一种定日镜跟踪控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种定日镜跟踪控制装置，包括定日镜光斑校准装置、定日镜控制器、上级控制器、加速度传感器和增量式编码器，定日镜光斑校准装置通过镜场网络分别与上级控制器和定日镜控制器相连，上级控制器通过镜场网络与定日镜控制器相连，定日镜控制器分别与加速度传感器和增量式编码器通讯连接，加速度传感器贴于反射镜背面，增量式编码器设于方位角方向的回转式减速器蜗杆的末端，电机设于回转式减速器蜗杆的首端，定日镜控制器的输出端与电机相连。有效降低定日镜控制系统的成本，安装简单、易于维护，资源合理利用对定日镜跟踪绝对误差进行修正，提高了定日镜跟踪精度。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种定日镜跟踪控制装置，属于定日镜控制

技术介绍
目前，随着煤、石油、天然气等化石能源的日趋紧张，环境问题的日益突出，太阳能、风能、生物质能等新兴清洁能源越来越受到人们的重视。塔式太阳能光热发电技术是太阳能光热发电中主要的发电形式之一。其基本原理为：利用众多定日镜构成的镜场，将太阳光反射到高塔顶部的集热器上，加热集热器中的工质，工质再经过储热、换热等环节，产生蒸汽推动汽轮发电机进行发电。其中，定日镜的作用是跟踪太阳并将太阳入射光反射至集热器，定日镜是塔式电站的关键核心设备，由众多定日镜构成的镜场投资占到整个电站投资的一半左右。定日镜镜场主要由反射镜面、镜面支撑、机械传动装置及跟踪控制系统组成。目前的定日镜常用“高度角+方位角”双轴跟踪的机械传动方式。具体为：在方位角方向采用水平回转式减速器为机械传动装置，在高度角方向上采用电动推杆或竖直回转式减速器为机械传动装置，机械传动装置的输入为电机，机械传动装置的输出端与镜面支撑支架相连接。目前，定日镜跟踪控制的主要方式为视日运动轨迹跟踪，该方法是利用太阳运行规律、结合定日镜所处的精确位置的经纬度、定日镜与集热器的相对位置，计算定日镜镜面的法线方向，即镜面的目标角度，并利用绝对值编码器、磁条传感器等对镜面角度进行实时反馈，再通过控制机构的运动实现跟踪；该方法的优点是易于实现。但也存在以下主要问题：1、价格问题：现有定日镜跟踪控制系统使用了绝对值编码器、磁条传感器作为角度检测单元，价格昂贵，目前国内市场的绝对值编码器价格上千元，且对环境耐受性较差。2、安装问题：现有定日镜跟踪控制系统使用了绝对值编码器作为角度检测单元，绝对值编码器需要与转动轴连接才能检测转动角度。若与机械传动装置输入轴连接，受大减速比传动特性制约，须采用多圈绝对值编码器，其价格约为单圈绝对值编码器的2-3倍，更为昂贵；若与机械传动装置的输出轴连接，则会受制于定日镜支架结构特性限制，无法方便直接地与编码器连接，从而导致绝对值编码器的安装难以实现。3、长期运行误差问题：现有定日镜跟踪控制系统使用了绝对值编码器检测双轴角度，并不能对定日镜基座倾斜、地基沉降等引起的编码器相对于地球坐标系产生的位移绝对偏差进行测量，长期运行后跟踪误差大。
技术实现思路
本技术的目的在于：提供一种定日镜跟踪控制装置，解决现有定日镜跟踪控制系统因为使用绝对值编码器、磁条传感器作为检测单元，不仅价格昂贵，安装不便，而且长期运行后跟踪误差大，从而能有效的解决现有技术中存在的上述问题。本技术的目的是通过下述技术方案来实现：一种定日镜跟踪控制装置，包括电机和机械传动装置，电机的输出端与机械传动装置相连，机械传动装置的输出机构与镜架支撑连接；其特征在于：还包括定日镜光斑校准装置、定日镜控制器、上级控制器、加速度传感器和增量式编码器，定日镜光斑校准装置通过镜场网络分别与上级控制器和定日镜控制器相连，上级控制器通过镜场网络与定日镜控制器相连，定日镜控制器分别与加速度传感器和增量式编码器通讯连接。作为一种优选方式，定日镜控制器包括掉电不丢失存储器、通信模块和电机驱动装置。作为一种优选方式，加速度传感器贴于反射镜背面。作为一种优选方式，增量式编码器设于方位角方向的回转式减速器蜗杆的末端，电机设于回转式减速器蜗杆的首端，定日镜控制器的输出端与电机相连。与现有技术相比，本技术的有益效果：1、利用加速度传感器、增量式编码器作为镜面角度检测单元，能有效降低定日镜控制系统的成本；2、利用加速度传感器、增量式编码器作为镜面角度检测单元，加速度传感器安装于镜面背面处，增量式编码器可与传动装置次末级传动轴端相连，在机械加工时传感器安装接口易于实现，且两种传感器的安装简单、易于维护；3、利用定日镜光斑校准装置结合定日镜运行姿态的就地检测传感器件的方法，使定日镜在现场安装建设过程中，传感器的安装精度要求较低，且定日镜的运行精度不受传感器安装误差的影响；4、利用加速度传感器进行角度检测，可对定日镜基座倾斜、地基沉降等引起的相对地面产生的位移绝对偏差进行测量，提高了跟踪精度，同时安装位置不受机械传动装置及定日镜支架的结构形式限制，可实现与多种形式的机械传动装置及定日镜支架结构的匹配；5、定日镜控制器的成本降低，资源合理利用；6、通过对年周期的定日镜光斑位置偏差数据进行累计统计，从而对定日镜跟踪绝对误差进行修正，提高了定日镜跟踪精度。附图说明图1是本技术定日镜跟踪控制装置的结构示意图。图2是增量式编码器安装示意图。图3是定日镜在高度角上的跟踪控制方法的模块化示意图。图4是定日镜在方位角上的跟踪控制方法的模块化示意图。图5是方位角角度反馈模块计算流程图。图6是利用光斑位置偏差数据消除定日镜跟踪偏差的方法的流程图。其中：定日镜光斑校准装置-1，定日镜控制器-2，上级控制器-3，加速度传感器-4，增量式编码器-5，电机-6，机械传动装置-7,镜架支撑-8，掉电不丢失存储器-21，通信模块-22，电机驱动装置-23，机械传动装置的输入轴-51，减速机-52，回转式减速器蜗杆-53。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术作进一步的说明。本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特质和/或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征之一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。如图1-6所示，本技术定日镜跟踪控制装置，包括定日镜光斑校准装置1、定日镜控制器2、上级控制器3、加速度传感器4、增量式编码器5、电机6和机械传动装置7。定日镜控制器2包括掉电不丢失存储器21、通信模块22和电机驱动装置23。电机6的输出端与机械传动装置7相连，机械传动装置7的输出机构与镜架支撑8连接；定日镜光斑校准装置1通过镜场网络分别与上级控制器3和定日镜控制器2相连，上级控制器3通过镜场网络与定日镜控制器2相连，定日镜控制器2分别与加速度传感器4和增量式编码器5通讯连接，加速度传感器4贴于反射镜背面，增量式编码器5设于方位角方向的回转式减速器蜗杆53的末端，电机6设于回转式减速器蜗杆53的首端，定日镜控制器2的输出端与电机6相连。所述电机6可以为步进电机、直流电机及所有非伺服电机，且所述电机前端带有减速机52，减速机52的输出轴与机械传动装置的输入轴51相连接。其中：所述定日镜光斑校准装置：用于检测某面定日镜的反射光斑偏差。具体来说，定日镜光斑校准装置用于检测某面定日镜将入射至本面的太阳光线反射于标定靶，或其他位置而形成的实际光斑位置与理想光斑位置之间的偏差；该装置通过镜场网络与上级控制器及定日镜控制器连接，所测得的定日镜光斑位置修正值存储于上级控制器中。所述定日镜控制器：定日镜控制器包含掉电不丢失存储器21、通信模块22和电机驱动装置23。定日镜控制器可采用有线或无线通讯方式与通过镜场网络接收来自上级控制器的信息，这些信息中包含有光斑偏差值。定日镜控制器留有与加速度传感器及增量式编码器的通讯接口，接收传感器的角度反馈信号；同时定日镜控制器输出驱动脉冲至电机，以控制电机的转动角度。所述上级控制器：属于镜场网络中的控制设备，包含了组控制器、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定日镜跟踪控制装置，包括电机和机械传动装置，电机的输出端与机械传动装置相连，机械传动装置的输出机构与镜架支撑连接；其特征在于：还包括定日镜光斑校准装置、定日镜控制器、上级控制器、加速度传感器和增量式编码器，定日镜光斑校准装置通过镜场网络分别与上级控制器和定日镜控制器相连，上级控制器通过镜场网络与定日镜控制器相连，定日镜控制器分别与加速度传感器和增量式编码器通讯连接。

【技术特征摘要】
1.一种定日镜跟踪控制装置，包括电机和机械传动装置，电机的输出端与机械传动装置相连，机械传动装置的输出机构与镜架支撑连接；其特征在于：还包括定日镜光斑校准装置、定日镜控制器、上级控制器、加速度传感器和增量式编码器，定日镜光斑校准装置通过镜场网络分别与上级控制器和定日镜控制器相连，上级控制器通过镜场网络与定日镜控制器相连，定日镜控制器分别与加速度传感器和增量式编码器通讯...

【专利技术属性】
技术研发人员：何杰，奚正稳，华文瀚，蒋超猛，王娟娟，孙登科，
申请(专利权)人：东方电气集团东方锅炉股份有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51