[发明专利]新型太阳能发电跟踪驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种驱动装置，特别是涉及一种新型太阳能发电跟踪驱动装置。 

背景技术

随着中国能源问题的日益突出，用太阳能发电代替之前的水利发电、煤碳发电和核能发电，已成为近几年中国有识之士的共识。但由于太阳能发电在中国经历的时间短，技术不成熟等问题，中国的太阳能发电一直未能创造很好的经济效益。之前中国国内采用一些驱动装置使太阳能支架跟踪太阳运行轨迹以获得较多的发电量，但由于这些驱动装置存在方方面面的问题，使发电量未能真正增加。因而，寻找一种可靠的长寿命的低成本的驱动装置，就成为太阳能发电行业迫切需要解决的问题。 

传统的太阳能发电驱动装置一般采用液压驱动、蜗轮蜗杆驱动和电动推杆驱动等结构。 

液压驱动利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件(液压缸或马达)把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线往复运动和回转运动。其自身的优点决定了液压传动应用广泛，但同时液压传动也存在着许多缺点，如液压元件制造精度要求高，工艺复杂，成本较高；不宜在低温环境下工作；系统运行效率低(0.2~0.7)；使用液压传动对维护的要求高，工作油要始终保持清洁；液压元件维修较复杂，且需有较高的技术水平；无法保证严格的传动比等。使太阳能发电维修复杂、维护成本高、系统效率低等缺点，直接导致了发电故障的增多和发电成本的增加。 

蜗轮蜗杆驱动是通过蜗轮蜗杆相互啮合，实现空间交错轴向传递功率的一种驱动方式。在太阳能发电行业，蜗轮蜗杆存在严重的缺点：如传动效率低（0.7~0.9），使用寿命短，能耗高，故障率高，啮合面磨损严重使蜗轮不得不采用较好的材料从而使制造成本增加，发热量高，产品维护困难等。 

电动推杆驱动将旋转运动转变为直线往复运动一种驱动方式。在太阳能发电行业存在着许多缺点：如制造成本高、传动效率低（梯形丝的传动效率一般只有0.26~0.46，滚珠丝杠的传动效率一般在0.9~0.96之间）、无抗冲击性、不能实现对大扭矩的驱动、推杆螺母寿命低，零件更换、产品维护困难等缺点。 

上述三种驱动方式都有一些共同的缺点：制造成本高、故障率高、维护困难且维护成本高、使用寿命低等。 

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题而提供一种传动效率高、使用寿命长、可实现大扭矩和制造成本低的新型太阳能发电跟踪驱动装置。 

本发明是通过以下技术方案实现的： 

一种新型太阳能发电跟踪驱动装置，包括电机、驱动主轴、电气控制系统、减速机构、主动轮、同步带和从动轮，所述电气控制系统的信号输出端与所述电机的控制信号输入端连接，所述电机的转轴与所述减速机构的输入端连接，所述主动轮通过联轴器与所述减速机构的输出端连接，所述主动轮通过所述同步带与所述从动轮连接，所述从动轮与所述驱动主轴连接。 

白天正常运行时，电机接入电气控制系统中，通过电气控制系统的变频器实现第一次减速，经变频器减速后的电机输出轴与减速机构联接，再通过减速机构实现第二次减速。由于减速机构的输出轴通过联轴器与主动轮联接，因此这个时候主动轮的转速就非常低，同时扭矩增大。此时主动轮以非常低的速度运转，通过同步带将扭矩传递到从动轮上，经主动轮－从动轮之间的减速比，从动轮再以更低的转速运行。电气控制系统能够根据需要控制每次动作的行程，动作时间和动作间隔时间。通过编码器对电机运转角度的精确计算的监控，实现从动轮的精确运转。通过电机－减速机构－主动轮－同步带－从动轮－驱动主轴，可以实现对整个太阳能跟踪系统的制动，保证太阳能跟踪系统在承受风载、雪载、下雨等恶劣自然条件时不晃动，有较好的承受力。在白天正常工作时，太阳能跟踪系统一般要求旋转速度较慢，因此电机输出速度也较慢，此功能由变频器实现。 

夜晚快速复位时：通过电气控制系统的指令，电机按与白天工作时旋转方向相反的方向进行工作，仍然经上述电气控制系统的变频器－电机－减速机构－主动轮－同步带－从动轮－驱动主轴这条减速路线，使太阳能跟踪系统按与白天工作时相反的方向进行转动，到达初始位置时，电机停止运动，制动器实现制动。与白天正常运动不同的时，复位时一般要求跟踪支架系统旋转较快，因此此时电机的输出速度较白天正常运动时有较大的提高，这一需求就靠变频器来实现。