CN102768540A - 用于太阳能电池板仰角和方位角的控制方法 - Google Patents

Abstract

一种用于太阳能电池板仰角和方位角的控制方法，仰角和方位角的控制都采用有两个停留位置的两位动作元件，通过控制两位动作元件在两个停留位置上的交替，实现棘轮的正转、反转和停止三个动作，用于对太阳能电池板的仰角和方位角进行控制，一个光伏电站中规则排列朝向相同的多于一个的太阳能电池板，它们的仰角和方位角相同，可以用一个总控制器和公用的控制线路、控制气路或控制油路，就可以对一个光伏电站的所有太阳能电池板的仰角和方位角进行控制。

Description

用于太阳能电池板仰角和方位角的控制方法

所属技术领域  本发明涉及用于一种仰角和方位角的控制方法，尤其是一种用于太阳能电池板仰角和方位角的控制方法。

背景技术  目前，随着能源的日益紧张，太阳能热水器、太阳灶、太阳能发电站的应用变得越来越广泛，为了提高太阳能光伏发电装置的发电量，就必须尽量保持太阳能电池板与太阳光的入射角度保持垂直，一类方法是检测太阳光在与太阳能电池板垂直的几个格子中或垂直的棍子下的投影，使太阳能电池板连续性或间断性转动，改变太阳能电池板的仰角和方位角，以减少太阳光投影的面积，面积最小时，太阳能电池板正好与太阳光的光纤垂直，这种方法的缺点是，如果有云彩遮住太阳，则云缝处的光亮可能导致太阳能电池板的跟踪方位发生错位，另一类方法是根据地球自传速度和季节变化，每天都按照固定的程序，连续或间歇性调整太阳能电池板的仰角和方位角，保持太阳能电池板正好与太阳光的光纤垂直，需要提前编制程序，存入太阳能电池板的控制***中。

无论是哪种太阳能跟踪方法，最后都必须要对太阳能电池板的仰角和方位角进行控制，最常见的方法是，方位角采用交流电动机、直流电动机、步进电动机或伺服电动机及机械机构组成旋转方式的方位角控制装置，仰角采用交流电动机、直流电动机、步进电动机或伺服电动机及机械机构组成旋转方式的仰角控制装置，也有的是采用电动推杆组成旋转方式进行仰角控制，这些方法都需要有复杂的控制***来实现太阳能电池板仰角和方位角的控制，所以，造成目前的太阳能电站中，太阳能跟踪装置所占的成本很高。

发明内容  为了降低太阳能跟踪装置的成本，本发明提供一种用于太阳能电池板仰角和方位角的简单控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于太阳能电池板仰角和方位角的控制方法，仰角的控制采用只有两个停留位置的两位动作元件，具有两个停留位置的两位动作元件包括电磁铁、气缸、液压缸、波纹管和膜盒，通过控制两位动作元件在两个停留位置上的交替，实现棘轮的正转、反转和停止三个动作，实现棘条的前进、后退和停止三个动作，用于对太阳能电池板的仰角进行控制，每个电磁铁的控制线只需要两根，带弹簧复位的气缸的控制气路只需要一路，带弹簧复位的油缸的控制油路只需要一路；方位角的控制采用只有两个停留位置的两位动作元件，具有两个停留位置的两位动作元件包括电磁铁、气缸、液压缸、波纹管和膜盒，通过控制两位动作元件在两个停留位置上的交替，实现棘轮的正转、反转和停止三个动作，实现棘条的前进、后退和停止三个动作，用于对太阳能电池板的仰角和方位角进行控制，每个电磁铁的控制线只需要两根，带弹簧复位的气缸的控制气路只需要一路，带弹簧复位的油缸的控制油路只需要一路；一个光伏电站中规则排列朝向相同的多于一个的太阳能电池板，它们的仰角和方位角相同，可以用一个总控制器和公用的控制线路、控制气路或控制油路，就可以对一个光伏电站的所有太阳能电池板的仰角和方位角进行控制。

由电磁铁组成的有两个停留位置的两位动作元件，控制棘轮和棘爪，有一个动力电磁铁和一个定向电磁元件，动力电磁铁的线圈和定向电磁元件的线圈并联或串联，用两根动力线提供直流供电，动力电磁铁的吸放给棘轮提供转动力矩，动力电磁铁为弹簧复位，定向电磁元件接入正向直流电源或接入反向直流电源时，会产生吸引或排斥两个动作，会产生正转或反转两个动作，用此动作改变棘爪的方向，从而控制棘轮的旋转方向，这样就可以实现一个棘轮的正转、反转和停止控制，棘轮的正转和反转可以实现对太阳能电池板仰角的控制，需要使用两根动力线供电，棘轮的正转和反转也可以实现对太阳能电池板方位角的控制，需要使用两根动力线供电，共需要四根动力线就实现太阳能电池板仰角和方位角的控制，一个光伏电站中规则排列朝向相同的一个以上的太阳能电池板，它们的仰角和方位角相同，用一个总控制器和四根动力线就可以对一个光伏电站的所有太阳能电池板的仰角和方位角进行控制；由电磁铁组成的有两个停留位置的两位动作元件，控制棘条和棘爪，有一个动力电磁铁和一个定向电磁元件，动力电磁铁的线圈和定向电磁元件的线圈并联或串联，用两根动力线提供直流供电，动力电磁铁的吸放给棘条提供推力，动力电磁铁为弹簧复位，定向电磁元件接入正向直流电源或反向直流电源时，会产生吸引或排斥两个动作，会产生正转或反转两个动作，用此动作改变棘爪的方向，从而控制棘条的前进方向，这样就可以实现一个棘条的前进、后退和停止控制，棘条的前进和后退可以实现对太阳能电池板仰角的控制，需要使用两根动力线供电，棘条的前进和后退也可以实现对太阳能电池板方位角的控制，需要使用两根动力线供电，共需要四根动力线就实现太阳能电池板仰角和方位角的控制，一个光伏电站中规则排列朝向相同的一个以上的太阳能电池板，它们的仰角和方位角相同，用一个总控制器和四根控制线就可以对一个光伏电站的所有太阳能电池板的仰角和方位角进行控制；在太阳能电池板仰角转动的最上端安装第一限位开关，第一限位开关的常闭触点与第一二极管串联形成第一支路，在太阳能电池板仰角转动的最下端安装第二限位开关，第二限位开关的常闭触点与第二二极管串联形成第二支路，第一支路和第二支路并联在一起后串接到仰角控制的两根动力线中去，第一二极管和第二二极管的导通方向相反，当仰角处于最上端和最下端之间的区域时，第一限位开关的常闭触点和第二限位开关的常闭触点都闭合，不论两根动力线是施加正向电压还是施加反向电压，第一二极管和第二二极管中总有一个导通，当仰角向上转动到最上端时，第一限位开关的常闭触点打开，第一支路断开，只有第二支路串接在两根动力线中，第二二极管的方向应能关断两根动力线的直流电源的电流，这样可以保证仰角不能再向上转动，向下转动的电源电压可以施加到两根动力线上，当仰角向上转动到最下端时，第二限位开关的常闭触点打开，第二支路断开，只有第一支路串接在两根动力线中，第一二极管的方向应能关断两根动力线的直流电源的电流，这样可以保证仰角不能再向下转动，向上转动的电源电压可以施加到两根动力线上；在太阳能电池板方位角转动的最右端安装第三限位开关，第三限位开关的常闭触点与第三二极管串联形成第三支路，在太阳能电池板方位角转动的最左端安装第四限位开关，第四限位开关的常闭触点与第四二极管串联形成第四支路，第三支路和第四支路并联在一起后串接到方位角控制的两根动力线中去，第三二极管和第四二极管的导通方向相反，当方位角处于最右端和最左端之间的区域时，第三限位开关的常闭触点和第四限位开关的常闭触点都闭合，不论两根动力线是施加正向电压还是施加反向电压，第三二极管和第四二极管中总有一个导通，当方位角向右转动到最右端时，第三限位开关的常闭触点打开，第三支路断开，只有第四支路串接在两根动力线中，第四二极管的方向应能关断两根动力线的直流电源的电流，这样可以保证方位角不能再向右转动，向左转动的电源电压可以施加到两根动力线上，当方位角向左转动到最左端时，第四限位开关的常闭触点打开，第四支路断开，只有第三支路串接在两根动力线中，第三二极管的方向应能关断两根动力线的直流电源的电流，这样可以保证方位角不能再向左转动，向右转动的电源电压可以施加到两根动力线上。

由气缸组成的有两个停留位置的两位动作元件，控制棘轮和棘爪，有一个动力气缸和一个定向气缸，动力气缸为弹簧复位，动力气缸的进气孔经过两个单向阀分别接第一气路和第二气路，任何一路气路有气压都可以进入动力气缸，动力气缸的排气孔经排气阀放空，定向气缸的两个气孔分别接第一气路和第二气路，共有第一气路和第二气路两路气路供气，动力气缸和定向气缸可以采用直线气缸也可以采用旋转气缸；动力气缸和定向气缸都采用旋转气缸时，动力气缸的旋转和退回给棘轮提供转动力矩，定向气缸由第一气路供气或第二气路供气，会产生正转或反转两个动作，用此动作改变棘爪的方向，从而控制棘轮的旋转方向，这样就可以实现一个棘轮的正转、反转和停止控制，棘轮的正转和反转可以实现对太阳能电池板仰角的控制，需要使用两路气路供气，棘轮的正转和反转也可以实现对太阳能电池板方位角的控制，需要使用两路气路供气，共需要四路气路就实现太阳能电池板仰角和方位角的控制，一个光伏电站中规则排列朝向相同的一个以上的太阳能电池板，它们的仰角和方位角相同，用一个总控制器和四路气路就可以对一个光伏电站的所有太阳能电池板的仰角和方位角进行控制；动力气缸采用直线气缸，定向气缸采用旋转气缸时，动力气缸的推出和返回给棘轮提供转动力矩，定向气缸的第一气路供气或第二气路供气，会产生正转或反转两个动作，用此动作改变棘爪的方向，从而控制棘轮的旋转方向，这样就可以实现一个棘轮的正转、反转和停止控制，棘轮的正转和反转可以实现对太阳能电池板仰角的控制，需要使用两路气路供气，棘轮的正转和反转也可以实现对太阳能电池板方位角的控制，需要使用两路气路供气，共需要四路气路就实现太阳能电池板仰角和方位角的控制，一个光伏电站中规则排列朝向相同的一个以上的太阳能电池板，它们的仰角和方位角相同，用一个总控制器和四路气路就可以对一个光伏电站的所有太阳能电池板的仰角和方位角进行控制；动力气缸和定向气缸都采用直线气缸时，定向气缸经过齿轮齿条把直线运动变为旋转运动，动力气缸的推出和返回给棘轮提供转动力矩，定向气缸的第一气路供气或第二气路供气，会产生齿轮的正转或反转两个动作，用此动作改变棘爪的方向，从而控制棘轮的旋转方向，这样就可以实现一个棘轮的正转、反转和停止控制，棘轮的正转和反转可以实现对太阳能电池板仰角的控制，需要使用两路气路供气，棘轮的正转和反转也可以实现对太阳能电池板方位角的控制，需要使用两路气路供气，共需要四路气路就实现太阳能电池板仰角和方位角的控制，一个光伏电站中规则排列朝向相同的一个以上的太阳能电池板，它们的仰角和方位角相同，用一个总控制器和四路气路就可以对一个光伏电站的所有太阳能电池板的仰角和方位角进行控制；在太阳能电池板仰角转动的最上端安装第一行程阀，第一行程阀的常闭管路与第一单向阀串联形成第一支路，在太阳能电池板仰角转动的最下端安装第二行程阀，第二行程阀的常通管路与第二单向阀串联形成第二支路，第一支路和第二支路并联在一起后串接到仰角控制的第一气路中去，第一单向阀和第二单向阀的方向相反，当仰角处于最上端和最下端之间的区域时，第一行程阀的常闭管路和第二行程阀的常闭管路都导通，不论是第一气路进气第二气路出气，还是第二气路进气第一气路出气都能导通，第一单向阀和第二单向阀中总有一个导通，当仰角向上转动到最上端时，第一行程阀的常闭管路断开，第一支路断开，只有第二支路串接在气路中，第二单向阀的流体方向应能关断气路的气流，这样可以保证仰角不能再向上转动，向下转动的气源可以施加到气路上，当仰角向下转动到最下端时，第二行程阀的常闭管路断开，第二支路断开，只有第一支路串接在气路中，第一单向阀的流体方向应能关断气路的气流，这样可以保证仰角不能再向下转动，向上转动的气源可以施加到气路上；在太阳能电池板方位角转动的最右端安装第三行程阀，第三行程阀的常闭管路与第三单向阀串联形成第三支路，在太阳能电池板方位角转动的最左端安装第四行程阀，第四行程阀的常通管路与第四单向阀串联形成第四支路，第三支路和第四支路并联在一起后串接到方位角控制的第三气路中去，第三单向阀和第四单向阀的方向相反，当方位角处于最右端和最左端之间的区域时，第三行程阀的常闭管路和第四行程阀的常闭管路都导通，不论是第三气路进气第四气路出气，还是第四气路进气第三气路出气都能导通，第三单向阀和第四单向阀中总有一个导通，当方位角向右转动到最右端时，第三行程阀的常闭管路断开，第三支路断开，只有第四支路串接在气路中，第四单向阀的流体方向应能关断气路的气流，这样可以保证方位角不能再向右转动，向左转动的气源可以施加到气路上，当方位角向左转动到最左端时，第四行程阀的常闭管路断开，第四支路断开，只有第三支路串接在气路中，第三单向阀的流体方向应能关断气路的气流，这样可以保证方位角不能再向左转动，向右转动的气源可以施加到气路上。

由液压缸组成的有两个停留位置的两位动作元件，控制棘轮和棘爪，有一个动力液压缸和一个定向液压缸，动力液压缸为弹簧复位，动力液压缸的进气孔经过两个反接的单向阀分别接第一油路和第二油路，任何一路油路有压力都可以进入动力液压缸，定向液压缸的两个油孔分别接第一油路和第二油路，共有第一油路和第二油路两路油路供油，动力液压缸和定向液压缸可以采用直线液压缸也可以采用旋转液压缸；动力液压缸和定向液压缸都采用旋转液压缸时，动力液压缸的旋转和复位给棘轮提供转动力矩，定向液压缸的第一油路供油或第二油路供油，会产生正转或反转两个动作，用此动作改变棘爪的方向，从而控制棘轮的旋转方向，这样就可以实现一个棘轮的正转、反转和停止控制，棘轮的正转和反转可以实现对太阳能电池板仰角的控制，需要使用两路油路供油，棘轮的正转和反转也可以实现对太阳能电池板方位角的控制，需要使用两路油路供油，共需要四路油路就实现太阳能电池板仰角和方位角的控制，一个光伏电站中规则排列朝向相同的一个以上的太阳能电池板，它们的仰角和方位角相同，用一个总控制器和四路油路就可以对一个光伏电站的所有太阳能电池板的仰角和方位角进行控制；动力液压缸采用直线液压缸，定向液压缸都采用旋转液压缸时，动力液压缸的推出和复位给棘轮提供转动力矩，定向液压缸的第一油路供油或第二油路供油，会产生正转或反转两个动作，用此动作改变棘爪的方向，从而控制棘轮的旋转方向，这样就可以实现一个棘轮的正转、反转和停止控制，棘轮的正转和反转可以实现对太阳能电池板仰角的控制，需要使用两路油路供油，棘轮的正转和反转也可以实现对太阳能电池板方位角的控制，需要使用两路油路供油，共需要四路油路就实现太阳能电池板仰角和方位角的控制，一个光伏电站中规则排列朝向相同的一个以上的太阳能电池板，它们的仰角和方位角相同，用一个总控制器和四路油路就可以对一个光伏电站的所有太阳能电池板的仰角和方位角进行控制；动力液压缸都采用直线液压缸时，动力液压缸的推出和复位给棘轮提供转动力矩，定向液压缸经过齿轮齿条把直线运动变为旋转运动，定向液压缸的第一油路供油或第二油路供油，会产生齿轮正转或反转两个动作，用此动作改变棘爪的方向，从而控制棘轮的旋转方向，这样就可以实现一个棘轮的正转、反转和停止控制，棘轮的正转和反转可以实现对太阳能电池板仰角的控制，需要使用两路油路供油，棘轮的正转和反转也可以实现对太阳能电池板方位角的控制，需要使用两路油路供油，共需要四路油路就实现太阳能电池板仰角和方位角的控制，一个光伏电站中规则排列朝向相同的一个以上的太阳能电池板，它们的仰角和方位角相同，用一个总控制器和四路油路就可以对一个光伏电站的所有太阳能电池板的仰角和方位角进行控制；在太阳能电池板仰角转动的最上端安装第一液压行程阀，第一液压行程阀的常闭管路与第一液压单向阀串联形成第一液压支路，在太阳能电池板仰角转动的最下端安装第二液压行程阀，第二液压行程阀的常通管路与第二液压单向阀串联形成第二液压支路，第一液压支路和第二液压支路并联在一起后串接到仰角控制的第一油路中去，第一液压单向阀和第二液压单向阀的方向相反，当仰角处于最上端和最下端之间的区域时，第一液压行程阀的常闭管路和第二液压行程阀的常闭管路都导通，不论是第一油路进油第二油路出油，还是第二油路进油第一油路出油都能导通，第一液压单向阀和第二液压单向阀中总有一个导通，当仰角向上转动到最上端时，第一液压行程阀的常闭管路断开，第一液压支路断开，只有第二液压支路串接在油路中，第二液压单向阀的流体方向应能关断油路，这样可以保证仰角不能再向上转动，向下转动的油路可以导通，当仰角向下转动到最下端时，第二液压行程阀的常闭管路断开，第二液压支路断开，只有第一液压支路串接在油路中，第一液压单向阀的流体方向应能关断油路，这样可以保证仰角不能再向下转动，向上转动的油路可以导通；在太阳能电池板方位角转动的最右端安装第三液压行程阀，第三液压行程阀的常闭管路与第三液压单向阀串联形成第三液压支路，在太阳能电池板方位角转动的最左端安装第四液压行程阀，第四液压行程阀的常通管路与第四液压单向阀串联形成第四液压支路，第三液压支路和第四液压支路并联在一起后串接到方位角控制的第三油路中去，第三液压单向阀和第四液压单向阀的方向相反，当方位角处于最右端和最左端之间的区域时，第三液压行程阀的常闭管路和第四液压行程阀的常闭管路都导通，不论是第三液压油路进油第四油路出油，还是第四油路进油第三油路出油都能导通，第三液压单向阀和第四液压单向阀中总有一个导通，当方位角向右转动到最右端时，第三液压行程阀的常闭管路断开，第三液压支路断开，只有第四液压支路串接在油路中，第四液压单向阀的流体方向应能关断油路，这样可以保证方位角不能再向右转动，向左转动的油路可以导通，当方位角向左转动到最左端时，第四液压行程阀的常闭管路断开，第四液压支路断开，只有第三液压支路串接在油路中，第三液压单向阀的流体方向应能关断油路，这样可以保证方位角不能再向左转动，向右转动的油路可以导通。

因为由棘轮或棘条和棘爪组成双向运行的机构，可以在断电的情况下保持在原位，所以比较省电。

一种用于太阳能电池板仰角和方位角的控制方法，仰角的控制采用步进电动机，通过控制步进电动机线圈电流的导通与断电组合，使步进电动机正转、停止和反转运行，方位角的控制采用步进电动机，通过控制步进电动机线圈电流的导通与断电组合，使步进电动机正转、停止和反转运行，两个步进电动机的正转、停止和反转，就可以完成一个太阳能电池板仰角和方位角的控制，一个光伏电站中规则排列朝向相同的一个以上的太阳能电池板，它们的仰角和方位角相同，用一个总控制器和两根动力电缆就可以实现对一个光伏电站的所有太阳能电池板的仰角和方位角进行控制。

本发明的有益效果是通过使用有两个停留位置的两位动作元件或使用两相步进电动机，来改变太阳能电池板的仰角和方位角，结构简单，容易实现。

附图说明  下面结合附图和实施例，对本发明进一步说明。

图1是本发明的第一个实施例。

图2是本发明的第二个实施例。

图3是本发明的第三个实施例。

图4是本发明的第四个实施例。

图中，1.动力电磁铁，2.定向电磁元件，3.摇杆，4.套管，5.棘爪，6.棘轮，7.第一根动力线，8.第二根动力线，9.输出杆，10.弹簧，11.连杆，12.弹簧，13.动力气缸，14.定向气缸，15.杠杆，16.排气阀，17.单向阀，18.单向阀，19.第一气路，20.第二气路，21.第一棘爪，22.连杆，23.永久磁铁，24.第二棘爪，25.连杆，26.永久磁铁，27.总控制器，28.仰角动力线，29.方位角动力线，30.第一个太阳能电池板，31.仰角控制步进电动机，32.方位角控制步进电动机，33.第二个太阳能电池板，34.仰角控制步进电动机，35.方位角控制步进电动机，36.第三个太阳能电池板，37.仰角控制步进电动机，38.方位角控制步进电动机，39.第一限位开关，40.第一二极管，41.第二限位开关，42.第二二极管，43.第一行程阀，44.第一单向阀，45.第二行程阀，46.第二单向阀。

具体实施方式  图1为太阳能电池板的仰角控制部分，动力电磁铁1的线圈和定向电磁元件2的线圈并联，第一限位开关39安装在仰角的最上端，第二限位开关41安装在仰角的最下端，第一根动力线7和第二根动力线8接直流电源，第一根动力线7接直流电源正极第二根动力线8接直流电源的负极，通电后，动力电磁铁1产生吸引动作，失电后，动力电磁铁1由弹簧10复位，动力电磁铁1的吸放，通过输出杆9给棘轮6提供转动力矩，定向电磁元件2接入正向直流电源，正转180°，通过套管4改变棘爪5的方向，棘爪5的方向使得棘轮6带动太阳能电池板仰角朝上转动，随着直流电源的接通与断开，太阳能电池板的仰角一步一步升高，到达最上端时，第一限位开关39的常闭触点断开，第二二极管42使直流电源断开，动力电磁铁1的线圈和定向电磁元件2断电，停止转动，第一根动力线7接直流电源负极第二根动力线8接直流电源的正极，通电后，动力电磁铁1产生吸引动作，失电后，动力电磁铁1由弹簧10复位，动力电磁铁1的吸放，通过输出杆9给棘轮6提供转动力矩，定向电磁元件2接入负向直流电源，反转180°，通过套管4改变棘爪5的方向，棘爪5的方向使得棘轮6带动太阳能电池板仰角朝下转动，随着直流电源的接通与断开，太阳能电池板的仰角一步一步下降，到达最下端时，第二限位开关41的常闭触点断开，第一二极管39使直流电源断开，动力电磁铁1的线圈和定向电磁元件2断电，停止转动，一个光伏电站中规则排列朝向相同的一个以上的太阳能电池板，它们的仰角都相同，用一个总控制器和两根控制线就可以对一个光伏电站的所有太阳能电池板的仰角进行控制。

图2为太阳能电池板的方位角控制机构，动力气缸13为直线气缸，定向气缸14为旋转气缸，动力气缸13的进气孔接单向阀17和单向阀18，动力气缸13为弹簧复位气缸，第一气路19或第二气路20供气时，动力气缸13的推出，第一气路19和第二气路20没有气压时，动力气缸13返回，动力气缸13的推出和返回给棘轮6提供转动力矩，定向气缸14带动套管4旋转，套管4旋转改变棘爪5的方向，

定向气缸14由第一气路19供气第二气路20回气时，定向气缸14产生正转180°，通过套管4改变棘爪5的方向，棘轮6允许正转，第一气路19停止供气，动力气缸13复位，太阳能电池板的方位角向右转过一步，如此往复，太阳能电池板的方位角持续正转到最右端时，第一行程阀43动作，气路断开，第二单向阀46也阻断气流，棘轮6停止正转，定向气缸14由第一气路19回气第二气路20供气时，定向气缸14产生反转180°，通过套管4改变棘爪5的方向，棘轮6允许反转，第二气路20停止供气，动力气缸13复位，太阳能电池板的方位角向左转过一步，如此往复，太阳能电池板的方位角持续反转到最左端时，第二行程阀45动作，气路断开，第一单向阀44也阻断气流，棘轮6停止正转，棘轮6的正转、反转和停止可以实现对太阳能电池板方位角的控制，需要使用两路气路供气，棘轮的正转和反转也可以实现对太阳能电池板仰角的控制，需要使用两路气路供气，共需要四路气路就实现太阳能电池板仰角和方位角的控制，一个光伏电站中规则排列朝向相同的一个以上的太阳能电池板，它们的仰角和方位角相同，用一个总控制器和四路气路就可以对一个光伏电站的所有太阳能电池板的仰角和方位角进行控制。

在图3中，第一棘爪21上有连杆22和永久磁铁23，第二棘爪24上有连杆25和永久磁铁26，动力电磁铁1的线圈和定向电磁元件2的线圈并联，第一根动力线7和第二根动力线8接直流电源，第一根动力线7和第二根动力线8可以正向或反向连接直流电源，通电后，动力电磁铁1产生吸引动作，失电后，动力电磁铁1由弹簧10复位，动力电磁铁1的吸放，通过输出杆9给棘轮6提供转动力矩，定向电磁元件2接入正向直流电源时，永久磁铁23的磁场与定向电磁元件2形成的磁场相吸，永久磁铁23朝定向电磁元件2方向运动，第一棘爪21被提起，永久磁铁26的磁场与定向电磁元件2形成的磁场相斥，永久磁铁26朝远离定向电磁元件2方向运动，第二棘爪24被压在棘轮6的齿上，第二棘爪24决定了棘轮6沿逆时针方向转动，定向电磁元件2接入反向直流电源时，永久磁铁23的磁场与定向电磁元件2形成的磁场相斥，永久磁铁23朝远离定向电磁元件2方向运动，第一棘爪21被压下，永久磁铁26的磁场与定向电磁元件2形成的磁场相吸，永久磁铁26朝定向电磁元件2方向运动，第二棘爪24被提起，第一棘爪21被压在棘轮6的齿上，第一棘爪21决定了棘轮6沿顺时针方向转动，改变第一根动力线7和第二根动力线8上直流电压的正电压、负电压和零电压的反复切换，就可以实现棘轮6的正转、反转和停止，棘轮6的正转和反转可以实现对太阳能电池板方位角的控制，一个光伏电站中规则排列朝向相同的一个以上的太阳能电池板，它们的方位角都相同，用一个总控制器和两根控制线就可以对一个光伏电站的所有太阳能电池板的方位角进行控制。

在图4中，有三个规则排列且朝向相同的太阳能电池板，第一个太阳能电池板30、第二个太阳能电池板33和第三个太阳能电池板36，第一个太阳能电池板30上有仰角控制步进电动机31和方位角控制步进电动机32，第二个太阳能电池板33上有仰角控制步进电动机34和方位角控制步进电动机35，第三个太阳能电池板36上有仰角控制步进电动机37和方位角控制步进电动机38，仰角控制步进电动机31、仰角控制步进电动机34和仰角控制步进电动机37为两相步进电动机，方位角控制步进电动机32、方位角控制步进电动机35和方位角控制步进电动机38为两相步进电动机，每个步进电动机的动力线为四根，仰角动力线28为四芯动力电缆，方位角动力线29为四芯动力电缆，三台仰角步进电动机两相线圈的四根线都接到仰角动力线28上，控制器27同时驱动仰角控制步进电动机31、仰角控制步进电动机34和仰角控制步进电动机37，三台方位角步进电动机两相线圈的四根线都接到方位角动力线29上，控制器27同时驱动方位角控制步进电动机32、方位角控制步进电动机35和方位角控制步进电动机38。

熟悉本领域的技术人员应该认识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以做出许多修改，如使用其它表述方式，改变术语的名称，改变两位动作元件的外形，改变二极管的位置和串入点，如直接将二极管串入动力磁铁，串入定向电磁元件等，增加动力电磁铁的数量，增加定向电磁铁的数量，改变两位动作元件、棘轮或棘爪的放置方式，改变两位动作元件的数量，改变摇杆的形式，改变弹簧的外形，改变连杆、弹簧、棘轮、棘爪的方位和左右顺序，改变电磁铁的结构，改变气缸的外形，改变液压缸的外形，改变单向阀的数量，改变限位阀的数量，改变两位动作元件为波纹管、膜盒或活塞等其它两位元件动作方式，等等，显然，本领域的技术人员不脱离本发明的构思可以其它形式实施本发明，因而，其它的实施例也在本发明权利要求的范围内。

Claims (5)

1.一种用于太阳能电池板仰角和方位角的控制方法，其特征是：仰角的控制采用只有两个停留位置的两位动作元件，具有两个停留位置的两位动作元件包括电磁铁、气缸、液压缸、波纹管和膜盒，通过控制两位动作元件在两个停留位置上的交替，实现棘轮的正转、反转和停止三个动作，实现棘条的前进、后退和停止三个动作，用于对太阳能电池板的仰角进行控制，每个电磁铁的控制线只需要两根，带弹簧复位的气缸的控制气路只需要一路，带弹簧复位的油缸的控制油路只需要一路；方位角的控制采用只有两个停留位置的两位动作元件，具有两个停留位置的两位动作元件包括电磁铁、气缸、液压缸、波纹管和膜盒，通过控制两位动作元件在两个停留位置上的交替，实现棘轮的正转、反转和停止三个动作，实现棘条的前进、后退和停止三个动作，用于对太阳能电池板的仰角和方位角进行控制，每个电磁铁的控制线只需要两根，带弹簧复位的气缸的控制气路只需要一路，带弹簧复位的油缸的控制油路只需要一路；一个光伏电站中规则排列朝向相同的多于一个的太阳能电池板，它们的仰角和方位角相同，可以用一个总控制器和公用的控制线路、控制气路或控制油路，就可以对一个光伏电站的所有太阳能电池板的仰角和方位角进行控制。

2.根据权利要求1所述的用于太阳能电池板仰角和方位角的控制方法，其特征是：由电磁铁组成的有两个停留位置的两位动作元件，控制棘轮和棘爪，有一个动力电磁铁和一个定向电磁元件，动力电磁铁的线圈和定向电磁元件的线圈并联或串联，用两根动力线提供直流供电，动力电磁铁的吸放给棘轮提供转动力矩，动力电磁铁为弹簧复位，定向电磁元件接入正向直流电源或接入反向直流电源时，会产生吸引或排斥两个动作，会产生正转或反转两个动作，用此动作改变棘爪的方向，从而控制棘轮的旋转方向，这样就可以实现一个棘轮的正转、反转和停止控制，棘轮的正转和反转可以实现对太阳能电池板仰角的控制，需要使用两根动力线供电，棘轮的正转和反转也可以实现对太阳能电池板方位角的控制，需要使用两根动力线供电，共需要四根动力线就实现太阳能电池板仰角和方位角的控制，一个光伏电站中规则排列朝向相同的一个以上的太阳能电池板，它们的仰角和方位角相同，用一个总控制器和四根动力线就可以对一个光伏电站的所有太阳能电池板的仰角和方位角进行控制；由电磁铁组成的有两个停留位置的两位动作元件，控制棘条和棘爪，有一个动力电磁铁和一个定向电磁元件，动力电磁铁的线圈和定向电磁元件的线圈并联或串联，用两根动力线提供直流供电，动力电磁铁的吸放给棘条提供推力，动力电磁铁为弹簧复位，定向电磁元件接入正向直流电源或反向直流电源时，会产生吸引或排斥两个动作，会产生正转或反转两个动作，用此动作改变棘爪的方向，从而控制棘条的前进方向，这样就可以实现一个棘条的前进、后退和停止控制，棘条的前进和后退可以实现对太阳能电池板仰角的控制，需要使用两根动力线供电，棘条的前进和后退也可以实现对太阳能电池板方位角的控制，需要使用两根动力线供电，共需要四根动力线就实现太阳能电池板仰角和方位角的控制，一个光伏电站中规则排列朝向相同的一个以上的太阳能电池板，它们的仰角和方位角相同，用一个总控制器和四根控制线就可以对一个光伏电站的所有太阳能电池板的仰角和方位角进行控制；在太阳能电池板仰角转动的最上端安装第一限位开关，第一限位开关的常闭触点与第一二极管串联形成第一支路，在太阳能电池板仰角转动的最下端安装第二限位开关，第二限位开关的常闭触点与第二二极管串联形成第二支路，第一支路和第二支路并联在一起后串接到仰角控制的两根动力线中去，第一二极管和第二二极管的导通方向相反，当仰角处于最上端和最下端之间的区域时，第一限位开关的常闭触点和第二限位开关的常闭触点都闭合，不论两根动力线是施加正向电压还是施加反向电压，第一二极管和第二二极管中总有一个导通，当仰角向上转动到最上端时，第一限位开关的常闭触点打开，第一支路断开，只有第二支路串接在两根动力线中，第二二极管的方向应能关断两根动力线的直流电源的电流，这样可以保证仰角不能再向上转动，向下转动的电源电压可以施加到两根动力线上，当仰角向上转动到最下端时，第二限位开关的常闭触点打开，第二支路断开，只有第一支路串接在两根动力线中，第一二极管的方向应能关断两根动力线的直流电源的电流，这样可以保证仰角不能再向下转动，向上转动的电源电压可以施加到两根动力线上；在太阳能电池板方位角转动的最右端安装第三限位开关，第三限位开关的常闭触点与第三二极管串联形成第三支路，在太阳能电池板方位角转动的最左端安装第四限位开关，第四限位开关的常闭触点与第四二极管串联形成第四支路，第三支路和第四支路并联在一起后串接到方位角控制的两根动力线中去，第三二极管和第四二极管的导通方向相反，当方位角处于最右端和最左端之间的区域时，第三限位开关的常闭触点和第四限位开关的常闭触点都闭合，不论两根动力线是施加正向电压还是施加反向电压，第三二极管和第四二极管中总有一个导通，当方位角向右转动到最右端时，第三限位开关的常闭触点打开，第三支路断开，只有第四支路串接在两根动力线中，第四二极管的方向应能关断两根动力线的直流电源的电流，这样可以保证方位角不能再向右转动，向左转动的电源电压可以施加到两根动力线上，当方位角向左转动到最左端时，第四限位开关的常闭触点打开，第四支路断开，只有第三支路串接在两根动力线中，第三二极管的方向应能关断两根动力线的直流电源的电流，这样可以保证方位角不能再向左转动，向右转动的电源电压可以施加到两根动力线上。

3.根据权利要求1所述的用于太阳能电池板仰角和方位角的控制方法，其特征是：由气缸组成的有两个停留位置的两位动作元件，控制棘轮和棘爪，有一个动力气缸和一个定向气缸，动力气缸为弹簧复位，动力气缸的进气孔经过两个单向阀分别接第一气路和第二气路，任何一路气路有气压都可以进入动力气缸，动力气缸的排气孔经排气阀放空，定向气缸的两个气孔分别接第一气路和第二气路，共有第一气路和第二气路两路气路供气，动力气缸和定向气缸可以采用直线气缸也可以采用旋转气缸；动力气缸和定向气缸都采用旋转气缸时，动力气缸的旋转和退回给棘轮提供转动力矩，定向气缸由第一气路供气或第二气路供气，会产生正转或反转两个动作，用此动作改变棘爪的方向，从而控制棘轮的旋转方向，这样就可以实现一个棘轮的正转、反转和停止控制，棘轮的正转和反转可以实现对太阳能电池板仰角的控制，需要使用两路气路供气，棘轮的正转和反转也可以实现对太阳能电池板方位角的控制，需要使用两路气路供气，共需要四路气路就实现太阳能电池板仰角和方位角的控制，一个光伏电站中规则排列朝向相同的一个以上的太阳能电池板，它们的仰角和方位角相同，用一个总控制器和四路气路就可以对一个光伏电站的所有太阳能电池板的仰角和方位角进行控制；动力气缸采用直线气缸，定向气缸采用旋转气缸时，动力气缸的推出和返回给棘轮提供转动力矩，定向气缸的第一气路供气或第二气路供气，会产生正转或反转两个动作，用此动作改变棘爪的方向，从而控制棘轮的旋转方向，这样就可以实现一个棘轮的正转、反转和停止控制，棘轮的正转和反转可以实现对太阳能电池板仰角的控制，需要使用两路气路供气，棘轮的正转和反转也可以实现对太阳能电池板方位角的控制，需要使用两路气路供气，共需要四路气路就实现太阳能电池板仰角和方位角的控制，一个光伏电站中规则排列朝向相同的一个以上的太阳能电池板，它们的仰角和方位角相同，用一个总控制器和四路气路就可以对一个光伏电站的所有太阳能电池板的仰角和方位角进行控制；动力气缸和定向气缸都采用直线气缸时，定向气缸经过齿轮齿条把直线运动变为旋转运动，动力气缸的推出和返回给棘轮提供转动力矩，定向气缸的第一气路供气或第二气路供气，会产生齿轮的正转或反转两个动作，用此动作改变棘爪的方向，从而控制棘轮的旋转方向，这样就可以实现一个棘轮的正转、反转和停止控制，棘轮的正转和反转可以实现对太阳能电池板仰角的控制，需要使用两路气路供气，棘轮的正转和反转也可以实现对太阳能电池板方位角的控制，需要使用两路气路供气，共需要四路气路就实现太阳能电池板仰角和方位角的控制，一个光伏电站中规则排列朝向相同的一个以上的太阳能电池板，它们的仰角和方位角相同，用一个总控制器和四路气路就可以对一个光伏电站的所有太阳能电池板的仰角和方位角进行控制；在太阳能电池板仰角转动的最上端安装第一行程阀，第一行程阀的常闭管路与第一单向阀串联形成第一支路，在太阳能电池板仰角转动的最下端安装第二行程阀，第二行程阀的常通管路与第二单向阀串联形成第二支路，第一支路和第二支路并联在一起后串接到仰角控制的第一气路中去，第一单向阀和第二单向阀的方向相反，当仰角处于最上端和最下端之间的区域时，第一行程阀的常闭管路和第二行程阀的常闭管路都导通，不论是第一气路进气第二气路出气，还是第二气路进气第一气路出气都能导通，第一单向阀和第二单向阀中总有一个导通，当仰角向上转动到最上端时，第一行程阀的常闭管路断开，第一支路断开，只有第二支路串接在气路中，第二单向阀的流体方向应能关断气路的气流，这样可以保证仰角不能再向上转动，向下转动的气源可以施加到气路上，当仰角向下转动到最下端时，第二行程阀的常闭管路断开，第二支路断开，只有第一支路串接在气路中，第一单向阀的流体方向应能关断气路的气流，这样可以保证仰角不能再向下转动，向上转动的气源可以施加到气路上；在太阳能电池板方位角转动的最右端安装第三行程阀，第三行程阀的常闭管路与第三单向阀串联形成第三支路，在太阳能电池板方位角转动的最左端安装第四行程阀，第四行程阀的常通管路与第四单向阀串联形成第四支路，第三支路和第四支路并联在一起后串接到方位角控制的第三气路中去，第三单向阀和第四单向阀的方向相反，当方位角处于最右端和最左端之间的区域时，第三行程阀的常闭管路和第四行程阀的常闭管路都导通，不论是第三气路进气第四气路出气，还是第四气路进气第三气路出气都能导通，第三单向阀和第四单向阀中总有一个导通，当方位角向右转动到最右端时，第三行程阀的常闭管路断开，第三支路断开，只有第四支路串接在气路中，第四单向阀的流体方向应能关断气路的气流，这样可以保证方位角不能再向右转动，向左转动的气源可以施加到气路上，当方位角向左转动到最左端时，第四行程阀的常闭管路断开，第四支路断开，只有第三支路串接在气路中，第三单向阀的流体方向应能关断气路的气流，这样可以保证方位角不能再向左转动，向右转动的气源可以施加到气路上。

4.根据权利要求1所述的用于太阳能电池板仰角和方位角的控制方法，其特征是：由液压缸组成的有两个停留位置的两位动作元件，控制棘轮和棘爪，有一个动力液压缸和一个定向液压缸，动力液压缸为弹簧复位，动力液压缸的进气孔经过两个反接的单向阀分别接第一油路和第二油路，任何一路油路有压力都可以进入动力液压缸，定向液压缸的两个油孔分别接第一油路和第二油路，共有第一油路和第二油路两路油路供油，动力液压缸和定向液压缸可以采用直线液压缸也可以采用旋转液压缸；动力液压缸和定向液压缸都采用旋转液压缸时，动力液压缸的旋转和复位给棘轮提供转动力矩，定向液压缸的第一油路供油或第二油路供油，会产生正转或反转两个动作，用此动作改变棘爪的方向，从而控制棘轮的旋转方向，这样就可以实现一个棘轮的正转、反转和停止控制，棘轮的正转和反转可以实现对太阳能电池板仰角的控制，需要使用两路油路供油，棘轮的正转和反转也可以实现对太阳能电池板方位角的控制，需要使用两路油路供油，共需要四路油路就实现太阳能电池板仰角和方位角的控制，一个光伏电站中规则排列朝向相同的一个以上的太阳能电池板，它们的仰角和方位角相同，用一个总控制器和四路油路就可以对一个光伏电站的所有太阳能电池板的仰角和方位角进行控制；动力液压缸采用直线液压缸，定向液压缸都采用旋转液压缸时，动力液压缸的推出和复位给棘轮提供转动力矩，定向液压缸的第一油路供油或第二油路供油，会产生正转或反转两个动作，用此动作改变棘爪的方向，从而控制棘轮的旋转方向，这样就可以实现一个棘轮的正转、反转和停止控制，棘轮的正转和反转可以实现对太阳能电池板仰角的控制，需要使用两路油路供油，棘轮的正转和反转也可以实现对太阳能电池板方位角的控制，需要使用两路油路供油，共需要四路油路就实现太阳能电池板仰角和方位角的控制，一个光伏电站中规则排列朝向相同的一个以上的太阳能电池板，它们的仰角和方位角相同，用一个总控制器和四路油路就可以对一个光伏电站的所有太阳能电池板的仰角和方位角进行控制；动力液压缸都采用直线液压缸时，动力液压缸的推出和复位给棘轮提供转动力矩，定向液压缸经过齿轮齿条把直线运动变为旋转运动，定向液压缸的第一油路供油或第二油路供油，会产生齿轮正转或反转两个动作，用此动作改变棘爪的方向，从而控制棘轮的旋转方向，这样就可以实现一个棘轮的正转、反转和停止控制，棘轮的正转和反转可以实现对太阳能电池板仰角的控制，需要使用两路油路供油，棘轮的正转和反转也可以实现对太阳能电池板方位角的控制，需要使用两路油路供油，共需要四路油路就实现太阳能电池板仰角和方位角的控制，一个光伏电站中规则排列朝向相同的一个以上的太阳能电池板，它们的仰角和方位角相同，用一个总控制器和四路油路就可以对一个光伏电站的所有太阳能电池板的仰角和方位角进行控制；在太阳能电池板仰角转动的最上端安装第一液压行程阀，第一液压行程阀的常闭管路与第一液压单向阀串联形成第一液压支路，在太阳能电池板仰角转动的最下端安装第二液压行程阀，第二液压行程阀的常通管路与第二液压单向阀串联形成第二液压支路，第一液压支路和第二液压支路并联在一起后串接到仰角控制的第一油路中去，第一液压单向阀和第二液压单向阀的方向相反，当仰角处于最上端和最下端之间的区域时，第一液压行程阀的常闭管路和第二液压行程阀的常闭管路都导通，不论是第一油路进油第二油路出油，还是第二油路进油第一油路出油都能导通，第一液压单向阀和第二液压单向阀中总有一个导通，当仰角向上转动到最上端时，第一液压行程阀的常闭管路断开，第一液压支路断开，只有第二液压支路串接在油路中，第二液压单向阀的流体方向应能关断油路，这样可以保证仰角不能再向上转动，向下转动的油路可以导通，当仰角向下转动到最下端时，第二液压行程阀的常闭管路断开，第二液压支路断开，只有第一液压支路串接在油路中，第一液压单向阀的流体方向应能关断油路，这样可以保证仰角不能再向下转动，向上转动的油路可以导通；在太阳能电池板方位角转动的最右端安装第三液压行程阀，第三液压行程阀的常闭管路与第三液压单向阀串联形成第三液压支路，在太阳能电池板方位角转动的最左端安装第四液压行程阀，第四液压行程阀的常通管路与第四液压单向阀串联形成第四液压支路，第三液压支路和第四液压支路并联在一起后串接到方位角控制的第三油路中去，第三液压单向阀和第四液压单向阀的方向相反，当方位角处于最右端和最左端之间的区域时，第三液压行程阀的常闭管路和第四液压行程阀的常闭管路都导通，不论是第三液压油路进油第四油路出油，还是第四油路进油第三油路出油都能导通，第三液压单向阀和第四液压单向阀中总有一个导通，当方位角向右转动到最右端时，第三液压行程阀的常闭管路断开，第三液压支路断开，只有第四液压支路串接在油路中，第四液压单向阀的流体方向应能关断油路，这样可以保证方位角不能再向右转动，向左转动的油路可以导通，当方位角向左转动到最左端时，第四液压行程阀的常闭管路断开，第四液压支路断开，只有第三液压支路串接在油路中，第三液压单向阀的流体方向应能关断油路，这样可以保证方位角不能再向左转动，向右转动的油路可以导通。

5.一种用于太阳能电池板仰角和方位角的控制方法，其特征是：仰角的控制采用步进电动机，通过控制步进电动机线圈电流的导通与断电组合，使步进电动机正转、停止和反转运行，方位角的控制采用步进电动机，通过控制步进电动机线圈电流的导通与断电组合，使步进电动机正转、停止和反转运行，两个步进电动机的正转、停止和反转，就可以完成一个太阳能电池板仰角和方位角的控制，一个光伏电站中规则排列朝向相同的一个以上的太阳能电池板，它们的仰角和方位角相同，用一个总控制器和两根动力电缆就可以实现对一个光伏电站的所有太阳能电池板的仰角和方位角进行控制。

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