一種位能負載及能量回收再利用的裝置的製作方法

2024-03-06 12:55:15 2

專利名稱：一種位能負載及能量回收再利用的裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電機拖動及再生能量的回收領域，特別是一種適用於起重機械、各類升降機的位能負載及能量回收再利用的裝置。本實用新型的裝置也可以用於礦山機械及電力運輸機械。
背景技術：
隨著社會的發展和進步，人們對節能降耗、綠色環保越來越關注，各行各業在節能降耗、綠色環保方面均不同程度進行了大量的研究和應用。電機拖動在工程起重運輸機械中得到廣泛應用，研究工程起重運輸機械中具有位能負載或制動再生能量的回收及應用有 著積極意義。傳統工程起重運輸機械中，起重機械重物下降過程和電機制動的能量全部或部分轉變成熱能，消耗在電阻或制動器上，這既浪費了能源，又增加了維護成本，也縮短了機構傳動零部件的壽命，且具有噪音大、振動大等缺點。目前，起重機械重物下降過程的能量回收是採用逆變方式直接回饋到接入的電網，節能經濟效果難以體現在同一設備上，諧波汙染不同程度的降低了供電質量和影響供電裝置的穩定性。另外，採用具備能量回饋功能的控制裝置，必須滿足最大拖動功率要求，採用具備能量回饋功能與不具備回饋功能的設備對吸收電源供電設備的電能是相同，再之具備能量回饋功能的裝置成本高，營運成本居高不下，技術維護困難等，因此限制了它的應用。採用直流母線超級電容儲能方式的再生能量技術雖能有效降低電源供電容量，但由於生產成本高昂，是傳統電控系統價格的10倍以上，因此使產品缺乏競爭力。中國專利201020237216. 7公開了一種起重機的自饋式電能回收系統，可以回收重物下降時的位能，從而達到節能的效果。存在的問題是電機只能採用直流電機，電控系統複雜，性價比不高。中國專利201120203379. 8公開了一種用於電動車的能量回收控制系統，通過單獨設置的驅動電機和發電機，可以回收在減速過程中產生的能量，但是發電機在驅動時空轉，既不驅動也不發電，仍存在設備和能量浪費的狀況。中國專利201010197265. 7公開了一種工具機能量回收系統，通過在電機軸上設置的繞組軸線圈及永磁體，並配合空載檢測裝置回收空載能量。存在問題同樣是該繞組線圈也僅在回收空載能量時起作用，而驅動時不動作。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種位能負載及能量回收再利用的裝置，可以最大限度的利用設備，並降低設備配置成本，提高整個裝置的性價比。為解決上述技術問題，本實用新型所採用的技術方案是一種位能負載及能量回收再利用的裝置，包括拖動電動機和回饋電動機，回饋電動機與拖動電動機的輸出軸機械連接，用於同時驅動負載；[0010]拖動電動機獨立地與拖動電機驅動裝置電連接；回饋電動機為直流串勵電動機，回饋電動機與儲能單元電連接，用於回收能量並在驅動負載時為回饋電動機提供電能。所述的儲能單元中，回饋電動機通過導向二極體與電能儲放器電連接，電能儲放器與輔助充電裝置電連接。所述的電能儲放器為蓄電池、超級電容器或普通電容器，或者前述元件的組合。所述的拖動電機驅動裝置由單獨的電源供電。拖動電動機為交流電動機或直流電動機。拖動電動機與回饋電動機之間的功率配比為2. 5 1: I。 本實用新型提供的一種位能負載及能量回收再利用的裝置，通過由拖動電動機和回饋電動機組成複合電機，既可滿足拖動時所需功率，又能實現倒拖時回饋能量的回收和應用，且回饋電動機驅動系統是獨立電控系統，對拖動電機供電控制系統無幹涉。在同等負載情況下，本實用新型所選拖動電動機功率可減少50%以上，大大降低拖動電動機主迴路電控系統容量，從而大幅降低成本。同時，系統回饋能量又可再應用，可降低能耗40%以上，這既降低了設備製造成本和營運成本，也實現了節能降耗的效果。且本實用新型中的拖動電動機可以採用交流電動機或直流電動機，從而配置更為靈活，也有利於降低成本。例如一臺起重設備起升機構電動機設計功率是200KW，主拖動採用變頻調速，那麼對應變頻調速器也是200KW。而由本實用新型拖動電動機和回饋電動機組成複合電機，即可組成100KW+100KW的配置，拖動電機驅動裝置中的變頻調速器相應地減小到100KW，IOOKff回饋電動機由電能儲放器把位能負載再生能量吸收再驅動回饋電動機，位能負載再生能量不足時由電網補充。需要說明的是，由於能量吸收過程中存在損耗，因此現有技術中回收的能量必然不足以驅動負載復位，例如升降裝置中的升和降，即下降中回收的電能，必然不足以驅動負載再提升到初始位置。而在本實用新型中，由於提升時採用的是複合電機驅動，即拖動電動機和回饋電動機同時實現提升，以負載200kw為例，拖動電動機和回饋電動機各lOOkw，提升時回饋電動機輸出功率為lOOkw，而在回收時，位能負載的輸入為200kw，SP回饋電動機理論上可以實現能量的自給自足。本實用新型的裝置簡單、經濟可靠、成本低、節能效果明顯，可廣泛應用於起重機、礦山機械及各類升降機械。
以下結合附圖
和實施例對本實用新型作進一步說明圖I為本實用新型的整體結構示意圖。圖2為本實用新型中採用直流串勵電動機驅動裝置簡圖。圖3為本實用新型中採用交流繞線式電動機驅動裝置簡圖。
具體實施方式
如圖I中，一種位能負載及能量回收再利用的裝置，包括拖動電動機Ml和回饋電動機M2，回饋電動機M2與拖動電動機Ml的輸出軸機械連接，用於同時的驅動負載，即在驅動負載時拖動電動機Ml和回饋電動機M2同時輸出功率；如圖2、3中，拖動電動機Ml可採用交流電動機或直流電動機，從而配置更為靈活，且採用交流電機可以降低裝置的整體成本。拖動電動機Ml獨立地與拖動電機驅動裝置電連接；所述的拖動電機驅動裝置由單獨的電源供電。即拖動電動機和回饋電動機的電氣控制系統各自獨立互不幹涉。回饋電動機M2為直流串勵電動機，回饋電動機M2與 儲能單元電連接，用於回收能量並在驅動負載時為回饋電動機M2提供電能。所述的儲能單元中，回饋電動機M2通過導向二極體DI、D2與電能儲放器C電連接，電能儲放器C與輔助充電裝置電連接，具體由圖2、圖3中所示。倒拖(制動)時，回饋電動機發電給與之相連的電能儲放器C充電，回饋電動機與電能儲放器C之間設有的導向二極體DI、D2，是確保回饋電動機發電時可適時對電能儲放器C充電，同時在拖動狀態時起隔離作用。需要說明的是，輔助充電裝置還與電源連接，用於對於電能儲放器C補充充電。所述的電能儲放器C為蓄電池、超級電容器或普通電容器，或者前述元件的組合。拖動電動機Ml與回饋電動機M2之間的功率配比為2. 5 I: I。例如工作機構電機功率為100kw，拖動電機可在7(T50Kw之間選取，回饋電機可在3(T50kw之間選取，由拖動電動機與回饋電動機同時驅動負載。
權利要求1.一種位能負載及能量回收再利用的裝置，其特徵是 包括拖動電動機(Ml)和回饋電動機(M2)，回饋電動機(M2)與拖動電動機(Ml)的輸出軸機械連接，用於同時驅動負載； 拖動電動機(Ml)獨立地與拖動電機驅動裝置電連接； 回饋電動機(M2)為直流串勵電動機，回饋電動機(M2)與儲能單元電連接，用於回收能量並在驅動負載時為回饋電動機(M2)提供電能。
2.根據權利要求I所述的一種位能負載及能量回收再利用的裝置，其特徵是所述的儲能單元中，回饋電動機(M2)通過導向二極體(D1,D2)與電能儲放器(C)電連接，電能儲放器(C)與輔助充電裝置電連接。
3.根據權利要求2所述的一種位能負載及能量回收再利用的裝置，其特徵是所述的電能儲放器(C)為蓄電池、超級電容器或普通電容器，或者前述元件的組合。
4.根據權利要求I所述的一種位能負載及能量回收再利用的裝置，其特徵是所述的拖動電機驅動裝置由單獨的電源供電。
5.根據權利要求I所述的一種位能負載及能量回收再利用的裝置，其特徵是拖動電動機(Ml)為交流電動機或直流電動機。
6.根據權利要求I所述的一種位能負載及能量回收再利用的裝置，其特徵是拖動電 動機(Ml)與回饋電動機(M2)之間的功率配比為2. 5 1:1。
專利摘要一種位能負載及能量回收再利用的裝置，包括拖動電動機和回饋電動機，回饋電動機與拖動電動機的輸出軸機械連接，用於同時的驅動負載；拖動電動機獨立地與拖動電機驅動裝置電連接；回饋電動機為直流串勵電動機，回饋電動機與儲能單元電連接，用於回收能量並在驅動負載時為回饋電動機提供電能。本實用新型通過由拖動電動機和回饋電動機組成複合電機，既可滿足拖動時所需功率，又能實現倒拖時回饋能量的回收和應用，降低了設備製造成本和營運成本，也達到了節能降耗的效果。
文檔編號H02J15/00GK202513678SQ20122016978
公開日2012年10月31日 申請日期2012年4月20日 優先權日2012年4月20日
發明者張焱清, 胡玲華 申請人:宜昌力道起重機械有限公司