全自动光伏板磁能层压机的制作方法

1.本发明涉及层压机技术领域，特别涉及一种全自动光伏板磁能层压机。


背景技术：

2.随着现代工业的发展，全球能源危机和大气污染问题日益突出，太阳能作为理想的可再生能源受到了许多国家的重视。目前太阳能电池的种类不断增多、应用范围日益广阔、市场规模逐步扩大。太阳能发电有两种方式，一种是光
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热
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电转换方式，另一种是光
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电直接转换方式。光
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热
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电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。前一个过程是光
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热转换过程；后一个过程是热
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电转换过程，与普通的火力发电一样，太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高，估计它的投资至少要比普通火电站贵5
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10倍；光
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电直接转换方式该方式是利用光伏效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光
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电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点。太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染。
3.光伏层压机是封装太阳能电池组件所必须的重要设备之一。通过层压机把eva、太阳能电池片、钢化玻璃、背膜(tpt、pet等材料)在高温真空的条件下压成具有一定刚性的整体，具有单玻太阳能电池板(单面受光)和双玻太阳能电池板(双面受光)之分。现生产上使用的层压机为油加热层压机，导热油加热到设定温度，在将其通过管道在发热板下循环，使发热板达到设定温度。然而，导热油加热系统使用过程中会出现结焦结炭现象，使用周期短，其化学特性，对系统有一定的腐蚀作用，循环过程中经常会出现漏油现象、有刺鼻异味，导热油使用周期短，需要定期更换，而且使用后的废液也无法回收，运行成本增加。


技术实现要素：

4.本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
5.本发明还有一个目的是提供一种全自动光伏板磁能层压机，利用电磁加热器替换现有的导热油，使得层压机热效率更高，温度更准确，且安全免维护。
6.为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种全自动光伏板磁能层压机，包括：
7.机体，其前后两端分别设置有进料口和出料口；所述机体上方设置上盖，所述上盖内设置上真空室；所述机体的下部设置下真空室；所述上真空室和下真空室分别与真空管路相连接；所述上真空室的下方设置有硅胶板；所述下真空室的上方沿水平方向设置有磁能加热板；
8.起降机构，其包括起降气缸和竖直设置在所述机体内的导轨；所述上盖分别连接所述导轨和起降气缸，所述起降气缸驱动所述上盖沿所述导轨上下移动，并在下移至所述导轨的底端时，使所述上真空室和下真空室之间形成密闭的工作腔室，并利用所述上真空室和下真空室间的压差使所述硅胶板对放置在工作腔室内的光伏组件进行层压；
9.其中，所述磁能加热板由钢加热板、拉筋、磁能模块和驱动电源组成；所述拉筋横纵交错的布置在所述钢加热板的下表面上，以将所述钢加热板的下表面均匀分割为多个分部；多个所述磁能模块分别布置在各个所述分部内，且与所述钢加热板的下表面相贴合；所述驱动电源连接各个所述磁能模块。
10.优选的是，所述的全自动光伏板磁能层压机中，还包括：
11.树脂布机构，其包括树脂布、转轴和链条；多个所述转轴分别环绕所述上真空室和下真空室均匀布置；两块所述树脂布分别套设在分部于所述上真空室和下真空室外部的转轴上；设置于机体内的减速机通过链条连接于所述转轴，所述转轴在减速机的驱动下旋转，以带动所述树脂布环绕所述上真空室或下真空室旋转。
12.优选的是，所述的全自动光伏板磁能层压机中，环绕所述上真空室在所述上真空室外缘上设置有凸出上真空室下表面的边框，所述边框上设置有密封条，且所述边框的高度大于光伏组件的厚度。
13.优选的是，所述的全自动光伏板磁能层压机中，所述磁能加热板的外部设置有外包钣金，所述钢加热板通过设置在所述外包钣金边缘的支架与所述下真空室的上表面相连接；所述外包钣金和磁能模块间的所述钢加热板上开设有若干连接于所述下真空室的真空孔。
14.优选的是，所述的全自动光伏板磁能层压机中，所述磁能模块包括绝缘板、高频线圈和屏蔽罩；若干所述高频线圈通过固定螺栓均匀布置并固定在所述绝缘板上；各个所述高频线圈内部涂覆有第一磁性材料，各个所述高频线圈间的所述绝缘板上涂覆有第二磁性材料；所述屏蔽罩罩设在所述绝缘板和高频线圈的外部，且所述屏蔽罩内填充有绝热材料。
15.优选的是，所述的全自动光伏板磁能层压机中，还包括：
16.温控系统，其包括与所述磁能加热板分别连接的pid闭环控制系统和时间继电器，所述时间继电器还与所述真空管路相连接，以实现对磁能加热板的温度控制，以及加热时间和所述上真空室或下真空室的气压控制。
17.优选的是，所述的全自动光伏板磁能层压机中，还包括：
18.进料台，其设置于所述机体的进料口一端；所述进料台包括架体、对称布置于所述架体两侧的转轴，以及将所述架体两侧对称的转轴相连接，并与所述转轴随动的滚轴；相邻两个所述滚轴间的间隙不大于4mm，最靠近所述进料口的滚轴距离所述进料口的距离不超过2cm；所述滚轴包括与所述转轴连接的主体、套设在所述主体外部的透明罩，以及设置于所述主体和透明罩之间的变色灯带；每个所述主体上设置若干所述变色灯带，多个所述变色灯带间隔均匀的布置在所述主体上；
19.主控系统，其包括设置在所述架体一侧的触控屏，与所述触控屏连接的控制器，以及与所述控制器连接的规划模块；所述控制器还分别连接于所述pid闭环控制系统和变色灯带；所述控制器将由所述触控屏输入的光伏组件的参数信息发送至所述规划模块，所述规划模块根据参数信息为各个所述光伏组件分配在所述进料台上的位置，所述控制器按照
所述规划模块分配的位置信息控制所述触控屏上显示所述光伏组件上的分布图像，并使所述分布图像上的各个所述光伏组件的图像显示不同的颜色，同时，控制所述进料台上相应位置的变色灯带显示与各个所述光伏组件的图像适配的颜色，以及控制所述pid闭环控制系统按照所述光伏组件在所述机体内的位置调整各个所述磁能模块的温度；
20.其中，所述光伏组件的参数信息包括：表面积、厚度，以及层压所需温度。
21.优选的是，所述的全自动光伏板磁能层压机中，靠近所述进料口侧的至少3个所述滚轴上设置有与所述控制器连接的重量传感器，且设置有重量传感器的所述滚轴下方设置有支撑杆，所述支撑杆的底端连接有驱动电机，所述控制器在所述重量传感器感应到的重量超过预设的阈值时，控制所述驱动电机驱动所述支撑杆向上移动，以将所述滚轴向上顶升，在所述进料口侧形成靠近所述进料口侧较高，远离所述进料口侧较低的斜坡。
22.本发明至少包括以下有益效果：
23.本发明的全自动光伏板磁能层压机，通过在层压机的下真空室的上方沿水平方向设置有磁能加热板，磁能加热板能够经高频电磁作用发热，热量利用充分，基本无散失，同时，热量聚集于加热板内部，电磁线圈表面温度仅略高于室温，可以安全触摸，无需高温防护，安全可靠。
24.利用磁能加热的层压机实现了内热加热方式，即加热体内部分子直接感应磁能而生热，热启动快，平均预热时间比导热油加热方式缩短50％以上，同时热效率高达98％以上，在同等条件下，比导热油加热节电30
‑
70％，大大提高了生产效率。
25.磁能加热板的线圈本身不发热，热阻滞小、热惯性低，磁能加热板温度一致，温度控制实时准确，进而能够有效改善产品质量，使得生产效率更高。
26.电磁线圈为定制专用耐高温高压特种电缆线绕制，绝缘性能好，无需与板体外壁直接接触，绝无漏电，短路故障，安全无忧。
27.采用的内热方式，热量聚集于加热体内部，外部热量耗散几乎没有，同时，采用的是内部非接触式加热，不需要加热循环管道的设置，大大节省了主机空间，且无液体排放，加热时无异味，大大改善了生产现场的工作环境，有利于提高生产工人的积极性，降低使用成本费用，即能够给工厂和一线生产人员创造一个环保、安全、舒适的生产环境。
28.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
29.图1为本发明所述的全自动光伏板磁能层压机的透视结构图；
30.图2为本发明所述的全自动光伏板磁能层压机的工作流程图；
31.图3为本发明所述的磁能加热板的结构图；
32.图4为本发明所述的磁能模块的俯视结构图；
33.图5为本发明所述的磁能模块的侧视结构图；
34.图6为本发明所述的进料台的侧视结构图；
35.图7为本发明所述的进料台的俯视结构图。
具体实施方式
36.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
37.应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
38.如图1
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图7所示，本发明提供一种全自动光伏板磁能层压机，包括：
39.机体1，其前后两端分别设置有进料口2和出料口3；所述机体1上方设置上盖，所述上盖内设置上真空室4；所述机体1的下部设置下真空室5；所述上真空室4和下真空室5分别与真空管路6相连接；所述上真空室4的下方设置有硅胶板7；所述下真空室5的上方沿水平方向设置有磁能加热板8；
40.起降机构，其包括起降气缸9和竖直设置在所述机体1内的导轨10；所述上盖分别连接所述导轨10和起降气缸9，所述起降气缸9驱动所述上盖沿所述导轨10上下移动，并在下移至所述导轨10的底端时，使所述上真空室4和下真空室5之间形成密闭的工作腔室，并利用所述上真空室4和下真空室5间的压差使所述硅胶板7对放置在工作腔室内的光伏组件进行层压；
41.其中，所述磁能加热板8由钢加热板11、拉筋12、磁能模块13和驱动电源组成；所述拉筋12横纵交错的布置在所述钢加热板11的下表面上，以将所述钢加热板11的下表面均匀分割为多个分部；多个所述磁能模块13分别布置在各个所述分部内，且与所述钢加热板11的下表面相贴合；所述驱动电源连接各个所述磁能模块13。
42.在上述方案中，所述全自动光伏磁能层压机的工作流程为：层压机在工作状态时，首先使上、下真空室的真空阀门全部打开，所有电磁阀都关闭，即抽真空，然后在进行到加热程序时，上室真空阀关闭，同时上室充气阀打开，外界的大气通过管道进入到上室；待达到预定温度后，将光伏组件送入机体内，进行层压程序，此时上室充气阀门关闭，其他阀门保持不变，层压结束后，执行开盖程序，上室真空阀门打开，下真空阀门关闭，同时下室充气阀门，外界的大气进入到下室，下室充气完毕后，层压机上盖打开。
43.在所述全自动光伏板磁能层压机中，利用电磁感应原理将电能转化成热能，磁能驱动电源将380v 50/60hz的三相交流电转换成直流电再将直流电转换成10
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30khz的高频低压大电流电，用来加热磁能加热板，利用磁能模块加热特殊定制的钢加热板，钢加热板内部含铁分子直接感应磁能而生热，热启动非常快，平均预热时间比导热油加热方式缩短50％以上，同时热效率高达98％以上，在同等条件下，比导热油加热节电30
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70％，大大提高了生产效率，具有环保、安全、可靠、高效、节能等诸多优势，为企业实现自动化生产提供稳定输出，同时可以达到国家对节约减排环保要求。
44.一个优选方案中，还包括：
45.树脂布机构，其包括树脂布14、转轴15和链条16；多个所述转轴15分别环绕所述上真空室4和下真空室5均匀布置；两块所述树脂布14分别套设在分部于所述上真空室4和下真空室5外部的转轴15上；设置于机体1内的减速机17通过链条16连接于所述转轴15，所述转轴15在减速机17的驱动下旋转，以带动所述树脂布14环绕所述上真空室4或下真空室5旋转。
46.在上述方案中，通过树脂布的设置，能够避免硅胶板以及磁能加热板沾染eva，保
证光伏组件表面的洁净度。
47.一个优选方案中，环绕所述上真空室4在所述上真空室4外缘上设置有凸出上真空室4下表面的边框，所述边框上设置有密封条，且所述边框的高度大于光伏组件的厚度。
48.在上述方案中，通过边框以及密封条的设置，保证工作腔室的真空度，便于提高层压效果。
49.一个优选方案中，所述磁能加热板8的外部设置有外包钣金18，所述钢加热板11通过设置在所述外包钣金18边缘的支架19与所述下真空室5的上表面相连接；所述外包钣金18和磁能模块13间的所述钢加热板11上开设有若干连接于所述下真空室5的真空孔20。
50.在上述方案中，通过外包钣金的设置，使得磁能加热板安装更加稳固，通过支架的设置，便于磁能加热板的安装。
51.一个优选方案中，所述磁能模块13包括绝缘板21、高频线圈22和屏蔽罩23；若干所述高频线圈22通过固定螺栓24均匀布置并固定在所述绝缘板21上；各个所述高频线圈22内部涂覆有第一磁性材料25，各个所述高频线圈22间的所述绝缘板21上涂覆有第二磁性材料26；所述屏蔽罩23罩设在所述绝缘板21和高频线圈22的外部，且所述屏蔽罩23内填充有绝热材料27。
52.一个优选方案中，还包括：
53.温控系统，其包括与所述磁能加热板8分别连接的pid闭环控制系统和时间继电器，所述时间继电器还与所述真空管路6相连接，以实现对磁能加热板8的温度控制，以及加热时间和所述上真空室4或下真空室5的气压控制。
54.在上述方案中，闭环控制系统(closed
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loop control system)的特点是系统被控对象的输出(被控制量)会反送回来影响控制器的输出，形成一个或多个闭环。闭环控制系统有正反馈和负反馈，若反馈信号与系统给定值信号相反，则称为负反馈(negative feedback)，若极性相同，则称为正反馈，一般闭环控制系统均采用负反馈，又称负反馈控制系统。因而通过pid闭环控制系统的设置，使得磁能加热板在达到预定温度时，所述层压机能够自动通过pid调节控制磁能模块输出功率，使加热板可维持恒温度，且层压机在工作过程中的温度偏差在3℃以内；另外，抽真空的时间直接决定了是否能够排除封装材料间隙的空气和层压抽真空时间过程中产生的气体，消除组件内的气泡，同时能够在层压机内部造成一个压力差，产生层压程序中所需要的压力。因而通过时间继电器的设置，使得在不同温度进行层压时需要不同的层压时间时，通过调整时间继电器上的时间设置可以改变抽真空和层压时间。同时，因为eva完全融化时的温度是80度，所以等到eva完全融化，达到最佳的融态后，硅胶板才能压下，这是最有利排除组件内气体的，即可以减少气泡的产生，根据测试温度的数据分析，采用所述层压机时，在抽真空5分钟左右时组件上的温度即可达到80度，而这时eva的流动性较大，硅胶板在这时下压，容易造成组件的移位，因而为避免产生移位，可将抽真空时间延长至6分钟。而加压时间对应着层压时施加在组件上的压力，充气时间越长，压力越大。因为像eva交联后形成的这种高分子一般结构比较疏松，压力的存在可以使胶膜固化后更加致密，同时也可以增强eva与其他材料粘合力，通过测试数据分析，采用所述层压机时，层压时间一般为9分，温度设定在140度左右，即可达到良好的层压效果。
55.一个优选方案中，还包括：
56.进料台，其设置于所述机体1的进料口2一端；所述进料台包括架体28、对称布置于
所述架体28两侧的转轴29，以及将所述架体28两侧对称的转轴29相连接，并与所述转轴29随动的滚轴30；相邻两个所述滚轴30间的间隙不大于4mm，最靠近所述进料口2的滚轴30距离所述进料口2的距离不超过2cm；所述滚轴30包括与所述转轴29连接的主体31、套设在所述主体外部的透明罩，以及设置于所述主体31和透明罩之间的变色灯带32；每个所述主体31上设置若干所述变色灯带32，多个所述变色灯带32间隔均匀的布置在所述主体31上；
57.主控系统，其包括设置在所述架体28一侧的触控屏33，与所述触控屏33连接的控制器，以及与所述控制器连接的规划模块；所述控制器还分别连接于所述pid闭环控制系统和变色灯带32；所述控制器将由所述触控屏33输入的光伏组件的参数信息发送至所述规划模块，所述规划模块根据参数信息为各个所述光伏组件分配在所述进料台上的位置，所述控制器按照所述规划模块分配的位置信息控制所述触控屏上显示所述光伏组件上的分布图像，并使所述分布图像上的各个所述光伏组件的图像显示不同的颜色，同时，控制所述进料台上相应位置的变色灯带32显示与各个所述光伏组件的图像适配的颜色，以及控制所述pid闭环控制系统按照所述光伏组件在所述机体1内的位置调整各个所述磁能模块13的温度；
58.其中，所述光伏组件的参数信息包括：表面积、厚度，以及层压所需温度。
59.在上述方案中，因为光伏组件使用环境的不同，往往需要多种规格，而层压机的工作面积要远大于单个光伏组件的表面，这时，如果采用单片层压的方式，则将大大降低生产效率，而当不同规格的光伏组件同时层压时，还需工作人员进行组件在层压机内的规划，通过将滚轴设置为由主体、透明罩和变色灯带组成，并配合触控屏、控制器和规划模块的使用，使得在有多块光伏组件需要层压时，仅需在触控屏上输入各个光伏组件的参数信息，规划模块则可根据组件的参数合理的分配组件在层压机内的分布，并通过触控屏上的分布图像，以及变色灯带的颜色的控制，指导工作人员方便的将各个组件放置在进料台的相应位置上，进而使得层压机的工作区域得到最大化的利用，有效提高了生产效率。
60.同时，因为层压机内采用多个磁能模块组成磁能加热板(优选28组磁能模块均匀分布)，使得各个磁能模块的温度能够进行分别的控制，进而在需要不同温度进行层压的组件也可以同步层压，进一步提高了层压机的工作效率。
61.一个优选方案中，靠近所述进料口2侧的至少3个所述滚轴30上设置有与所述控制器连接的重量传感器，且设置有重量传感器的所述滚轴30下方设置有支撑杆34，所述支撑杆34的底端连接有驱动电机35，所述控制器在所述重量传感器感应到的重量超过预设的阈值时，控制所述驱动电机35驱动所述支撑杆34向上移动，以将所述滚轴30向上顶升，在所述进料口2侧形成靠近所述进料口2侧较高，远离所述进料口2侧较低的斜坡。
62.在上述方案中，通过重量传感器的设置，使得进料台能够检测靠近进料口的组件，而后通过驱动电机驱动支撑杆使得进料台形成靠近所述进料口侧较高，远离所述进料口侧较低的斜坡，进而减少组件因重力发生形变时在进料口处撞击在进料口上，造成组件损伤。
63.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。