Исполнительное устройство системы наведения Солнечного концентратора.
Система наведения солнечного концентратора (далее СК) предназначена для слежения за движением Солнца от восхода до заката. Такое слежение необходимо для сбора максимального количества солнечной энергии в течение всего светового дня. Следовательно, энергоэффективность СК напрямую зависит от точной работы системы наведения. Именно по этой причине мы уделяем особое внимание технической стороне связанной с реализацией функций системы наведения.
В настоящей статье поговорим об исполнительных устройствах системы наведения, т.е. о мотор-редукторах. Этот узел обеспечивает поворот панели зеркал относительно платформы-основания в горизонтальной и вертикальной плоскости.
Как оборудование, мотор-редуктор должен удовлетворять следующим требованиям:
- при заданной частоте вращения развивать усилие на валу, эквивалентное нагрузке при худших, из возможных, условиях работы;
- быть надёжным и по возможности малообслуживаемым оборудованием;
- иметь низкое энергопотребление.
В результате проделанных проектно-испытательных работах, было найдено решение, удовлетворяющее данным требованиям. Функциональная схема всего исполнительного узла показана на Рис.1.
В мотро-редукторе применены шаговые электродвигатели (см. Рис. 2). Для запуска шагового электродвигателя необходим соответствующий драйвер. По сути, это набор электронных ключей, которые работают по сигналам от устройства управления. Устройство управления включает и останавливает двигатель, задаёт частоту и направление вращения (см. видео «Электродвигатель»). Задана частота вращения двигателя 120 об/мин.
Для снижения частоты вращения и увеличения усилия на валу, в нашем сборочном узле используется двухступенчатый редуктор. Первая ступень редуктора имеет циклоидальную передачу, с понижающем коэффициентом 15 (см. видео «Циклоидальная передача»). Вторая ступень – планетарная передача, коэффициент 4 (см. видео «Планетарная передача-вход» и «Планетарная передача выход»). Работа сборочной конструкции показана на видео «Мотор-редуктор».
В результате мы изготовили и собрали исполнительное устройство, которое развивает на валу Ø36мм усилие в 11кг (см. видео «Измерение момента силы»). Это соответствует моменту силы 20кг/см.
В нашем случае, данный мотор-редуктор поворачивает панель зеркал на платформе-основании по углу и по азимуту, тем самым осуществляя наведение системы на Солнце.
Положительными сторонами нашего исполнительного устройства являются:
- высокое усилие на валу 20 кг/см;
- самый большой мото-ресурс в силовом классе, т.к. отсутствуют трущихся детали (щёточного механизма нет, вал вращается в подшипнике качения);
- точная установка нужных параметров программным способом;
- небольшие габариты (80х80х120);
- по затратам - очень бюджетный вариант.
Данное исполнительное устройство может быть применено в различных системах, где требуется движение частей оборудования относительно друг друга с заданной точностью. Мы решили свою задачу, мы поможем решить и вашу задачу.