数值达到光伏面板要转动至的目标倾角角度值C时编码器目标输出的脉冲计数值时，电机控制单元控制电机停止转动。

通过上述方式，电机驱动器的转动控制实现了位置闭环，从而实现精确的光伏面板转动角度控制。需要说明的是，针对于不同的执行结构111，转动角度换算成编码器脉冲计数值的公式具有不同的实施方式，在本申请中并不对其做任何限制。

在本申请中还提出了一种具有转动装置的系统的控制方法，图2为本发明实施例中具有转动装置的系统的控制方法的步骤流程图，如图2所示，具有转动装置的系统的控制方法可以包括：

S101：当其中一排光伏支架机构上的电机驱动器再次通电时，组控制器向该排光伏支架机构上的所有电机驱动器发送定位指令。

在本步骤中，如图4所示，组控制器可以周期性的轮询各排光伏支架机构中电机驱动器的状态，从而确认一排光伏支架机构中电机驱动器是否均在线。一排光伏支架机构中电机驱动器均在线时，当其中一排光伏支架机构上的电机驱动器断电后再次通电时，若该排光伏支架机构上的电机驱动器处于上电初始化状态时，组控制器可以向该排光伏支架机构上的所有电机驱动器发送定位指令。定位指令用于指示所述电机驱动器控制电机向预设位置转动，并当所述电机到达所述预设位置时控制电机停止转动。当然的，若该排光伏支架机构上的电机驱动器不处于上电初始化状态时，组控制器也可以向该排光伏支架机构上的所有电机驱动器发送定位指令。

S102：电机驱动器接收定位指令后，电机控制单元控制电机向预设位置转动。

在本步骤中，在同一时间或同一时间段内，一排光伏支架机构上的所有电机驱动器接收定位指令后，电机驱动器中的电机控制单元控制电机向预设位置转动。该预设位置可以包括基准位置。

S103：当电机控制单元接收到位置感应器发送的预设信号时控制电机停止转动。

在本步骤中，如图4所示，当电机到达预设位置时，位置感应器向电机控制单元发送预设信号，电机控制单元接收预设信号后立刻控制电机停止，从而使得电机停止在预设位置。与预设位置为基准位置相对应的，预设信号可以为零位基准信号。若电机控制单元一直不接收到预设信号，则表明电机转动可能存在异常。若确定电机转动异常，则电机控制单元向组控制器发送表示该电机驱动器异常的故障信号，组控制器接收到该故障信号后，控制该排光伏支架机构中所有的电机驱动器中的电机停止转动。具体而言，组控制器接收到该故障信号后，组控制器对该排所有电机驱动器下发停止命令，各电机驱动器接收到停止指令后停止当前转动。

S104：当电机控制单元接收到位置感应器发送的预设信号时，编码器将脉冲计数值清零，并记录电机到达预设位置时光伏面板的倾角角度值A。

S105:组控制器采集倾角传感器检测得到的光伏面板的倾角，当倾角传感器检测得到的光伏面板的倾角与当前需要转动至的目标倾角角度值C相对比不满足预设要求时，组控制器向倾角传感器相对应的该排光伏支架机构中的电机驱动器发送转动指令，转动指令包括当前需要转动至的目标倾角角度值C。

在本步骤中，如图5所示，组控制器周期性的采集各排光伏支架机构中倾角传感器检测得到的相对应的光伏面板的倾角，与此同时，组控制器也可以采集各排光伏支架机构中电机驱动器的运行信息。当倾角传感器检测得到的相对应的光伏面板的倾角与当前需要转动至的目标倾角角度值C相对比不满足预设要求时，预设要求为两者的差值没有超过预设阈值，预设阈值可以为转角设定值。也就是说，当倾角传感器检测得到的相对应的光伏面板的倾角与当前需要转动至的目标倾角角度值C相对比的偏差值超过转角设定值时，表明该排光伏支架机构中电机驱动器中的电机需要转动，以调节光伏面板的倾角至目标倾角角度值C。

在此之后，可以先检测确定该排光伏支架机构中电机驱动器是否均在线且无故障；若是，则组控制器再向倾角传感器相对应的该排光伏支架机构中的电机驱动器发送转动指令。若否，组控制器向倾角传感器相对应的该排光伏支架机构中的电机驱动器发送停止指令。

S106:倾角传感器相对应的该排光伏支架机构中的电机驱动器接收到转动指令后，根据当前需要转动至的目标倾角角度值C、电机到达预设位置时光伏面板的倾角角度值A、电机到达预设位置时编码器的脉冲计数值、电机转动一圈编码器输出脉冲的计数值M、电机和光伏面板之间的减速总比为N得到光伏面板要转动至的目标倾角角度值C时编码器目标输出的脉冲计数值以控制电机的转动步数。

在本步骤中，该次电机的转动为该排光伏支架机构中的电机恢复至预设位置后的第一次转动，因此，电机依然处于预设位置，光伏面板的倾角角度值A与电机到达预设位置时相对应。光伏面板要转动至的目标倾角角度值C时编码器目标输出的脉冲计数值为|C-A|N/360M，当C大于A时，电机正转，当C小于A时，电机反转。在编码器输出的脉冲计数值达到光伏面板要转动至的目标倾角角度值C时编码器目标输出的脉冲计数值时，电机控制单元控制电机停止转动从而达到控制电机的转动步数。通过上述方式，电机驱动器的转动控制实现了位置闭环，从而实现精确的光伏面板转动角度控制。

S107：倾角传感器相对应的该排光伏支架机构中的电机驱动器接收到转动指令后，根据当前需要转动至的目标倾角角度值C、电机在当前时光伏面板的倾角角度值B、电机转动一圈编码器输出脉冲的计数值M、电机和光伏面板之间的减速总比为N得到光伏面板要转动至的目标倾角角度值C时编码器目标输出的脉冲计数值以控制电机的转动步数。

在本步骤中，电机恢复至预设位置后已经经过第一次转动，因此，电机不处于预设位置，电机在当前时光伏面板的倾角角度值B也不与电机到达预设位置时相对应。从电机处于预设位置后开始计，电机在当前时光伏面板的倾角角度值B相对应的编码器输出脉冲的计数值应为：(B-A)N/360M。从电机处于预设位置后开始计，光伏面板要转动至的目标倾角角度值C时编码器目标输出的脉冲计数值应为：(C-A)N/360M。因此，从光伏面板的倾角角度值B至光伏面板要转动至的目标倾角角度值C，电机需要转动的编码器目标输出的脉冲计数值为|C-B|*N/360*M，当C大于B时，电机正转，当C小于B时，电机反转。

如图5所示，在电机驱动器接收到转动指令后电机根据电机控制单元进行转动，之后，若电机驱动器发生故障，或者并非该排光伏支架机构中所有的电机驱动器均转动至编码器目标输出的脉冲计数值，则组控制器向该排光伏支架机构中的电机驱动器发送停止指令。

在本申请中还提出了一种转动装置的控制方法，该转动装置的控制方法可以包括：

接收定位指令，控制电机向预设位置转动。

当接收到位置感应器发送的预设信号时控制电机停止转动。

当收到所述位置感应器发送的预设信号时，将编码器脉冲计数值清零，并记录所述电机到达所述预设位置时光伏面板的倾角角度值A。

接收转动指令后，所述转动指令包括当前需要转动至的目标倾角角度值C，根据所述当前需要转动至的目标倾角角度值C、所述电机到达所述预设位置时所述光伏面板的倾角角度值A、所述电机到达所述预设位置时所述编码器的脉冲计数值、电机转动一圈编码器输出脉冲的计数值M、所述电机和所述光伏面板之间的减速总比为N得到所述光伏面板要转动至的目标倾角角度值C时所述编码器目标输出的脉冲计数值以控制所述电机的转动步数。

接收转动指令后，转动指令包括当前需要转动至的目标倾角角度值C，根据当前需要转动至的目标倾角角度值C、电机在当前时光伏面板的倾角角度值B、电机转动一圈编码器输出脉冲的计数值M、电机和光伏面板之间的减速总比为N得到光伏面板要转动至的目标倾角角度值C时编码器目标输出的脉冲计数值以控制电机的转动步数。

相对应的，在本申请中还提出了一种组控制器的控制方法，该组控制器的控制方法可以包括：

向一排转动装置中所有转动装置中的电机驱动器发送定位指令，定位指令用于指示电机驱动器控制电机向预设位置转动，并当电机到达预设位置时控制电机停止转动。

向一排转动装置中所有转动装置中的电机驱动器发送转动指令，转动指令中可以包括：当前需要转动至的目标倾角角度值，转动指令用于指示电机驱动器根据当前需要转动至的目标倾角角度值C、电机到达预设位置时光伏面板的倾角角度值A、电机到达预设位置时编码器的脉冲计数值、电机转动一圈编码器输出脉冲的计数值M、电机和光伏面板之间的减速总比为N得到光伏面板要转动至的目标倾角角度值C时编码器目标输出的脉冲计数值以控制电机的转动步数。在另一种可行的方式中，转动指令用于指示电机驱动器根据当前需要转动至的目标倾角角度值C、电机在当前时光伏面板的倾角角度值B、电机转动一圈编码器输出脉冲的计数值M、电机和光伏面板之间的减速总比为N得到光伏面板要转动至的目标倾角角度值C时编码器目标输出的脉冲计数值以控制电机的转动步数。

本申请可以实现以下有益效果：

1、相对于现有技术中而言，本申请不具有单电机联动的连杆结构，如此降低了对推杆运行同步性的要求，避免了连杆上传动效率的损失，增加了单排光伏支架机构上光伏面板可安装的数量，提升了共用光伏支架机构的利用率、系统的稳定性及运行性能，延长了光伏跟踪系统的寿命；其次，本申请在安装时没有对推杆同心度的要求，从而可以提升跟踪光伏系统的安装效率，降低对零部件加工精度的要求，进而有效降低了系统的成本，提升了系统的经济性。

2、本申请中的电机驱动器对电机的转动实行位置闭环控制，可实现有效的同步控制，从而有效减少运行的累积误差；另外一排光伏支架机构中采用多个电机驱动器的方式可以有效提升单排光伏支架机构上可安装的光伏面板容量，提升了系统的经济性。

3、本申请中可以在设备断电重新上电后进行一排光伏支架机构中各电机驱动器的预设位置定位，这样可以消除断电或异常运行时出现的累积误差，从而提升系统运行的可靠性。

4、本申请采用倾角传感器检测的光伏面板的倾角与光伏面板当前需要转动至的目标倾角角度值的偏差来触发一排光伏支架机构中所有电机驱动器中电机的转动，通过电机在预设位置上将编码器的脉冲计数值清零和通过编码器控制电机的转动圈数实现各执行结构精确转角及同步控制，从而实现了优异的总线同步控制策略，提升了系统的稳定性及可靠性。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种转动装置，其特征在于，所述转动装置包括：

电机驱动器，所述电机驱动器包括电机和电机控制单元；

位置感应器，所述位置感应器用于检测所述电机是否达到预设位置，当所述电机到达所述预设位置时，所述位置感应器向所述电机控制单元发送预设信号，所述电机控制单元接收所述预设信号以控制所述电机停止。

2.根据权利要求1所述的转动装置，其特征在于，所述位置感应器包括霍尔传感器或光电传感器。

3.根据权利要求1所述的转动装置，其特征在于，所述预设信号包括电平的跳变信号。

4.一种具有转动装置的系统，其特征在于，所述具有转动装置的系统包括：

多个如权利要求1至3中任一所述的转动装置，多个转动装置形成一排转动装置；

与一排所述转动装置中所有所述电机驱动器相通信连接的组控制器，所述组控制器用于向一排转动装置中所有所述转动装置中的所述电机驱动器发送定位指令，所述电机驱动器用于接收所述定位指令并控制所述电机向预设位置转动。

5.根据权利要求4所述的具有转动装置的系统，其特征在于，所述具有转动装置的系统为跟踪光伏系统，所述具有转动装置的系统还包括：至少一排光伏支架机构，每一排所述光伏支架机构包括光伏支架；用于驱动光伏支架进而带动所述光伏面板转动的多个驱动机构，每个所述驱动机构包括：执行结构和所述转动装置；

所述组控制器与至少一排所述光伏支架机构中所有所述电机驱动器相通信连接，所述组控制器用于控制所述电机驱动器。

6.根据权利要求5所述的具有转动装置的系统，其特征在于，所述组控制器用于控制至少一排所述光伏支架机构中的所有电机驱动器中的电机位于所述预设位置以实现统一的位置定位。

7.根据权利要求5所述的具有转动装置的系统，其特征在于，每一排所述光伏支架机构还包括：能够安装在光伏支架上的光伏面板；用于检测所述光伏面板的倾角的倾角传感器，所述倾角传感器与所述组控制器相通信连接；所述电机和所述光伏面板之间的减速总比为N；

所述电机驱动器包括在电机转动时能够输出脉冲次数的编码器；所述电机控制单元根据所述电机到达所述预设位置时所述光伏面板的倾角角度值A、所述光伏面板当前需要转动至的目标倾角角度值C、电机转动一圈编码器输出脉冲的计数值M、所述电机和所述光伏面板之间的减速总比N得到所述光伏面板要转动至的目标倾角角度值C时所述编码器目标输出的脉冲计数值以控制所述电机的转动。

8.根据权利要求7所述的具有转动装置的系统，其特征在于，所述编码器目标输出的脉冲计数值为|C-A|N/360M，当C大于A时，所述电机正转，当C小于A时，所述电机反转。

9.一种转动装置的控制方法，其特征在于，包括：

接收定位指令，控制电机向预设位置转动；

当接收到位置感应器发送的预设信号时控制电机停止转动，所述位置感应器用于当所述电机到达所述预设位置时发送所述预设信号。

10.根据权利要求9所述的转动装置的控制方法，其特征在于，所述转动装置的控制方法还包括：

当收到所述位置感应器发送的预设信号时，将编码器脉冲计数值清零，并记录所述电机到达所述预设位置时光伏面板的倾角角度值A。

11.根据权利要求10所述的转动装置的控制方法，其特征在于，所述转动装置的控制方法还包括：

接收到转动指令后，所述转动指令包括当前需要转动至的目标倾角角度值C，根据所述当前需要转动至的目标倾角角度值C、所述电机到达所述预设位置时所述光伏面板的倾角角度值A、所述电机到达所述预设位置时所述编码器的脉冲计数值、电机转动一圈编码器输出脉冲的计数值M、所述电机和所述光伏面板之间的减速总比为N得到所述光伏面板要转动至的目标倾角角度值C时所述编码器目标输出的脉冲计数值以控制所述电机的转动步数。

12.根据权利要求11所述的转动装置的控制方法，其特征在于，所述转动装置的控制方法还包括：

接收到转动指令后，所述转动指令包括当前需要转动至的目标倾角角度值C，根据所述当前需要转动至的目标倾角角度值C、所述电机在当前时所述光伏面板的倾角角度值B、电机转动一圈编码器输出脉冲的计数值M、所述电机和所述光伏面板之间的减速总比为N得到所述光伏面板要转动至的目标倾角角度值C时所述编码器目标输出的脉冲计数值以控制所述电机的转动步数。

13.一种组控制器的控制方法，其特征在于，包括：

向一排转动装置中所有转动装置中的所述电机驱动器发送定位指令，所述定位指令用于指示所述电机驱动器控制电机向预设位置转动，并当所述电机到达所述预设位置时控制电机停止转动。

14.根据权利要求13所述的组控制器的控制方法，其特征在于，还包括：

向一排转动装置中所有所述转动装置中的所述电机驱动器发送转动指令，所述转动指令包括：当前需要转动至的目标倾角角度值，所述转动指令用于指示所述电机驱动器根据所述当前需要转动至的目标倾角角度值C、所述电机到达所述预设位置时所述光伏面板的倾角角度值A、所述电机到达所述预设位置时所述编码器的脉冲计数值、电机转动一圈编码器输出脉冲的计数值M、所述电机和所述光伏面板之间的减速总比为N得到所述光伏面板要转动至的目标倾角角度值C时所述编码器目标输出的脉冲计数值以控制所述电机的转动步数。

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