一種起重機(jī)勢能回收循環(huán)利用雙動(dòng)力系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
[技術(shù)領(lǐng)域]
[0001]本實(shí)用新型涉及一種工業(yè)機(jī)械的動(dòng)力系統(tǒng)，具體涉及一種起重機(jī)勢能回收循環(huán)利用雙動(dòng)力系統(tǒng)。
[【背景技術(shù)】]
[0002]伴隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)及交通運(yùn)輸?shù)葘?duì)石油的依賴程度越來越高，隨之而來的溫室效應(yīng)、生態(tài)惡化等環(huán)境問題日益突出，如何保持經(jīng)濟(jì)與環(huán)境和諧發(fā)展成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)。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(huán)境污染嚴(yán)重，環(huán)境保護(hù)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(biāo)要達(dá)到2005年的40%?45%。我國在用的內(nèi)燃式起重機(jī)械能源效率較低，利用率不足30%，內(nèi)燃式起重機(jī)能量回收與利用關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用已被列入國家高技術(shù)研宄發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)和國家科技支撐計(jì)劃能源領(lǐng)域2014年度的重要研宄課題。現(xiàn)有技術(shù)中以發(fā)電機(jī)組為動(dòng)力的內(nèi)燃式起重機(jī)能效較低的主要原因歸納如下:1、裝機(jī)容量大:由于必須滿足短時(shí)最高負(fù)荷需求，裝機(jī)容量必須按最高需求功率設(shè)計(jì)一一通常比靜態(tài)功率大I倍，比實(shí)際作業(yè)平均功率大3倍；2、最佳輸出功率不匹配:發(fā)電機(jī)組額定輸出功率能源效率最佳，起重機(jī)工作時(shí)，要確?？刂葡到y(tǒng)及工作機(jī)構(gòu)的正常供電，柴油發(fā)電機(jī)組必須不間斷在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，起重機(jī)在起升、下降、作業(yè)等候等不同工況下對(duì)功率需求不同，柴油發(fā)電機(jī)組需要實(shí)時(shí)調(diào)整輸出功率使之與起重機(jī)的功率需求匹配，機(jī)無法恒定在額定輸出功率下運(yùn)行，能源效率低下；重載起升加速時(shí)，冒黑煙現(xiàn)象、廢氣污染嚴(yán)重；3、無勢能回饋:貨物下降及工作機(jī)構(gòu)減速制動(dòng)時(shí)，電機(jī)制動(dòng)力矩產(chǎn)生大量能量，因無法儲(chǔ)存，必須通過能耗電阻實(shí)時(shí)消耗掉。
[
【發(fā)明內(nèi)容】
]
[0003]針對(duì)上述缺陷，本實(shí)用新型公開了一種起重機(jī)勢能回收循環(huán)利用雙動(dòng)力系統(tǒng)，旨在提高起重機(jī)的能源利用效率，從而降低起重機(jī)的整體能耗，并減少對(duì)環(huán)境的污染。
[0004]本實(shí)用新型的目的可通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0005]一種起重機(jī)勢能回收循環(huán)利用雙動(dòng)力系統(tǒng)，包括系統(tǒng)控制器、發(fā)電機(jī)組及發(fā)電機(jī)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(fā)電機(jī)組控制器、EPS變頻器控制器、電池管理器與所述系統(tǒng)控制器的控制端連接，系統(tǒng)控制器與起重機(jī)PLC連接；所述發(fā)電機(jī)組和市電接口通過第一聯(lián)絡(luò)開關(guān)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(jī)工作機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置連接；所述電池組通過雙向DC/AC變換器與起重機(jī)工作機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)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(shè)備連接；所述EPS變頻器通過輔助變壓器與起重機(jī)的輔助用電設(shè)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(lián)絡(luò)開關(guān)與輔助用電設(shè)備連接。
[0006]本實(shí)用新型的起重機(jī)勢能回收循環(huán)利用雙動(dòng)力系統(tǒng)中，所述發(fā)電機(jī)組通過EPS變頻器與電池組相連，在發(fā)電機(jī)組功率有盈余情況下可為電池組進(jìn)行充電；所述發(fā)電機(jī)組通過輔助變壓器與輔助供電設(shè)備相連，為輔助供電設(shè)備供電；所述電池組通過雙向DC/AC變換器與起重機(jī)工作機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置連接，為起重機(jī)的工作機(jī)構(gòu)供電；電池組和發(fā)電機(jī)組可同時(shí)為工作機(jī)構(gòu)供電，也可以單獨(dú)為工作機(jī)構(gòu)供電；同時(shí)工作機(jī)構(gòu)制動(dòng)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(chǔ)到電池組中，在發(fā)電機(jī)組停機(jī)時(shí)，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(shè)備供電；起重機(jī)作業(yè)中，以電池組為主動(dòng)力源為起重機(jī)提供動(dòng)力；當(dāng)電池組能量達(dá)到最低設(shè)定安全值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)發(fā)電機(jī)組，并控制發(fā)電機(jī)組以最佳能效輸出功率為起重機(jī)提供動(dòng)力，功率過剩時(shí)為電池組充電，電池組能量達(dá)到最高設(shè)定安全值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉發(fā)電機(jī)組，即發(fā)電機(jī)組僅有最佳能效下運(yùn)轉(zhuǎn)或停止兩種工況，提高了能源利用率；另在結(jié)構(gòu)上減少了制動(dòng)電阻片或降低了制動(dòng)電阻功率；用電池組回收工作機(jī)構(gòu)的制動(dòng)能量；若作業(yè)現(xiàn)場條件允許，在起重機(jī)候工或待工時(shí)，可用市電為電池組充電；通過以上幾點(diǎn)，降低了起重機(jī)的整體能耗、并減少了對(duì)環(huán)境的污染。
[【附圖說明】]
[0007]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[【具體實(shí)施方式】]
[0008]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)闡述。
[0009]如圖1所示，本實(shí)用新型的起重機(jī)勢能回收循環(huán)利用雙動(dòng)力系統(tǒng)包括系統(tǒng)控制器1、發(fā)電機(jī)組7及發(fā)電機(jī)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(fā)電機(jī)組控制器3、EPS變頻器控制器4、電池管理器5與所述系統(tǒng)控制器I的控制端連接，系統(tǒng)控制器I與起重機(jī)PLC 2連接；所述發(fā)電機(jī)組7和市電8的接口通過第一聯(lián)絡(luò)開關(guān)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(jī)工作機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置連接；所述電池組6通過雙向DC/AC變換器與起重機(jī)工作機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)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(shè)備18連接；所述EPS變頻器9通過輔助變壓器14與起重機(jī)的輔助用電設(shè)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(lián)絡(luò)開關(guān)與輔助用電設(shè)備18連接；
[0010]本實(shí)用新型的起重機(jī)勢能回收循環(huán)利用雙動(dòng)力系統(tǒng)中，所述發(fā)電機(jī)組7通過EPS變頻器9與電池組6相連，在發(fā)電機(jī)組7的功率有盈余情況下可為電池組6進(jìn)行充電；所述發(fā)電機(jī)組7通過輔助變壓器14與輔助供電設(shè)備18相連，為輔助供電設(shè)備18供電；所述電池組6通過雙向DC/AC變換器與起重機(jī)工作機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置連接，為起重機(jī)的工作機(jī)構(gòu)供電；電池組6和發(fā)電機(jī)組7可同時(shí)為工作機(jī)構(gòu)供電，也可以單獨(dú)為工作機(jī)構(gòu)供電；同時(shí)工作機(jī)構(gòu)制動(dòng)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(chǔ)到電池組6中，在發(fā)電機(jī)組7停機(jī)時(shí)，所述電池組6通過EPS變頻器9為輔助用電設(shè)備18供電；起重機(jī)作業(yè)中，以電池組6為主動(dòng)力源為起重機(jī)提供動(dòng)力；當(dāng)電池組6的能量達(dá)到最低設(shè)定安全值時(shí)，啟動(dòng)發(fā)電機(jī)組3，并控制發(fā)電機(jī)組3以最佳能效輸出功率為起重機(jī)提供動(dòng)力，功率過剩時(shí)為電池組6充電，電池組6能量達(dá)到最高設(shè)定安全值時(shí)，關(guān)閉發(fā)電機(jī)組7，即發(fā)電機(jī)組僅有最佳能效下運(yùn)轉(zhuǎn)或停止兩種工況，提高了能源利用率；另在結(jié)構(gòu)上減少了制動(dòng)電阻片或降低了制動(dòng)電阻功率；用電池組6回收工作機(jī)構(gòu)的制動(dòng)能量；在碼頭條件允許情況下，起重機(jī)候工或待工時(shí)，可用市電為電池組6充電；通過以上幾點(diǎn)，降低了起重機(jī)的整體能耗、并減少了對(duì)環(huán)境的污染；
[0011]本實(shí)用新型的起重機(jī)勢能回收循環(huán)利用雙動(dòng)力系統(tǒng)具備以下幾項(xiàng)功能特點(diǎn):
[0012]1、起重機(jī)以電池組6為主動(dòng)力源，功率輸出與負(fù)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(shè)定最高安全范圍時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉發(fā)電機(jī)組7，起重機(jī)以全電動(dòng)模式工作，盡可能縮短發(fā)電機(jī)組7運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間，降低油耗，從而減少了環(huán)境污染；
[0014]3、發(fā)電機(jī)組7 —旦啟動(dòng)投入工作，便按發(fā)電機(jī)特性控制使其在最佳能效工況下輸出功率，確保發(fā)電機(jī)效率最高；
[0015]4、實(shí)現(xiàn)了起重機(jī)工作機(jī)構(gòu)的制動(dòng)能量的回收并循環(huán)利用，既節(jié)能又可去除或減少制動(dòng)電阻；
[0016]5、起重機(jī)候工時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉發(fā)電機(jī)組7，由電池組6為輔助供電設(shè)備19供電；候工或待工時(shí)，若作業(yè)現(xiàn)場條件允許，可用市電為電池組6充電。
[0017]作為優(yōu)選，所述電池組6通過第一雙向DC/AC變換器11與起重機(jī)第一工作機(jī)構(gòu)15的驅(qū)動(dòng)裝置連接、通過第二雙向DC/AC變換器12與起重機(jī)第二工作機(jī)構(gòu)16的驅(qū)動(dòng)裝置連接、通過第三雙向DC/AC變換器13與起重機(jī)第三工作機(jī)構(gòu)17的驅(qū)動(dòng)裝置連接，以驅(qū)動(dòng)起重機(jī)的各工作機(jī)構(gòu)工作，同時(shí)便于回收各工作機(jī)構(gòu)的制動(dòng)能量。
[0018]以上所述的本發(fā)明實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種起重機(jī)勢能回收循環(huán)利用雙動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于:包括系統(tǒng)控制器、發(fā)電機(jī)組及發(fā)電機(jī)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(fā)電機(jī)組控制器、EPS變頻器控制器、電池管理器與所述系統(tǒng)控制器的控制端連接，系統(tǒng)控制器與起重機(jī)PLC連接；所述發(fā)電機(jī)組和市電接口通過第一聯(lián)絡(luò)開關(guān)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(jī)工作機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置連接；所述電池組通過雙向DC/AC變換器與起重機(jī)工作機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)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(shè)備連接；所述EPS變頻器通過輔助變壓器與起重機(jī)的輔助用電設(shè)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(lián)絡(luò)開關(guān)與輔助用電設(shè)備連接。
2.如權(quán)利要求1所述的起重機(jī)勢能回收循環(huán)利用雙動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于:所述電池組通過第一雙向DC/AC變換器與起重機(jī)第一工作機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置連接、通過第二雙向DC/AC變換器與起重機(jī)第二工作機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置連接、通過第三雙向DC/AC變換器與起重機(jī)第三工作機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種起重機(jī)勢能回收循環(huán)利用雙動(dòng)力系統(tǒng)，包括系統(tǒng)控制器、發(fā)電機(jī)組及發(fā)電機(jī)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(fā)電機(jī)組和市電通過第一聯(lián)絡(luò)開關(guān)與EPS變頻器連接，EPS變頻器通過雙向DC/AC變換器與起重機(jī)工作機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置連接；電池組通過雙向DC/AC變換器與起重機(jī)工作機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)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(shè)備連接；EPS變頻器通過輔助變壓器與輔助用電設(shè)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(lián)絡(luò)開關(guān)與輔助用電設(shè)備連接。本實(shí)用新型的起重機(jī)勢能回收循環(huán)利用雙動(dòng)力系統(tǒng)提高了起重機(jī)的能源利用效率，降低了起重機(jī)的整體能耗，并減少了對(duì)環(huán)境的污染。
【IPC分類】H02J7-14, B66C13-00, H02J7-34
【公開號(hào)】CN204384722
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420759248
【發(fā)明人】安同會(huì), 賈凱
【申請(qǐng)人】深圳市安順節(jié)能科技發(fā)展有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2014年12月5日