一種柔性薄膜太陽能電池在線卷對卷張力控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種柔性薄膜太陽能電池的卷對卷在線張力控制系統(tǒng)。通過對稱結(jié)構(gòu)的輥輪布局，可以實現(xiàn)輥輪對薄膜太陽能電池的單面接觸，系統(tǒng)簡單易于實現(xiàn)、響應(yīng)快，控制精度高，運行穩(wěn)定可靠，適用于多種不同厚度、不同品種尤其是工藝要求為單面接觸的材料收放卷張力控制。
【專利說明】一種柔性薄膜太陽能電池在線卷對卷張力控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能電池領(lǐng)域，具體涉及一種柔性薄膜太陽能電池在線卷對卷張力控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著便攜式用品需求增加，對柔性輕質(zhì)薄膜太陽能電池的需求與日俱增。柔性薄膜太陽能電池通常采用收放卷工藝生產(chǎn)，在生產(chǎn)過程中需要對成卷的柔性薄膜太陽能電池進行清洗、鍍膜、縱向分切等過程，張力控制是其關(guān)鍵的控制技術(shù)之一，特別是柔性薄膜太陽能電池的功能膜層脆弱又非常薄，厚度僅幾微米，張力控制顯得尤為重要。過大的張力會造成柔性薄膜太陽能電池拉伸，使功能膜層斷裂，過小的張力會造成柔性薄膜太陽能電池收卷松弛，引起收卷層擠壓，使功能膜層碎裂脫落。因此，卷對卷的柔性薄膜太陽能電池在線張力控制對保護功能膜層質(zhì)量是極其重要的。
[0003]收放卷張力控制方法通常分為間接張力控制和直接張力控制。對于間接張力控制，主要是采用計算卷徑的變化，通過控制電機的輸出轉(zhuǎn)矩，間接控制卷料的張力。直接張力控制視傳感器結(jié)構(gòu)不同，可分為位置式張力控制和反饋式張力控制。位置式張力控制采用浮輥作為張力傳感器，利用機械式電位器檢測調(diào)節(jié)輥位置，并與給定位置比較，其偏差送入位置調(diào)節(jié)器，從而構(gòu)成位置-速度-電流三環(huán)系統(tǒng)閉環(huán)控制。反饋式張力控制采用微處理器為控制核心，實現(xiàn)復(fù)雜的控制算法，硬件采用張力傳感器實時檢測張力，構(gòu)成張力的反饋以實現(xiàn)閉環(huán)控制?，F(xiàn)有的張力控制方式，無論是間接張力控制還是直接張力控制，均需要使用過渡輥與卷料接觸以改變卷料行走方向，形成檢測輥對張力的承受并對張力進行檢測，這樣，過渡輥和檢測輥都將直接接觸太陽能電池功能膜層材料，會造成柔性薄膜太陽能電池功能膜層的損壞，降低良品率。目前尚無可靠的柔性薄膜太陽能電池卷單面接觸張力控制系統(tǒng)。
[0004]CN 102024563提供了一種薄膜張力調(diào)整方法，這種方法采用噴氣單元，經(jīng)氣孔對帶狀薄膜噴射空氣，使帶狀薄膜推擠到另一部件上形成適當(dāng)張力，但是這會引起功能膜層與該部件表面發(fā)生摩擦，損壞功能膜層。CN 102583086提供一種對薄膜涂敷加工中的薄膜張力控制的方法，采用負壓吸附薄膜無涂敷層一側(cè)，對薄膜產(chǎn)生吸附力，從而使?fàn)恳伵c負壓吸附板之間的薄膜形成張力，涂敷牽引張力與薄膜放卷張力控制相配合，由涂敷輥和底輥將涂敷材料涂敷到薄膜與涂敷輥接觸的一側(cè)，從使用上來看，這種張力控制方法不適用于柔性薄膜太陽能電池卷對卷設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中張力控制系統(tǒng)與太陽電池功能膜層直接接觸，造成電池功能膜層損壞的問題，本發(fā)明提供一種柔性薄膜太陽能電池卷對卷的單面接觸張力控制系統(tǒng)，可以避免柔性薄膜太陽能電池卷料功能膜層與過渡輥和檢測輥直接接觸，保護功能膜層不受損傷，并具有控制精度高、易于實現(xiàn)的特點。[0006]一種柔性薄膜太陽能電池在線卷對卷張力控制系統(tǒng)，包括可編程邏輯控制器(PLC)、變頻器、旋轉(zhuǎn)編碼器(PG)、張力傳感器、張力調(diào)節(jié)器、電機和一組左右對稱布局的滾軸結(jié)構(gòu)，如圖1所示。其中，滾軸結(jié)構(gòu)包括用于薄膜電池放卷和收卷的輥輪裝置、用于保護膜收卷和放卷的輥輪裝置、安裝于薄膜電池幅上的兩個從動輥、安裝于保護膜幅上的兩個從動輥及安裝于薄膜電池幅上的兩個彎輥。
[0007]所述的薄膜電池放卷裝置和薄膜電池收卷裝置輥軸規(guī)格相同，軸心在同一個平面內(nèi)，左右對稱布局；所述的保護膜收卷裝置和保護膜放卷裝置輥軸規(guī)格相同，軸心在同一個平面內(nèi)，左右對稱布局；所述的安裝于薄膜電池幅上的從動輥其中一個安裝了旋轉(zhuǎn)編碼器，另一個安裝了張力傳感器，輥軸規(guī)格相同，軸心處在同一個平面內(nèi)，左右對稱布局。以上所述的薄膜電池放卷裝置和收卷裝置軸心平面、保護膜收卷裝置和放卷裝置軸心平面、安裝于薄膜電池幅上的從動輥軸心平面彼此平行，之間有一定間距。
[0008]所述的安裝于薄膜電池幅上的兩個彎輥對薄膜電池幅起展平和引導(dǎo)作用。
[0009]工作時，所述保護膜放卷裝置輥軸的驅(qū)動電機工作在速度控制模式下，所述保護膜收卷裝置輥軸的驅(qū)動電機工作在轉(zhuǎn)矩控制模式下。
[0010]所述的薄膜電池幅在安裝了旋轉(zhuǎn)編碼器從動輥軸上的包角與在安裝了張力傳感器從動輥軸上的包角相同，包角范圍在5° -180°之間。
[0011]本發(fā)明在線卷對卷張力控制系統(tǒng)的理論依據(jù)和工作過程如下:
放卷輥正常工作時，控制放卷的電動機通常處于發(fā)電制動狀態(tài)，其運動方程是:
【權(quán)利要求】
1.一種柔性薄膜太陽能電池在線卷對卷張力控制系統(tǒng)，包括可編程邏輯控制器(PLC)、變頻器、旋轉(zhuǎn)編碼器(PG)、張力傳感器、張力調(diào)節(jié)器和電機，其特征在于，還包括用于薄膜電池放卷和收卷的輥輪裝置、用于保護膜收卷和放卷的輥輪裝置、安裝于薄膜電池幅上的兩個從動輥、安裝于保護膜幅上的兩個從動輥及安裝于薄膜電池幅上起展平作用的兩個彎輥，其中: 所述的薄膜電池放卷裝置和薄膜電池收卷裝置輥軸規(guī)格相同，軸心在同一個平面內(nèi)，左右對稱布局； 所述的保護膜收卷裝置和保護膜放卷裝置輥軸規(guī)格相同，軸心在同一個平面內(nèi)，左右對稱布局； 所述的安裝于薄膜電池幅上的從動輥其中一個安裝了旋轉(zhuǎn)編碼器，另一個安裝了張力傳感器，輥軸規(guī)格相同，軸心處在同一個平面內(nèi)，左右對稱布局。
2.如權(quán)利要求1所述的柔性薄膜太陽能電池在線卷對卷張力控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的薄膜電池放卷裝置和收卷裝置軸心平面、保護膜收卷裝置和放卷裝置軸心平面、安裝于薄膜電池幅上的從動輥軸心平面彼此平行，之間有一定間距。
3.如權(quán)利要求2所述的柔性薄膜太陽能電池在線卷對卷張力控制系統(tǒng)，其特征在于，所述保護膜放卷裝置輥軸的驅(qū)動電機工作在速度控制模式下，所述保護膜收卷裝置輥軸的驅(qū)動電機工作在轉(zhuǎn)矩控制模式下。
4.如權(quán)利要求2所述的柔性薄膜太陽能電池在線卷對卷張力控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的薄膜電池幅在安裝了旋轉(zhuǎn)編碼器從動輥軸上的包角與在安裝了張力傳感器從動輥軸上的包角相同，包角范圍在5° -180°之間。
【文檔編號】B65H26/04GK103935811SQ201410131291
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月3日
【發(fā)明者】李學(xué)耕, 張心會, 張曉勇 申請人:普尼太陽能(杭州)有限公司