一種起重機勢能回收循環利用雙動力系統的製作方法
2023-05-03 14:59:46 1
一種起重機勢能回收循環利用雙動力系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種起重機勢能回收循環利用雙動力系統，包括系統控制器、發電機組及發電機組控制器、EPS變頻器及EPS變頻器控制器、電池組及電池管理器；發電機組和市電通過第一聯絡開關與EPS變頻器連接，EPS變頻器通過雙向DC/AC變換器與起重機工作機構的驅動裝置連接；電池組通過雙向DC/AC變換器與起重機工作機構的驅動裝置連接，電池組通過單向DC/AC變換器、輔助變壓器與輔助用電設備連接；EPS變頻器通過輔助變壓器與輔助用電設備連接，EPS變頻器與單向DC/AC變換器連接，EPS變頻器和單向DC/AC變換器通過第二聯絡開關與輔助用電設備連接。本發明的起重機勢能回收循環利用雙動力系統提高了起重機的能源利用效率，降低了起重機的整體能耗，並減少了對環境的汙染。
【專利說明】一種起重機勢能回收循環利用雙動力系統
[【技術領域】]
[0001]本發明涉及一種工業機械的動力系統，具體涉及一種起重機勢能回收循環利用雙動力系統。
[【背景技術】]
[0002]伴隨著世界經濟的發展，工業生產及交通運輸等對石油的依賴程度越來越高，隨之而來的溫室效應、生態惡化等環境問題日益突出，如何保持經濟與環境和諧發展成為全球關注的焦點。我國單位GDP的能耗是美國的6倍，是日本的7倍，甚至是印度的2.8倍，大氣環境汙染嚴重，環境保護和二氧化碳排放面臨巨大的壓力，2020年我國碳排放的減排目標要達到2005年的40%?45%。我國在用的內燃式起重機械能源效率較低，利用率不足30%，內燃式起重機能量回收與利用關鍵技術開發與應用已被列入國家高技術研究發展計劃(863計劃)和國家科技支撐計劃能源領域2014年度的重要研究課題。現有技術中以發電機組為動力的內燃式起重機能效較低的主要原因歸納如下:1、裝機容量大:由於必須滿足短時最高負荷需求，裝機容量必須按最高需求功率設計——通常比靜態功率大I倍，比實際作業平均功率大3倍；2、最佳輸出功率不匹配:發電機組額定輸出功率能源效率最佳，起重機工作時，要確保控制系統及工作機構的正常供電，柴油發電機組必須不間斷在額定轉速下運行，起重機在起升、下降、作業等候等不同工況下對功率需求不同，柴油發電機組需要實時調整輸出功率使之與起重機的功率需求匹配，機無法恆定在額定輸出功率下運行，能源效率低下；重載起升加速時，冒黑煙現象、廢氣汙染嚴重；3、無勢能回饋:貨物下降及工作機構減速制動時，電機制動力矩產生大量能量，因無法儲存，必須通過能耗電阻實時消耗掉。
[
【發明內容】
]
[0003]針對上述缺陷，本發明公開了一種起重機勢能回收循環利用雙動力系統，旨在提高起重機的能源利用效率，從而降低起重機的整體能耗，並減少對環境的汙染。
[0004]本發明的目的可通過以下技術方案來實現:
[0005]一種起重機勢能回收循環利用雙動力系統，包括系統控制器、發電機組及發電機組控制器、EPS變頻器及EPS變頻器控制器、電池組及電池管理器，所述發電機組控制器、EPS變頻器控制器、電池管理器與所述系統控制器的控制端連接，系統控制器與起重機PLC連接；所述發電機組和市電接口通過第一聯絡開關與所述EPS變頻器連接，所述EPS變頻器通過雙向DC/AC變換器與起重機工作機構的驅動裝置連接；所述電池組通過雙向DC/AC變換器與起重機工作機構的驅動裝置連接，所述電池組通過單向DC/AC變換器、輔助變壓器與輔助用電設備連接；所述EPS變頻器通過輔助變壓器與起重機的輔助用電設備連接，EPS變頻器與所述單向DC/AC變換器連接，所述EPS變頻器和單向DC/AC變換器通過第二聯絡開關與輔助用電設備連接。
[0006]本發明的起重機勢能回收循環利用雙動力系統中，所述發電機組通過EPS變頻器與電池組相連，在發電機組功率有盈餘情況下可為電池組進行充電；所述發電機組通過輔助變壓器與輔助供電設備相連，為輔助供電設備供電；所述電池組通過雙向DC/AC變換器與起重機工作機構的驅動裝置連接，為起重機的工作機構供電；電池組和發電機組可同時為工作機構供電，也可以單獨為工作機構供電；同時工作機構制動回饋能量通過雙向DC/AC變換器變換為可向電池組充電的電能存儲到電池組中,在發電機組停機時,所述電池組通過單向DC/AC變換器、輔助變壓器為輔助用電設備供電；起重機作業中，以電池組為主動力源為起重機提供動力；當電池組能量達到最低設定安全值時，系統自動啟動發電機組，並控制發電機組以最佳能效輸出功率為起重機提供動力，功率過剩時為電池組充電，電池組能量達到最高設定安全值時，系統自動關閉發電機組，即發電機組僅有最佳能效下運轉或停止兩種工況，提高了能源利用率；另在結構上減少了制動電阻片或降低了制動電阻功率；用電池組回收工作機構的制動能量；若作業現場條件允許，在起重機候工或待工時，可用市電為電池組充電；通過以上幾點，降低了起重機的整體能耗、並減少了對環境的汙染。
[【專利附圖】
【附圖說明】]
[0007]圖1為本發明實施例的結構示意圖。
[【具體實施方式】]
[0008]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】做詳細闡述。
[0009]如圖1所示，本發明的起重機勢能回收循環利用雙動力系統包括系統控制器1、發電機組7及發電機組控制器3、EPS變頻器9及EPS變頻器控制器4、電池組6及電池管理器5，所述發電機組控制器3、EPS變頻器控制器4、電池管理器5與所述系統控制器I的控制端連接，系統控制器I與起重機PLC 2連接；所述發電機組7和市電8的接口通過第一聯絡開關與所述EPS變頻器9連接，所述EPS變頻器9通過雙向DC/AC變換器與起重機工作機構的驅動裝置連接；所述電池組6通過雙向DC/AC變換器與起重機工作機構的驅動裝置連接，所述電池組6通過單向DC/AC變換器10、輔助變壓器14與輔助用電設備18連接；所述EPS變頻器9通過輔助變壓器14與起重機的輔助用電設備18連接，EPS變頻器9與所述單向DC/AC變換器10連接，所述EPS變頻器9和單向DC/AC變換器10通過第二聯絡開關與輔助用電設備18連接；
[0010]本發明的起重機勢能回收循環利用雙動力系統中，所述發電機組7通過EPS變頻器9與電池組6相連，在發電機組7的功率有盈餘情況下可為電池組6進行充電；所述發電機組7通過輔助變壓器14與輔助供電設備18相連，為輔助供電設備18供電；所述電池組6通過雙向DC/AC變換器與起重機工作機構的驅動裝置連接，為起重機的工作機構供電；電池組6和發電機組7可同時為工作機構供電，也可以單獨為工作機構供電；同時工作機構制動回饋能量通過雙向DC/AC變換器變換為可向電池組6充電的電能存儲到電池組6中，在發電機組7停機時，所述電池組6通過EPS變頻器9為輔助用電設備18供電；起重機作業中，以電池組6為主動力源為起重機提供動力；當電池組6的能量達到最低設定安全值時，啟動發電機組3，並控制發電機組3以最佳能效輸出功率為起重機提供動力，功率過剩時為電池組6充電，電池組6能量達到最高設定安全值時，關閉發電機組7，即發電機組僅有最佳能效下運轉或停止兩種工況，提高了能源利用率；另在結構上減少了制動電阻片或降低了制動電阻功率；用電池組6回收工作機構的制動能量；在碼頭條件允許情況下，起重機候工或待工時，可用市電為電池組6充電；通過以上幾點，降低了起重機的整體能耗、並減少了對環境的汙染；
[0011]本發明的起重機勢能回收循環利用雙動力系統具備以下幾項功能特點:
[0012]1、起重機以電池組6為主動力源，功率輸出與負載變化全程匹配，提高了能源利用率；
[0013]2、電池組6的能量在設定最高安全範圍時，系統自動關閉發電機組7，起重機以全電動模式工作，儘可能縮短發電機組7運轉的時間，降低油耗，從而減少了環境汙染；
[0014]3、發電機組7 —旦啟動投入工作，便按發電機特性控制使其在最佳能效工況下輸出功率，確保發電機效率最高；
[0015]4、實現了起重機工作機構的制動能量的回收並循環利用，既節能又可去除或減少制動電阻；
[0016]5、起重機候工時，系統自動關閉發電機組7，由電池組6為輔助供電設備19供電；候工或待工時，若作業現場條件允許，可用市電為電池組6充電。
[0017]作為優選，所述電池組6通過第一雙向DC/AC變換器11與起重機第一工作機構15的驅動裝置連接、通過第二雙向DC/AC變換器12與起重機第二工作機構16的驅動裝置連接、通過第三雙向DC/AC變換器13與起重機第三工作機構17的驅動裝置連接，以驅動起重機的各工作機構工作，同時便於回收各工作機構的制動能量。
[0018]以上所述的本發明實施方式，並不構成對本發明保護範圍的限定。任何在本發明的精神和原則之內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的權利要求保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種起重機勢能回收循環利用雙動力系統，其特徵在於:包括系統控制器、發電機組及發電機組控制器、EPS變頻器及EPS變頻器控制器、電池組及電池管理器，所述發電機組控制器、EPS變頻器控制器、電池管理器與所述系統控制器的控制端連接，系統控制器與起重機PLC連接；所述發電機組和市電接口通過第一聯絡開關與所述EPS變頻器連接，所述EPS變頻器通過雙向DC/AC變換器與起重機工作機構的驅動裝置連接；所述電池組通過雙向DC/AC變換器與起重機工作機構的驅動裝置連接，所述電池組通過單向DC/AC變換器、輔助變壓器與輔助用電設備連接；所述EPS變頻器通過輔助變壓器與起重機的輔助用電設備連接，EPS變頻器與所述單向DC/AC變換器連接，所述EPS變頻器和單向DC/AC變換器通過第二聯絡開關與輔助用電設備連接。
2.如權利要求1所述的起重機勢能回收循環利用雙動力系統，其特徵在於:所述電池組通過第一雙向DC/AC變換器與起重機第一工作機構的驅動裝置連接、通過第二雙向DC/AC變換器與起重機第二工作機構的驅動裝置連接、通過第三雙向DC/AC變換器與起重機第三工作機構的驅動裝置連接。
【文檔編號】B66C13/00GK104444806SQ201410736525
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月5日 優先權日:2014年12月5日
【發明者】安同會, 賈凱 申請人:深圳市安順節能科技發展有限公司