Система ориентации гелиоустановки "око

 

Г. Система ориентации гелиоус-, тановки , содержащая станину, положенную на ней с зазором поворотную опору, вьшолненную из немагнитного материала, закрепленные на станине электромагниты, взаимодействукядие посредством магнитного потока . с элементами, закрепленными на погзоротной опоре, и блок управления, электрически связанный с электромагнитами , о тл ич а ющая с я тем, что, с целью расширения области применения, система снабжена электрически соедииенньмс блоком упрапления трехосным гироскопическим датчиком, станина и поворотная опоры выполнены-сферической формы, а закрепленные на последней элементы - в виде электромагнитов, причем электромагниты расположены .на станине и поворотной опоре с образованием пространственных мозаик. 2. Система по п.1, от л и ч а ю щ а я с я тем, что.поворотная сл опора снабжена обеспечивающими ее безразлично равновесное состояние перемещающимися противовесами. // Vaai О5 СП ГЧЭ СХ х

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(5 ) F 24 J 2/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

А, а

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3709432/24-06 (22) 11. 03. 84 (46) 30,06. 85. Бюл. 11 24 (72) В.П. Васильев (7l) Харьковский государственный ордена Трудового Красного Знамени и ордена Дружбы народов университет им. А.М. Горького (53) 662.997(088.8) (56) 1. Патент Японии К 53-37137, кл. 67613, 1978. (54) СИСТЕМА ОРИЕНТАЦИИ ГЕЛИОУСТАН0ВКН "0K0» (57) 1. Система ориентации гелиоус-. тановки, содержащая станину, расположенную на ней с зазором поворотную опору, выполненную из немагнитного материала, закрепленные на станине электромагниты, взаимодействующие посредством магнитного потока;

„„SU,.„11 4523

I с элементами, закрепленными на поворотной опоре, и блок управления, электрически связанный с электромагнитами, отличающаяся тем, что, с целью раснирения области применения, система снабжена электрически соединенным с блоком управления трехосным гироскопическим датчиком, станина и поворот- ная опоры выполнены. сферической формы, а закрепленные на последней элементы — в виде электромагнитов, причем электромагниты расположены на сташше и поворотной опоре с образованием пространственных мозаик.

2. Система по п,1 о т л и ч аю щ а я с я тем, что.поворотная опора снабжена обеспечивающими ее безразлично равновесное состояние перемещающимися противовесами.

С.

С5

4h

Сл

М

©ю) l 1 64523

Изобретение относится к гелиотех" нике, в частности, к системам ориента)0)и гелиоустановок.

Известна система ориентации гелноустановки, содержащая станину, расположенную на ней с зазором поворотную опору, выполненную из немагнитного материала, закрепленные на станине электромагниты, взаимодействующие посредством магнитного потока с элементами, закрепленными на поворотной опоре, и блок управления, электрически связанный с " электромагнитами 1 J.

В этой системе ориентации на станине закреплены электромагниты продольного и поперечного. перемещения, а поворотная опора имеет дугообразную форму и на ней закреплены пальцы, взаимодействующие с

20 электромагнитами. Система снабжена электромагнитным стопором., отключаемым на время поворота.

Однако использование такой системы ф 25 ориентации на транспорте, энергопнта. нне которого обеспечивается за счет солнечной энергии, затруднено ограничением углов, скоростей и направленг)й

-слежения. при двухосной ориентации.

Цель изобретения — расширение об- 30 ласти применения системы ориентации..

Поставленная цель достигается тем, что система ориентации гелиоустановки, содержащая станину, расположенную на ней с зазором поворотную опору, 35 выполненную из немагнитного материала, закрепленные на станине электромагниты, взаимодействующие посредством магнитного потока с элементами, закрепленными на поворотной опоре, и 40 блок управления, электрически связанный с электромагнитами, снабжена электрически соединенным с блоком управления трехосным гироскопическим датчиком, сганина и поворотная опора 45 выполнены сферической формы, а закрепленные на последней элементы — в виде электромагнитов, причем электромагниты расположены .на станине и поворотной опоре с образованием про- 50 странственных мозаик.

2 тановкой; на фиг. 2 — функциональная схема блока управления.

Система ориентации гелиоустановкн

1 (фнг. 1 1 содержит станину 2, расположенную на ней с зазором 3 поворотную опору 4, выполненную из немагнитного материала, закрепленные на станине 2 электромагниты 5, взаимодействующие посредствдм магнитного потока с элементами 6, закрепленными на повороТной опоре 4, н блок 7 управления, электрически связанный с электромагнитами 5.

Система ориентации снабжена электрически соединенным с блоком 7 управления трехосным гироскопическим датчиком 8, станина 2 и поворотная опора 4 выполнены сферической формы, а закрепленные на поворотной опоре 4. элементы 6 — в виде электромагнитов

9, причем электромагниты 5 н 9 расположены на станине 2 и поворотной опоре 4 соответственно с образованием пространственных мозаик.

Поворотная опора 4 снабжена обеспечивающими ее безразлично равновесное состояние перемещающимйся противовесами )О. Станина 2 выполнена в виде сферической полости, а материалом опоры 4 служит углепластик;

Опора 4 размещена концентрично в полости станины 2 на гидравлической подушке, которой служит.залолняющая зазор 3 феррожидкость, например коллоидный раствор магнетита в керо- сине, стабилизированный олеиновой кислотой.

))агнитные оси электромагнитов 5 и 9 ориентированы вдоль радиусов кривизны cTpнины 2 и опоры 4, а . сами электромагниты 5 и 9 электрически соединены через блок 7 управления с гироскопическим датчиком 8, установленным в центре опоры 4, Гелиоустановка представляет собой концентратор !l и энергопреобразователь 12 с гибким трубопроводом

)3 для теплоносителя, Для. устранения расхода феррожидкости за счет испарения при поворотах опоры 4 внешняя поверхность посКроме тога, поворотная опора снаб.жена обеспечивающими ее безразлично равновесное состояние перемещающими- Я ся противовесами.

На фиг, ) показана ..конструктивная схема системы ориентации с гелиоус"

I ледней покрыта составом, не смачиваемым феррожидкостью, а края полости станины 2 снабжены кольцевым буртиком )4 из эластичного материала, йапример резины. Противовесы 10 раэмещены на растяжках )5 внутри опоз I 164 ры 4. Электрические соединения Осуществлены кабелем 16.

Блок 7 управления (фиг.2 ) может содержать преобразователь 17 типа сигнал-код-сигнал, микро-ЭВМ18, узел 19 сравнения, регулируемый источник 20 питания электромагнитов

5 и 9 и командно-исполнительное уст- . ройство 21, выполненное, например, в виде системы электромагнитных реле, 10Heпосредственно связанных с включением и выключенирм каждого электромагнита 5, и каждого электромагнита 9. В системе ориентации возможно также использова" ние и фотоэлектрических датчиков слежения. Дпя поворота опоры 4 включают локальные группы 22 и 23 электромагнитов 5 и 9 соответственно.

Система ориентации гелиоустановки работает следующим образом. 20.

Для обеспечения неподвижного положения оптической оси концентратора

11 (фиг..l) электромагниты 5 и 9 пространственных мозаик по команде блока 7 управления включают таким 2g образом, чтобы обращенные друг к другу полюса были разноименными, В этом случае (используемом также и для торможения поворотной опоры 4) находящаяся в зазоре 3 между сфериО ческими поверхностями станины 2 и. опоры 4 и электромагнитами 5 и 9 феррожидкость, изменяя эффективную плотность и вязкость, служит демпфирующим слоем, а опора 4 фиксируется на станине 2.

При слежении за Солнцем при посто-! янном хаостпческим изменении ориент-. . тации станины 2 в пространстве узел 19 (фиг. 2) сравнения блока 7 управ- 40 ления постоянно вырабатывает необхо" димое следящее изменение эталонных значений углов положения оптическои оси концентратора I! в реальном масштабе времени, Сигналы от гироскопического датчика 8 о реальном текущем значении этих углов подаются на преобразова- тель 17 и затем в узел 19 сравнения °

При наличии сигнала рассогласо- Ы вания информация о нем через преобразователь 17 подается на микро: 3BMI.8, которая вырабатывает (на основании анализа значений рассогласования и заложенных в.памяти сведе" ний о .взаимно однозначном соответствии направлений поворота опоры 4 и закономерностей переключения электро523 4 магнитов 5 и 9 мозаик ) закономерность .и последовательность включения необ- ходимых электромагнитов 5 и 9 (фиг.l) локальных групп 22 и 23 соответственно. При этом электромагниты 5 и 9 групп 22 и 23 через источник 20. (фиг. 2) питания и командно-исполнительное устройство 21, управляемые микро-.ЭВИ18, включаются с одноименной полярностью обращенных друг к другу полюсов.

Кроме того, в зависимости от необ-ходимого направления поворота неподвижный и подвижный участки мозаик включаются со сдвижкой, что обеспечивает тангенциальную составляющую при взаимном отталкивании станины 2 и опоры 4 и, в конечном итоге, поворот подвижной опоры 4.

Плавность и необходимая скорость поворота обеспечивается регулируемым значением тока в обмотках электромагнитов 5 и 9, величиной сдвижки при их включении, а также числс1ч работающих электромагнитов 5 и 9 в группах

22 и 23 °

Поскольку при наложении магнитного поля выгалкивающая сила давления в г феррожидкости может достичь 1 кг/см а, например, при массе поворотной опоры 4 с гелиоустановкой l порядка !

О т и радиусе опоры 4 порядка 10 м, давление на поверхность феррожидкости не превышает 10 г/см, оперативное г.. управление поворотной опорой 4 осуществимо. При этом поворот опоры 4 и оптической оси концентратора 11 мо-. жет производиться .практически по лю- .

I бой траектории с необходимой скоростью, которая может достигать. десятков градусов в секунду.

Пеобходимая точность слежения при таком виде автоматического регулирования положения оси с примене- нием дискретных псполнительиьг: элементов также достигается.

При радиусе опоры 4 порядка IQ м, величине угла 1 соответствует !,в районе электромагнитов 5 и 9 ) расстояние порядка 0,3 см, приемлемое для диаметра сердечника элект. ромагнитов 5 и.9 мозаик.

Предположим, что для поворота опоры 4 включено 200 электромагнитов 5 и 9 (две сдвинутые друг относительно друга группы 22 и 23 по, 10х10 штук электромагнитов) °

Om гироснопичоского далчика 8

Составитель Л. Шендерович

Техред И.Асталош КоРРектоР Yi, Самборская

Редактор K. Волощук:

Заказ 4)76/36 . Тираж 66) Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

I по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППД "Батеит", г, ужгород, ул. Проек1 ная, 4..5 11645

Тогда допустимая величина пространственной неоднородности поля (с учетом ее статистичеСкого характе" ра в группах и полученной величины

0Ä3 см ) составит 0,3 см 1200 4;2 см, что сопоставимо с реальным попереч. ником отдельной катушки электромаг нита 5 или 9.Действительно, поскольку значение напряженности поля вблизи торца .катушки меняется плавно и величина 10 электропитания каждой катушки регу" лируема, достижимые точности слеже-; ния и коррекции значительно выше. .Расположение электромагнитов 5.н 9 на сферических поверхностях станины 2 15 и опоры 4 в виде пространственных

23 6 мозаик в ° сочетании с управлением ими по сигналам трехосного гироскопического датчика 8 позволяет избежать жестких (пространственно закрепленных} осей вращения и тем самым увеличить число степеней свободы системы ориентации. Выборочное подлючение локальных групп 22 и 23 электромагнитов 5 и 9, размеры и пространственное расположение которых могут варьироваться, обеспечивает конечные значения скоростей слежения.

Все это позволяет более широко ис пользовать систему. ориентации, в частности для гелиоустановок, расположенных на транспортных средствах.