具有集成的倾斜度传感器的驱动器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于太阳能收集系统的设备和太阳能收集系统，所述设备包括：壳体，其被构造为与相对于地球绕着枢转轴线枢转的结构附接，所述壳体包括：倾斜度传感器，其设置在所述壳体内，使得所述倾斜度传感器与所述壳体一起绕着所述枢转轴线枢转，所述倾斜度传感器被构造为检测至少一个太阳能收集装置的倾斜度以及输出指示由所述倾斜度传感器检测到的倾斜度的信号；以及处理电路，其与所述倾斜度传感器和电机电通信，并且被构造为控制所述电机使所述至少一个太阳能收集装置绕着所述枢转轴线枢转，以提供所述至少一个太阳能收集装置的期望的倾斜度。

A driver with an integrated tilt sensor

The present invention discloses a device and a solar collection system for a solar energy collection system. The device comprises a shell, which is constructed to be attached to a structure that is armature relative to the axis of the earth around the axis axis. The shell comprises a tilt sensor, which is arranged in the shell, so that the tilt sensor and the tilt sensor are used. The shell is armature around the axis of the pivot, which is constructed as a signal to detect the tilt of at least one solar collector and an output indicating the inclination detected by the tilt sensor; and a processing circuit, which is electrically communicated with the tilt sensor and motor, and is used. The structure is to control the motor so that at least one solar collector is pivot around the axis of the pivot to provide the desired inclination of the at least one solar collector.

【技术实现步骤摘要】
具有集成的倾斜度传感器的驱动器本申请是2015年8月5日提交、专利技术名称为“具有集成的倾斜度传感器的驱动器”、申请号为201380072332.4(国际申请号PCT/US2013/074300)的专利技术专利申请的分案申请。
本文所公开的专利技术整体涉及用于控制倾斜运动的驱动系统，例如用于太阳跟踪式太阳能收集系统的驱动器。
技术介绍
一些较大型的太阳能收集设施包括太阳跟踪式太阳能收集器组件阵列。此类组件可用于与光伏模块、聚光型光伏模块、聚光型热太阳能收集器装置一起使用。此类太阳跟踪式收集器包括用于自动调节收集器装置的位置以在太阳于天空中移动时跟踪太阳的硬件。可通过多种不同的方式来实现这种跟踪移动。一些系统采用单轴跟踪系统，其中收集器装置围绕单个轴枢转。此类单轴型跟踪系统通常包括限定单个枢转轴线的驱动轴或“扭矩管”。聚光型光伏太阳能系统可提供优于非聚光型光伏系统的显著成本节约。这是因为聚光型光伏系统仅使用一小部分的光伏材料即可收集到大约相同量的阳光。然而，太阳跟踪精度对于聚光型系统更为重要。例如，已知的是即使聚光型系统的反射镜的错位仅为0.1°，太阳能收集器的效率也会下降。因此，如果按照精确的公差来制造聚光型系统的部件，则更可能实现此类系统的高性能。另外，如果减少构建此类聚光型光伏系统所需的硬件和/或劳动力，则此类系统将更经济实用。
技术实现思路
本文所公开的至少一个专利技术的一个方面包括这样的实现方式，可通过使用附加的感测功能来改进电机，从而降低与驱动系统相关的硬件和劳动力成本。例如，在用于枢转太阳能收集器以达到太阳跟踪目的的一些已知驱动系统中，倾斜计设置在太阳跟踪式太阳能收集系统的特定部件上。在一些已知系统中，倾斜计放置在太阳能收集装置上或放置在相对于太阳能收集装置的预定位置处，使得当装置通过太阳跟踪运动倾斜时，由传感器输出指示太阳能收集装置的角度的信号。传感器的该输出用于选择性地控制驱动系统以所需角度并通过所需移动来取向太阳能收集装置。在此类系统中，倾斜计以高精确度放置。另外，倾斜计必须连接到“智能电机”或控制系统的其他部分上，以便提供实际检测到的收集器角度的反馈信号。这种倾斜计还必须防风雨并且包括防风雨的电气连接件，这会导致较高的硬件成本。因此，本文所公开的至少一个专利技术的一个方面包括这样的实现方式，可通过在电机壳体中装入倾斜计来避免较高的硬件和劳动力成本。因此，可以避免与倾斜计的防风雨电气连接件和壳体相关联的额外成本。例如，用于室外应用的已知电机包括防风雨外壳。因此，通过将倾斜计添加到这种防风雨壳体的内部，可以完全消除对传感器及其电气连接件的防风雨性的需求。这种布置类型特别有利于驱动单元包括具有这种集成的倾斜度传感器的电机的情况，其中电机自身安装到驱动单元的可移动部分。因此，在使用期间，倾斜度传感器和电机一起通过枢转运动移动。本文所公开的至少一个专利技术的另一个方面包括这样的实现方式，倾斜度传感器可连接到电机控制器电路板以便进一步降低对连接器电缆的需求。例如，可使用任何类型的电缆(诸如通用串行总线)、带状连接器或其他类型的连接器将包括电机壳体(其具有容纳于其中的驱动控制器电路板)的驱动单元连接到单独的倾斜度传感器电路板。然而，这种布置方式需要用于分别安装这两种电路板的单独的安装部分，加上用于连接到电缆连接器的凸出电路板的另外的电路板导体，诸如柔性带状连接器或其他电缆。本文所公开的至少一个专利技术的一个方面包括这样的实现方式，可通过将倾斜度传感器直接组装或安装到电机控制器电路板来避免另外的成本。因此，倾斜度传感器的电触点可以直接连接到具有直接印刷在电路板上的导电通路的电机控制器，从而避免了对用于凸穿电路板的额外导体和电缆连接件所必需的相关连接器安装件的需求。提供本
技术实现思路
的目的是以简要形式介绍一系列概念，这些概念将在以下具体实施方式中进一步描述。本
技术实现思路
并非意图辨识要求保护的主题的关键特征或本质特征，也非意图在确定要求保护的主题的范围中用作帮助。附图说明结合以下附图考虑时，可通过参考具体实施方式和权利要求得到对主题的更完整理解，其中在所有这些附图中，相似标号指代类似元件。图1为太阳能收集器系统的示意性俯视平面图；图2为图1所示系统的示意图，其包括具有各种电子部件的收集器系统的可选电气连接件；图3为图1的太阳能收集系统的非聚光型光伏实施例的透视图，其示出了根据实施例的安装到地面并且支撑多个扭矩管以及太阳跟踪式驱动器的多个桩；图4为用于图1的太阳能收集系统的聚光型光伏实施例的太阳能收集器组件的示意性侧立视图，其中也可使用本专利技术的太阳跟踪式驱动器；图5为图4的实施例的透视图并且包括太阳跟踪式驱动器；图6为图5的太阳跟踪式驱动器的放大透视图；图7为可用于与图5和图6的太阳跟踪式驱动器一起使用的控制器的示意图；图8为图5和图6的太阳跟踪式驱动器的齿轮箱的示意性剖视图；图9为图5和图6的驱动器的放大透视图。图10为图9的实施例的剖视图；图11为位于电机外壳内的电路板的示意图；以及图12为具有集成的倾斜度传感器的电机控制器电路板的示意图。具体实施方式以下具体实施方式本质上只是示例性的，并非意图限制所述主题的实施例或此类实施例的应用和用途。如本文所用，词语“示例性的”是指“作为例子、实例或举例说明”。本文示例性描述的任何实施方式不一定被理解为比其他实施方式更优选或有利。此外，并不意图受前述
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技术介绍
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技术实现思路
或以下具体实施方式中提出的任何明示或暗示的理论的约束。以下描述中仅为了参考的目的使用了某些术语，因此这些术语并非意图进行限制。例如，如“上部”、“下部”、“上方”或“下方”等术语是指附图中提供参考的方向。诸如“正面”、“背面”、“后面”和“侧面”等术语描述在一致但任意的参照系内组件的某些部分的取向和/或位置，通过参考描述所讨论组件的文字和相关的附图可以清楚地了解这些取向和/或位置。此类术语可以包括上面具体提及的词语、它们的衍生词语以及类似意义的词语。类似地，术语“第一”、“第二”和其他这些涉及结构的数字术语并不暗示顺序或次序，除非上下文明确指示。在非聚光型和聚光型光伏阵列和模块的语境中描述本文所公开的专利技术。然而，这些专利技术也可用于其他语境，诸如聚光型热太阳能系统等。在下文阐述的描述中，在如下语境中描述了太阳能收集系统10：其由多个太阳能收集模块形成，由具有电机的驱动器来枢转地调节以达到太阳跟踪目的，其中电机具有倾斜度传感器。模块中的每一个都可包括支撑多个太阳能收集装置的支撑构件，所述太阳能收集装置可为聚光型太阳能收集装置或非聚光型太阳能收集装置，并且对其进行布线以将各个太阳能收集装置连接到彼此以及连接到其他模块。系统10还可包括用于降低与安装此类系统相关的劳动力、硬件或其他成本的装置。具体地讲，例如，太阳跟踪式驱动器可包括集成的倾斜度传感器，该集成的倾斜度传感器可降低此类系统的安装和/或硬件成本。图1-图4示出了其中可采用本文所公开的专利技术的不同环境。图1为太阳能收集系统10的示意图，其可被视为根据聚光型或非聚光型原理工作的发电场。太阳能收集系统10可包括太阳能收集器阵列11，该太阳能收集器阵列包括多个太阳能收集模块12。每个太阳能收集模块12可包括多个太阳能收集装置14，该太阳能收集装置由驱动轴或扭矩管16支撑。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于太阳能收集系统的设备，所述设备包括：壳体，其被构造为与相对于地球绕着枢转轴线枢转的结构附接，所述壳体包括：倾斜度传感器，其设置在所述壳体内，使得所述倾斜度传感器与所述壳体一起绕着所述枢转轴线枢转，所述倾斜度传感器被构造为检测至少一个太阳能收集装置的倾斜度以及输出指示由所述倾斜度传感器检测到的倾斜度的信号；以及处理电路，其与所述倾斜度传感器和电机电通信，并且被构造为控制所述电机使所述至少一个太阳能收集装置绕着所述枢转轴线枢转，以提供所述至少一个太阳能收集装置的期望的倾斜度。

【技术特征摘要】
2012.12.28 US 13/730,5921.一种用于太阳能收集系统的设备，所述设备包括：壳体，其被构造为与相对于地球绕着枢转轴线枢转的结构附接，所述壳体包括：倾斜度传感器，其设置在所述壳体内，使得所述倾斜度传感器与所述壳体一起绕着所述枢转轴线枢转，所述倾斜度传感器被构造为检测至少一个太阳能收集装置的倾斜度以及输出指示由所述倾斜度传感器检测到的倾斜度的信号；以及处理电路，其与所述倾斜度传感器和电机电通信，并且被构造为控制所述电机使所述至少一个太阳能收集装置绕着所述枢转轴线枢转，以提供所述至少一个太阳能收集装置的期望的倾斜度。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述处理电路被构造为将倾斜度指令发送到所述电机。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述处理电路包括电机控制器，所述电机控制器被构造为控制所述电机的运行。4.根据权利要求3所述的设备，其中所述电机控制器包括电路板，所述电路板被构造为电连接到所述电机并且接收来自所述倾斜度传感器的倾斜度信号。5.根据权利要求4所述的设备，其中所述倾斜度传感器安装到所述电路板。6.根据权利要求1所述的设备，其中所述处理电路被构造为将所述电机驱动至对应于倾斜度指令信号的倾斜度。7.根据权利要求4所述的设备，其中所述倾斜度传感器安装到另一电路板，所述另一电路板与所述电路板分离并且与所述电路板连接。8.根据权利要求7所述的设备，其中所述另一电路板包括至少第一通信界面，所述第一通信界面被构造为发送指示所检测到的倾斜度的信号。9.根据权利要求1所述的设备，其中所述处理电路被构造为接收倾斜度指令信号、来自所述倾斜度传感器的倾斜度信号，并且驱动所述电机直到所述处理电路从所述倾斜度传感器接收到与对应于所述倾斜度指令信号的所述倾斜度对应的信号为止。10.根据权利要求1所述的设备，还包括：机架；至少一个太阳能收集装置，其由所述机架支撑；以及驱动器组件，其被构造为使所述机架绕着枢转轴线枢转，所述驱动器组件包括：所述壳体；固定部分，其相对于地球固定；以及枢转部分，其与所述固定部分可旋转地耦接。11.根据权利要求10所述的设备，还包括：固定到地球的至少第一支撑桩，所述固定部分固定到所述第一支撑桩。12.根据权利要求1所述的设备，还包括：所述电机，其中所述电机在横向于所述枢转轴线的...

【专利技术属性】
技术研发人员：瑞恩·林德曼，尼古拉斯·巴顿，
申请(专利权)人：太阳能公司，
类型：发明
国别省市：美国,US