[實用新型]一種單電機(jī)雙向牽拉驅(qū)動光伏跟蹤支架系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201922031877.8
• 申請日: 2019-11-22
• 公開（公告）號: CN211127691U
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙躍
• 申請（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號: H02S20/32
• 分類號: H02S20/32
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 曾慶喜

本實用新型公開了一種單電機(jī)雙向牽拉驅(qū)動光伏跟蹤支架系統(tǒng)，包括旋轉(zhuǎn)軸承，旋轉(zhuǎn)軸承上安裝有驅(qū)動橫梁，驅(qū)動橫梁向下設(shè)置有補(bǔ)償擺臂，旋轉(zhuǎn)軸承的下方安裝有驅(qū)動輪，驅(qū)動輪左右兩側(cè)輸出柔性驅(qū)動繩索分別連接在驅(qū)動橫梁左右兩端，補(bǔ)償擺臂遠(yuǎn)離驅(qū)動橫梁的一端為補(bǔ)償擺臂牽拉點C，旋轉(zhuǎn)軸承下方設(shè)置有補(bǔ)償繩固定點，補(bǔ)償繩固定點與補(bǔ)償擺臂牽拉點C之間連接有補(bǔ)償繩索，補(bǔ)償繩固定點處設(shè)置有關(guān)聯(lián)機(jī)構(gòu)，關(guān)聯(lián)機(jī)構(gòu)將補(bǔ)償繩索和兩側(cè)的驅(qū)動繩索關(guān)聯(lián)在一起，使得補(bǔ)償繩索的長度增加量補(bǔ)償驅(qū)動繩索的長度縮減量。本實用新型解決現(xiàn)有索驅(qū)動型太陽跟蹤機(jī)構(gòu)存在的繩索張緊裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜且制造成本高的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于太陽跟蹤裝置技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種單電機(jī)雙向牽拉驅(qū)動光伏跟蹤支架系統(tǒng)。

背景技術(shù)

太陽跟蹤系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于太陽能光伏發(fā)電領(lǐng)域，其主要功能是通過調(diào)節(jié)跟蹤系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)角度，實時追蹤太陽的運動軌跡，消除或減小電池板法線與太陽光入射角之間的夾角，從而達(dá)到最大化吸收太陽輻射能量的目的。

傳統(tǒng)上驅(qū)動光伏跟蹤支架旋轉(zhuǎn)的裝置主要是“回轉(zhuǎn)減速機(jī)”和“電動推桿”。回轉(zhuǎn)減速機(jī)在光伏跟蹤領(lǐng)域是一種成熟耐用的驅(qū)動方式，但是存在設(shè)備造價較高的問題。電動推桿通過電動推出和回縮驅(qū)動桿，進(jìn)而帶動跟蹤支架繞軸承旋轉(zhuǎn)，改變跟蹤系統(tǒng)工作角度。電動推桿的成本較低，但是實際使用中存在可靠性差壽命短的問題。

采用繩索從不同方向牽拉跟蹤支架，使其繞軸旋轉(zhuǎn)跟蹤太陽運動，是一類新型的光伏跟蹤支架驅(qū)動方式，具有驅(qū)動力臂大、抗風(fēng)能力強(qiáng)且造價低廉的獨特優(yōu)勢。由于柔性繩索只能承受單方向的牽拉力，因此這種驅(qū)動方式通常需要兩根繩索從兩個方向分別牽拉跟蹤支架實現(xiàn)正反旋轉(zhuǎn)。為了消除跟蹤支架運動間隙，提高穩(wěn)定性，當(dāng)一根牽拉繩索牽引支架旋轉(zhuǎn)時另一個反方向的張緊繩索需要保持一定的反向拉力，用以維持繩索的張緊狀態(tài)消除間隙。

在采用一個電動機(jī)同時驅(qū)動正反兩根牽拉繩索調(diào)整跟蹤支架角度的情況下，由于跟蹤機(jī)構(gòu)上正反兩根牽拉繩索連接點的運動軌跡呈圓弧狀，而正反兩根牽拉繩索的張緊狀態(tài)為一直線，導(dǎo)致驅(qū)動系統(tǒng)存在因直線牽拉運動與圓弧旋轉(zhuǎn)運動之間距離變化不匹配引起的繩索長度變化問題。

為了維持太陽跟蹤支架運動過程中雙向牽拉繩索的張緊狀態(tài)，進(jìn)而維持跟蹤角度的唯一性和穩(wěn)定性，采用單電機(jī)雙向牽拉驅(qū)動的光伏跟蹤支架，都需要配置驅(qū)動繩索的長度補(bǔ)償裝置，達(dá)到張緊繩索的目的。

目前單電機(jī)雙向牽拉驅(qū)動光伏跟蹤支架常用的繩長補(bǔ)償張緊裝置包括：

1.圓弧補(bǔ)償張緊裝置，這一補(bǔ)償裝置的明顯特征是在跟蹤支架上存在一個以旋轉(zhuǎn)軸為圓心，半徑等于牽拉力臂長度的圓弧結(jié)構(gòu)，驅(qū)動繩索被張緊在圓弧上。借助同一圓弧上旋轉(zhuǎn)角度與弧長變化的線性對應(yīng)關(guān)系，實現(xiàn)繩索長度變化補(bǔ)償。驅(qū)動電機(jī)在牽拉側(cè)收入多少繩長，就可以在張緊側(cè)釋放多少繩長。因此可以在不同跟蹤角度上保持繩索的張緊狀態(tài)。這一方法存在的問題是，為了增加驅(qū)動扭矩，牽拉驅(qū)動機(jī)構(gòu)的牽拉力臂通常較大，導(dǎo)致圓弧張緊裝置的尺寸也很大，引起制造和安裝成本的上升。

2.漸開線輪補(bǔ)償張緊裝置，在驅(qū)動電機(jī)的輸出軸上采用漸開線輪作為驅(qū)動繩索的收放裝置，漸開線輪在不同工作角度下的半徑大小按照可以吸收多余驅(qū)動繩索長度的補(bǔ)償關(guān)系設(shè)定。借助漸開線輪半徑隨轉(zhuǎn)角變化的規(guī)律吸收多余長度，保持繩索的張緊狀態(tài)。這一方法的主要問題是，漸開線輪的加工難度大且使用中容易發(fā)生繩索脫槽的問題。

3.多邊形補(bǔ)償張緊裝置，在連接牽拉驅(qū)動點和驅(qū)動電機(jī)的繩索通路上，設(shè)置若干定滑輪裝置改變繩索方向，將牽拉機(jī)構(gòu)中簡單的三角型牽拉關(guān)系修正為四邊形或者多邊形關(guān)系，進(jìn)而降低不同工作角度下的繩索長度變化量，實現(xiàn)繩索長度的部分補(bǔ)償。這種方式的主要問題是輔助固定點多，支架的安裝和調(diào)試比較麻煩，同時繩索長度補(bǔ)償和張緊的效果較差。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種單電機(jī)雙向牽拉驅(qū)動光伏跟蹤支架系統(tǒng)，解決現(xiàn)有索驅(qū)動型太陽跟蹤機(jī)構(gòu)存在的繩索補(bǔ)償張緊裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜且制造成本高的問題。