摘 要:人类正面临着石油和煤炭等矿物燃料枯竭的严重威胁，太阳能作为一种新型能源具有储量无限、普遍存在、利用清洁、使用经济等优点，开发利用太阳能是可持续发展的重要途径，设计各种太阳能电池板转向架是开发利用太阳能不可或缺的一项工作。本文设计了两套双向跟踪太阳的太阳能电池板转向架的方案，可以很大程度的提高太阳能的利用率。

方案一：

本套方案为大型电池板转向架，是太阳能发电与风能发电相结合的方案，合理的利用风力发电机的塔筒以及风能发电站的空旷的场地和充足的太阳能，而且和风力发电机共用一套储电设备，节约了成本。方案为双向跟踪太阳电池板转向架，步进电机1通过齿轮装置带动螺母在螺杆上旋转，从而调整转向架高度角的大小，步进电机2通过蜗轮蜗杆减速机构带动铁轮在导轨上运动，从而带动转向架围绕风力发电机的塔筒转动，调整转向架的方位角，步进电机3通过齿轮减速机构带动清扫装置定期对电池板进行清扫除尘。

   方案二：

本套方案为小型电池板转向架，双向跟踪太阳，适用于风速不高的地方，利用齿轮传动提高了方案的性价比，而且可以大大提高跟踪太阳的范围。本方案构主要包括底座、主轴、齿轮和蜗轮蜗杆等。步进电机1带动小齿轮1转动，小齿轮带动大齿轮和主轴转动，实现水平方向跟踪；用手转动蜗轮蜗杆从而实现太阳能电池板垂直方向的转动。

关键词 ：太阳高度角；太阳方位角；步进电机；螺杆；蜗轮；齿轮

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1太阳能是理想的能源-1

1.2国外太阳能利用现状和发展趋势-2

1.3我国太阳能利用现状及发展趋势-3

1.4太阳追踪系统的国内外研究现状-5

1.5论文的研究内容-6

1.6论文结构-6

第2章 太阳能自动跟踪系统总体设计-7

2.1 太阳运行的规律-7

2.2 跟踪方案的比较选择-7

2.3 本设计的跟踪方案-10

第3章 第一套方案机械设计部分-11

3.1 太阳运行的规律-11

3.2 螺杆螺母的选型与计算-14

3.3 蜗轮与蜗杆的选型与计算-18

3.4 蜗杆与蜗轮的主要尺寸参数与几何尺寸-19

3.5 高度角调整齿轮的选型与计算-20

第4章 第二套方案机械设计部分-25

4.1 方案比较-25

4.2 齿轮传动的选型与计算-26

4.3蜗轮蜗杆的传动的选型与计算-30

4.4 蜗杆与蜗轮的主要尺寸参数与几何尺寸-31

4.5 轴瓦校核计算-32

4.6 键联接计算-37

第5章 步进电机的选择与控制-39

5.1 步进电机的介绍-39

5.2步进电机的选型-42

  5.3 步进电机的驱动-42

  5.4太阳能电池板架运行规律的最终确定-46

第6章 结论与展望-49

  6.1结论-49

  6.2展望-49

致谢-51

参考文献-53