一种光伏跟踪支架的驱动装置的制作方法

1.本实用新型涉及光伏技术领域，特别是涉及一种光伏跟踪支架的驱动装置。


背景技术：

2.近年来，光伏技术得到了越来越广泛的应用。但是，随着光伏组件版型的不断增大，跟踪支架的安全性受到了巨大挑战。
3.在传统方案中，采用的是常见的平单轴太阳能支架的驱动跟踪系统，通常由一个减速机或推杆进行单点驱动，这样除了驱动点以外形成自由长悬臂结构，在大风情况下很容易扭曲，造成支架损坏。
4.还有的方案是采用平单轴太阳能支架的多点驱动跟踪系统，通常会在主轴方向上均匀安装多个减速机或推杆作为多点驱动机构。其中一个提供驱动力，通过机械驱动轴，使得剩余的从动驱动机构动作。相较于单点驱动，这样的机械传动多点驱动的方案降低了扭曲和共振的风险，但是，机械驱动轴的传动效率与传动长度有关，由于跟踪支架长度很长，驱动轴的长度也很长，因此导致机械传动效率相对低下。并且，受制于机械传动轴的刚度，远端的从动驱动结构的动作与主动驱动相比会存在一定的延迟，无法做到很好的同步性。
5.综上所述，如何有效地进行光伏跟踪支架的驱动，提高传动效率和同步性，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是提供一种光伏跟踪支架的驱动装置，以有效地进行光伏跟踪支架的驱动，提高传动效率和同步性。
7.为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：
8.一种光伏跟踪支架的驱动装置，包括：
9.用于按照光伏跟踪支架的转动目标角度，分别对n台电机进行控制的n个驱动控制器，以通过n台电机带动n个传动装置运动，使得所述光伏跟踪支架上的n个驱动点的位置处的角度均达到所述转动目标角度；
10.所述光伏跟踪支架上设置了n个驱动点，n为不小于2的正整数，且n个驱动控制器中包括1个用于生成所述光伏跟踪支架的转动目标角度的主驱动控制器，以及n
‑
1个与所述主驱动控制器通信连接的，用于接收所述主驱动控制器发送的携带所述转动目标角度的角度控制指令的从驱动控制器；
11.分别与n个驱动控制器连接的n台电机；
12.分别与n台电机连接的n个传动装置，且n个传动装置分别与所述光伏跟踪支架上的n个驱动点连接；
13.分别用于检测所述光伏跟踪支架在n个驱动点的位置处的角度的n个传感装置，且每个传感装置与对应的驱动控制器通信连接。
14.优选的，按照所述光伏跟踪支架上的n个驱动点的位置，n个驱动控制器依次编号
为第1至第n驱动控制器；
15.当n为奇数时，将第(n 1)/2驱动控制器作为主驱动控制器；
16.当n为偶数时，将第n/2驱动控制器或者将第n/2 1驱动控制器作为主驱动控制器。
17.优选的，n个传感装置均为倾角传感器或者均为行程传感器。
18.优选的，所述主驱动控制器中具有用于将接收的交流电整流并降压为第一直流电的第一电能转换电路，并且具有用于将接收的光伏直流电降压为所述第一直流电的第二电能转换电路。
19.优选的，所述主驱动控制器中还包括：
20.用于进行储能的可充电电池。
21.优选的，所述光伏跟踪支架上的n个驱动点中，任意相邻的两个驱动点的间距为预设的第一间距。
22.优选的，所述驱动装置还包括：
23.用于获取n台电机各自的电机电流，并在确定出其中的任一电机电流异常时，通过n个驱动控制器控制n台电机均停止运行的第一故障处理器。
24.优选的，所述驱动装置还包括：
25.与所述第一故障处理器连接，用于进行报警的报警装置。
26.优选的，所述驱动装置还包括：
27.用于获取n个传感装置检测的角度，并在确定出其中的任一角度异常时，通过n个驱动控制器控制n台电机均停止运行的第二故障处理器。
28.应用本实用新型实施例所提供的技术方案，光伏跟踪支架上设置了n个驱动点，n台电机分别与n个驱动控制器连接，n个传动装置分别与n台电机连接，且每个传动装置与光伏跟踪支架上的1个驱动点连接。也就是说，本技术的方案中，可以由n台电机提供动力，实现光伏跟踪支架的驱动，而不是如传统的机械传动多点驱动的方案中仅有1个驱动提供动力，从而使得本技术的方案可以提高传动效率和同步性。在进行驱动时，主驱动控制器可以生成光伏跟踪支架的转动目标角度，n
‑
1个从驱动控制器与主驱动控制器通信连接，可以接收主驱动控制器发送的携带转动目标角度的角度控制指令。因此，n个驱动控制器可以按照光伏跟踪支架的转动目标角度，分别对n台电机进行控制，从而通过n台电机带动n个传动装置运动，使得光伏跟踪支架上的n个驱动点的位置处的角度均达到转动目标角度。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为本实用新型中一种光伏跟踪支架的驱动装置的结构示意图；
31.图2a为本实用新型一种具体实施方式中的主驱动控制器的内部结构示意图；
32.图2b为本实用新型一种具体实施方式中的从驱动控制器的内部结构示意图。
具体实施方式
33.本实用新型的核心是提供一种光伏跟踪支架的驱动装置，提高了传动效率和同步性。
34.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
35.请参考图1，图1为本实用新型中一种光伏跟踪支架的驱动装置的结构示意图，该光伏跟踪支架的驱动装置可以包括：
36.用于按照光伏跟踪支架的转动目标角度，分别对n台电机进行控制的n个驱动控制器，以通过n台电机带动n个传动装置运动，使得光伏跟踪支架上的n个驱动点的位置处的角度均达到转动目标角度；
37.光伏跟踪支架上设置了n个驱动点，n为不小于2的正整数，且n个驱动控制器中包括1个用于生成光伏跟踪支架的转动目标角度的主驱动控制器，以及n
‑
1个与主驱动控制器通信连接的，用于接收主驱动控制器发送的携带转动目标角度的角度控制指令的从驱动控制器；
38.分别与n个驱动控制器连接的n台电机；
39.分别与n台电机连接的n个传动装置，且n个传动装置分别与光伏跟踪支架上的n个驱动点连接；
40.分别用于检测光伏跟踪支架在n个驱动点的位置处的角度的n个传感装置，且每个传感装置与对应的驱动控制器通信连接。
41.具体的，本技术的方案中，光伏跟踪支架上设置了n个驱动点，n需要至少为2，每个驱动点均配置了该驱动点对应的驱动单元，从而可以通过驱动单元进行该驱动点的运动控制。每一个驱动单元中均包括1个驱动控制器，1台电机以及1个传动装置。也就是说，本技术每个驱动点均具有该驱动点对应的1个驱动控制器，1台电机以及1个传动装置。
42.本技术的n个驱动控制器中，需要选取1个作为主驱动控制器，剩余的n
‑
1个则作为从驱动控制器，主驱动控制器可以任意设定，并不影响本实用新型的实施。
43.在本实用新型的一种具体实施方式中，可以按照光伏跟踪支架上的n个驱动点的位置，n个驱动控制器依次编号为第1至第n驱动控制器；
44.当n为奇数时，将第(n 1)/2驱动控制器作为主驱动控制器；
45.当n为偶数时，将第n/2驱动控制器或者将第n/2 1驱动控制器作为主驱动控制器。
46.该种实施方式中，是考虑到n个驱动点通常依次排布在光伏跟踪支架的主轴上，因此，可以按照光伏跟踪支架上的n个驱动点的位置，将n个驱动控制器依次编号为第1至第n驱动控制器，然后，将中间位置处的驱动控制器作为主驱动控制器，这样可以使得远端的从驱动控制器与主驱动控制器的距离也不至于过远。
47.因此，该种实施方式中，当n为奇数时，可以将第(n 1)/2驱动控制器作为主驱动控制器，例如一共有5个驱动控制器，则将第3驱动控制器作为主驱动控制器。而当n为偶数时，将第n/2驱动控制器或者将第n/2 1驱动控制器作为主驱动控制器，例如一共有6个驱动控制器，则可以将第3驱动控制器或者第四驱动控制器作为主驱动控制器。
48.本技术的图1的实施方式中，便是设置了5个驱动控制器10，设置了5台电机20，5个传感装置30以及5个传动装置40。
49.在本实用新型的一种具体实施方式中，光伏跟踪支架上的n个驱动点中，任意相邻的两个驱动点的间距为预设的第一间距。
50.驱动点的位置选取，会影响到对应的驱动单元的机械负载大小。可以理解的是，在实际应用中，各个驱动单元中相同部件的物理参数通常是一致的，且各个驱动点的具体位置设置，应当使得各个驱动单元所承担的机械负载尽量一致，即应当使得n个电机各自承担的机械负载尽量一致。为了达到这个效果，该种实施方式中，将任意相邻的两个驱动点的间距设置为预设的第一间距，即间距是固定的，有利于使得n个电机各自承担的机械负载尽量一致，从而有利于保障各个驱动单元的使用寿命，也不容易损坏光伏跟踪支架。当然，其他具体实施方式中，可以根据实际需要，对1个或者多个驱动点的位置进行适当调整，并不影响本实用新型的实施。该种实施方式中的第一间距的具体取值也可以根据实际需要进行设定。
51.本技术通过主驱动控制器生成光伏跟踪支架的转动目标角度，具体的，主驱动控制器可以根据当前时间，当前的环境参数，以及光伏组件的运行情况等因素，进行初始转动目标角度的更新，例如可以实时更新。更新出了初始转动目标角度之后，在一种具体场合中，可以直接将其作为转动目标角度，即光伏跟踪支架所需要达到的目标角度。
52.在另一种具体场合中，考虑到如果直接将初始转动目标角度作为转动目标角度，对光伏跟踪支架的调整会过于频繁，特别是经常会出现必要性较低的小角度的调整，因此，可以对初始转动目标角度进行判断，即只有在判断出更新后的初始转动目标角度相较于更新之前的初始转动目标角度的角度变化量达到了预设阈值时，才会将更新后的初始转动目标角度作为生成的光伏跟踪支架的转动目标角度。此外，在其他场合中，还可以设置有更多的触发规则以决定是否生成光伏跟踪支架的转动目标角度，根据实际需要进行设定即可，此处不再展开说明。
53.每一个从驱动控制器均与主驱动控制器通信连接，主驱动控制器可以将携带有转动目标角度的角度控制指令发送给每一个从驱动控制器。可以理解的是，如果当前无需转动光伏跟踪支架，则角度控制指令中可以携带有“不转动”这一信息。
54.每一个从驱动控制器均与主驱动控制器通信连接，可以采用有线连接，也可以采用无线连接。对于任意1个从驱动控制器而言，该从驱动控制器可以是直接与主驱动控制器通信连接，也可以是通过其他部件进行间接连接，总之，只要能够实现本技术的每一个从驱动控制器均与主驱动控制器通信连接的目的即可。
55.例如，图2a和图2b为一种具体实施方式中的主驱动控制器和从驱动控制器的内部结构示意图，该种实施方式中，可以将中间位置处的驱动控制器作为主驱动控制器，各个从驱动控制器分列在主驱动控制器的两边，以一共有5个驱动控制器为例，则第3驱动控制器作为主驱动控制器。
56.图2a中，主驱动控制器具有2个通讯交互的端口，分别用来与相邻的2个从驱动控制器进行通信。例如第3驱动控制器作为主驱动控制器，则通过2个通讯交互的端口，第3驱动控制器可以与第4驱动控制器和第2驱动控制器进行通信。图2b中的从驱动控制器也具有2个通讯交互的端口，从驱动控制器的1个通讯交互的端口用于与前级的驱动控制器进行通
信，另1个通讯交互的端口用于与后级的驱动控制器进行通信。例如第2驱动控制器作为从驱动控制器，1个通讯交互的端口用于与前级的第3驱动控制器进行通信，另1个通讯交互的端口用于与后级的第1驱动控制器进行通信。
57.由于主驱动控制器生成了光伏跟踪支架的转动目标角度，并且将携带转动目标角度的角度控制指令发送至各个从驱动控制器；因此，各个驱动控制器便可以按照光伏跟踪支架的转动目标角度，分别控制相应的电机运行，从而通过n台电机带动n个传动装置运动，使得光伏跟踪支架上的n个驱动点的位置处的角度均可达到转动目标角度。
58.可以看出，由于本技术的方案是利用n台电机提供驱动力，相较于传统的机械传动多点驱动的方案，可以有效地提高传动效率和同步性。
59.各个传动装置的具体构成可以根据需要进行设定和选取，例如部分场合中，各个传动装置中均带有推杆，通过推杆进行相应驱动点的运动控制，又如部分场合中的传动装置中不带有推杆。
60.本技术需要通过n个传感装置检测出n个驱动点的位置处的角度，在实际应用中，可以直接基于倾角传感器实现，也可以基于行程传感器实现，行程与角度之间的对应关系可以预先确定。在实际应用中，n个传感装置可以均为倾角传感器或者均为行程传感器。
61.此外，各个传感器的具体位置可以根据需要进行设定，例如在图2a中和图2b中，将各个倾角传感器设置在相应的驱动控制器的内部，标示为30。
62.在本实用新型的一种具体实施方式中，主驱动控制器中具有用于将接收的交流电整流并降压为第一直流电的第一电能转换电路，并且具有用于将接收的光伏直流电降压为第一直流电的第二电能转换电路。
63.该种实施方式中，主驱动控制器由于设置了第一电能转换电路和第二电能转换电路，因此，既可以利用交流电为主驱动控制器供电，该交流电通常为220v的市电，又可以利用光伏直流电为主驱动控制器供电，该光伏直流电通常为300～1500v的光伏高压直流电，提高了方案的供电灵活性。本技术的图2a中便是采用该种实施方式，且将主驱动控制器标示为10，将第一电能转换电路和第二电能转换电路分别标示为51和52。
64.此外，各个从驱动控制器的供电方式也可以有多种，例如各个从驱动控制器分别与电源连接，又如，一种场合中，考虑到主驱动控制器已经进行了降压，因此，各个从驱动控制器可以直接或者间接地从主驱动控制器的低压直流母线处取电即可，简单方便。例如本技术的图2a中，主驱动控制器中设置了2个供电输出端口，从而分别向两端的从驱动控制器提供低压供电。而图2b中的从驱动控制器中设置了1个供电输入端口，用来与前级的驱动控制器的供电输出端口连接；另1个则为供电输出端口，用来与后级的驱动控制器的供电输入端口连接。
65.在本实用新型的一种具体实施方式中，主驱动控制器中还包括：用于进行储能的可充电电池。特别是在主驱动控制器接收的是光伏直流电的供电时，可以通过可充电电池进行电能的存储，本技术的图2a中设置了可充电电池60。
66.在本实用新型的一种具体实施方式中，光伏跟踪支架的驱动装置中还可以包括：
67.用于获取n台电机各自的电机电流，并在确定出其中的任一电机电流异常时，通过n个驱动控制器控制n台电机均停止运行的第一故障处理器。
68.该种实施方式中，考虑到如果任意一台电机的电流异常，如果只控制异常的电机
停止运行，则该电机的负载需要由其余电机负担，造成系统的稳定性降低，因此，该种实施方式中是通过n个驱动控制器控制n台电机均停止运行，从而有利于保障方案的可靠性。第一故障处理器可以与n个驱动控制器均通信连接，此外，在一种具体场合中，也可以直接基于主驱动控制器实现第一故障处理器的功能。
69.进一步的，光伏跟踪支架的驱动装置中还可以包括：与第一故障处理器连接，用于进行报警的报警装置，从而及时提醒相关工作人员注意到异常情况。报警装置可以具体为指示灯，蜂鸣器等装置。
70.在本实用新型的一种具体实施方式中，光伏跟踪支架的驱动装置中还可以包括：
71.用于获取n个传感装置检测的角度，并在确定出其中的任一角度异常时，通过n个驱动控制器控制n台电机均停止运行的第二故障处理器。
72.当某个传感装置检测的角度异常，指的是该传感装置检测的角度超出了当前的设定范围，当前的设定范围通常可以基于转动目标角度进行设定。任一角度异常，说明光伏跟踪支架的驱动过程出现了异常，并且本技术并不只是控制异常角度所对应的电机停止运行，而是通过n个驱动控制器控制n台电机均停止运行，如此有利于保障方案的可靠性。第二故障处理器可以与n个驱动控制器均通信连接，此外，在一种具体场合中，也可以直接基于主驱动控制器实现第二故障处理器的功能。
73.此外，在实际应用中，主驱动控制器还可以具有其他功能，可以设置有例如天线、急停按钮，调试接口等部件，各个部件可根据实际需要进行设定，并不影响本实用新型的实施。
74.应用本实用新型实施例所提供的技术方案，光伏跟踪支架上设置了n个驱动点，n台电机分别与n个驱动控制器连接，n个传动装置分别与n台电机连接，且每个传动装置与光伏跟踪支架上的1个驱动点连接。也就是说，本技术的方案中，可以由n台电机提供动力，实现光伏跟踪支架的驱动，而不是如传统的机械传动多点驱动的方案中仅有1个驱动提供动力，从而使得本技术的方案可以提高传动效率和同步性。在进行驱动时，主驱动控制器可以生成光伏跟踪支架的转动目标角度，n
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1个从驱动控制器与主驱动控制器通信连接，可以接收主驱动控制器发送的携带转动目标角度的角度控制指令。因此，n个驱动控制器可以按照光伏跟踪支架的转动目标角度，分别对n台电机进行控制，从而通过n台电机带动n个传动装置运动，使得光伏跟踪支架上的n个驱动点的位置处的角度均达到转动目标角度。
75.还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
76.专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业
技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方式来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。
77.本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。