專利名稱：槽式太陽能集熱器自適應扭矩補償裝置及工作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及太陽能開發(fā)自動化領域，特別涉及槽式太陽能集熱器自適應扭矩補償裝置及工作方法。
背景技術：
槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)全稱為槽式拋物面反射鏡太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，是將多個槽型拋物面聚光集熱器經過串并聯的排列，聚焦太陽直射光，加熱真空集熱管里面的工質，產生高溫，再通過換熱設備加熱水產生高溫高壓的蒸汽，驅動汽輪機發(fā)電機組發(fā)電。槽式太陽能熱發(fā)電是全球目前唯一進入商業(yè)化運行的太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)類型。
在槽式集熱器跟蹤太陽時，由位于串聯一列集熱器中部的電機帶動主軸旋轉。在這個過程中，由于靜摩擦等原因會導致主軸靠近電機的部分與兩端產生旋轉角度的偏差，但是現有的槽式太陽集熱器并沒有相應的解決辦法。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對國內外槽式太陽能熱發(fā)電集熱器繞主軸轉動時主軸兩端與中央部分扭矩不平衡的缺陷，提出一種新型的自適應扭矩補償裝置及工作方法，以提高槽式太陽能集熱器跟蹤精度，提聞集熱效率。本發(fā)明的原理是通過置于主軸端部的重物補償扭矩，補償扭矩的大小通過改變重物的位置實現。本發(fā)明的技術方案是—種槽式太陽能集熱器自適應扭矩補償裝置，其特征在于該裝置包括重物、傳動機構和角度傳感器，其中，傳動機構包括同步電機、同步輪和同步皮帶，同步輪與同步皮帶相哨合，同步電機帶動同步輪轉動，同步輪固定在連接支架上，集熱器列兩端最外側龍骨上均固定有所述連接支架；重物固定在同步皮帶上；在中央集熱管支架以及兩端集熱管支架上均固定有角度傳感器，每一端的角度傳感器均根據其與中央角度傳感器的角度偏差信號控制該端同步電機轉動。角度傳感器可隨集熱器繞主軸轉動。 重物的移動通過連接在同步輪上的同步電機經過同步輪帶動同步皮帶轉動實現。重物由一個或多個可拆卸物塊組成，可調節(jié)重量。所述傳動機構能夠為同步輪傳動或滾珠絲杠傳動。所述角度傳感器能夠為巨磁阻式角度傳感器或電容式角度傳感器或碼盤式角度傳感器或電位器式角度傳感器。槽式太陽能集熱器的集熱器支架上設置主軸，集熱管通過集熱管支架固定在主軸上，龍骨固定于主軸上，聚光鏡安裝在龍骨上，主電機與主軸相連接。
槽式太陽能集熱器自適應扭矩補償裝置的工作方法利用角度傳感器的角度偏差信號驅動電機，改變重物所在的位置，實現扭矩補償；具體為裝置啟動后，讀取設置在中央集熱管支架以及兩端集熱管支架上的角度傳感器數值，得到兩端軸偏轉角度與中央軸的偏轉角度；根據端軸偏轉角度與中央軸偏轉角度的角度偏差信號驅動對應端的同步電機，使重物向相應方向移動，補償扭矩，消除偏差，直到角度偏差為零時，扭矩補償過程結束。若通過重物移動仍未能消除角度偏差，則需要通過添加物塊來增加重物的重量。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提供的槽式太陽能集熱器自適應扭矩補償裝置及工作方法，裝置包括重物、傳動機構、角度傳感器，傳動機構與集熱器列最外側龍骨上的支架相連接，重物可在傳動機構的帶動下改變位置。工作方法包括利用角度傳感器傳回的偏差 信號控制重物的位置，從而達到補償扭矩的目的。本發(fā)明保證了槽式太陽能集熱器的跟蹤精度，確保集熱器能夠穩(wěn)定、高效的工作。采用本裝置可以及時調整由于各種原因造成的槽式太陽能集熱器旋轉過程中的扭矩損失，提高了槽式太陽能集熱器的跟蹤精度，提高集熱器的集熱效率。


圖I為本發(fā)明裝置的結構示意圖；圖2為本發(fā)明裝置的局部結構示意圖；圖3為本發(fā)明方法自適應扭矩補償方法流程圖。圖中標號I-集熱管，2-聚光鏡，3-中央集熱管支架，4-中央角度傳感器，5-主電機，6 -主軸，7-端集熱管支架，8-端角度傳感器，9-連接支架，10-同步電機，11-同步輪，12-同步皮帶，13-重物，14-龍骨，15-集熱器支架。
具體實施例方式下面的實施例可以使本專業(yè)技術人員更全面的理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。槽式太陽能集熱器的集熱器支架15上設置主軸6，集熱管I通過集熱管支架固定在主軸6上,龍骨14固定于主軸6上,聚光鏡2安裝在龍骨14上,主電機5與主軸6相連接。槽式太陽能集熱器自適應扭矩補償裝置包括重物、傳動機構和角度傳感器，其中，傳動機構包括同步電機10、同步輪11和同步皮帶12,同步輪11與同步皮帶12相嚙合，同步電機10帶動同步輪11轉動，同步輪11固定在連接支架9上，集熱器列兩端最外側龍骨上均固定有所述連接支架9 ；重物13固定在同步皮帶12上；在中央集熱管支架3以及兩端集熱管支架上均固定有角度傳感器(中央角度傳感器4固定在中央集熱管支架3上，端角度傳感器8固定在端集熱管支架7上)，每一端的角度傳感器均根據其與中央角度傳感器的角度偏差信號控制該端同步電機轉動。角度傳感器可隨集熱器繞主軸轉動。
重物13的移動通過連接在同步輪11上的同步電機10經過同步輪11帶動同步皮帶12轉動實現。重物由一個或多個可拆卸物塊組成，可調節(jié)重量。所述傳動機構能夠為同步輪傳動或滾珠絲杠傳動。所述角度傳感器能夠為巨磁阻式角度傳感器、電容式角度傳感器、碼盤式角度傳感器或電位器式角度傳感器。圖3中，自適應扭矩補償方法流程圖。
具體實施方式
當主電機5帶動集熱器繞主軸6轉動時，讀取設置在中央集熱管支架以及兩端集熱管支架上的角度傳感器的數值，得到兩端軸偏轉角度與中央軸的偏轉角度，根據端軸偏轉角度與中央軸偏轉角度的角度偏差信號驅動對應端的同步電機10帶動同步輪11轉動，使同步皮帶12帶動重物13向相應方向移動，補償扭矩。直到中央角度傳感器4與端角度傳感器8傳回的角度偏差為零時，扭矩補償過程結束。
角度傳感器與同步電機之間通過導線實現信號傳輸。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
權利要求
1.一種槽式太陽能集熱器自適應扭矩補償裝置，其特征在于該裝置包括重物、傳動機構和角度傳感器，其中， 傳動機構包括同步電機(10)、同步輪(11)和同步皮帶(12),同步輪(11)與同步皮帶(12)相嚙合，同步電機(10)帶動同步輪(11)轉動，同步輪(11)固定在連接支架(9)上，集熱器列兩端最外側龍骨上均固定有所述連接支架(9)； 重物(13)固定在同步皮帶(12)上； 在中央集熱管支架(3)以及兩端集熱管支架上均固定有角度傳感器，每一端的角度傳感器均根據其與中央角度傳感器的角度偏差信號控制該端同步電機轉動。
2.根據權利要求I所述的裝置，其特征在于角度傳感器隨集熱器繞主軸轉動。
3.根據權利要求I所述的裝置，其特征在于重物(13)的移動通過連接在同步輪(11)上的同步電機(10)經過同步輪(11)帶動同步皮帶(12)轉動實現。
4.根據權利要求I所述的裝置，其特征在于重物由一個或多個可拆卸物塊組成，用以調節(jié)重量。
5.根據權利要求I所述的裝置，其特征在于所述傳動機構為同步輪傳動或滾珠絲杠傳動。
6.根據權利要求I所述的裝置，其特征在于所述角度傳感器為巨磁阻式角度傳感器、電容式角度傳感器、碼盤式角度傳感器或電位器式角度傳感器。
7.根據權利要求I所述的裝置，其特征在于槽式太陽能集熱器的集熱器支架(15)上設置主軸(6)，集熱管(I)通過集熱管支架固定在主軸(6)上，龍骨(14)固定于主軸(6)上，聚光鏡(2)安裝在龍骨(14)上，主電機(5)與主軸(6)相連接。
8.權利要求I至7任意一個權利要求所述的槽式太陽能集熱器自適應扭矩補償裝置的工作方法，其特征在于利用角度傳感器的角度偏差信號驅動電機，改變重物所在的位置，實現扭矩補償。
9.根據權利要求8所述的工作方法，其特征在于該方法包括如下步驟裝置啟動后，讀取設置在中央集熱管支架以及兩端集熱管支架上的角度傳感器數值，得到兩端軸偏轉角度與中央軸的偏轉角度； 根據端軸偏轉角度與中央軸偏轉角度的角度偏差信號驅動對應端的同步電機，使重物向相應方向移動，補償扭矩，消除偏差，直到角度偏差為零時，扭矩補償過程結束。
10.根據權利要求9所述的工作方法，其特征在于若通過重物移動仍未能消除角度偏差，則通過添加物塊來增加重物的重量。
全文摘要
本發(fā)明公開了太陽能開發(fā)自動化領域的槽式太陽能集熱器自適應扭矩補償裝置及工作方法。本發(fā)明提供的槽式太陽能集熱器自適應扭矩補償裝置及工作方法，裝置包括重物、傳動機構、角度傳感器，傳動機構與集熱器列最外側龍骨上的支架相連接，重物可在傳動機構的帶動下改變位置。工作方法包括利用角度傳感器傳回的偏差信號控制重物的位置，從而達到補償扭矩的目的。本發(fā)明保證了槽式太陽能集熱器的跟蹤精度，確保集熱器能夠穩(wěn)定、高效的工作。采用本裝置可以及時調整由于各種原因造成的槽式太陽能集熱器旋轉過程中的扭矩損失，提高了槽式太陽能集熱器的跟蹤精度，提高集熱器的集熱效率。
文檔編號F24J2/38GK102889699SQ201210387298
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月12日 優(yōu)先權日2012年10月12日
發(fā)明者宋記鋒, 靳周, 楊勇平 申請人:華北電力大學