專利名稱：輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)供電系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及港口起重設(shè)備，更具體地說(shuō)，涉及一種輪胎式龍門(mén)集裝箱 起重機(jī)供電系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，世界集裝箱運(yùn)輸發(fā)展迅猛，港口集裝箱裝卸作業(yè)日益繁忙，目 前主要是以輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)(龍門(mén)吊)作為堆碼機(jī)械，全球總配
備量超過(guò)6500臺(tái)，占總堆碼機(jī)械的90%以上，這些輪胎式龍門(mén)集裝箱起重 機(jī)大多釆用機(jī)上配置柴油發(fā)電機(jī)組，通過(guò)燃燒柴油來(lái)獲取動(dòng)力，參見(jiàn)圖3， 柴油機(jī)發(fā)電機(jī)1發(fā)出的電通過(guò)斷路器2、 3、 4將電供給所述起重機(jī)，一 部分電通過(guò)變壓器5給輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)的其他輔助設(shè)備6供電， 發(fā)出的電的另外一部分通過(guò)逆變器7和相應(yīng)的變頻器傳輸給所述輪胎式龍 門(mén)集裝箱起重機(jī)的工作電機(jī)，具體的是起升變頻器8為起升電機(jī)81供電， 起重機(jī)的小車變頻器9以及大車的變頻器l0、 1l為相應(yīng)的電機(jī)供電， 當(dāng)輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)的吊具下降時(shí)可使起升電機(jī)81產(chǎn)生電能，但是 這部分再生電能沒(méi)有得到有效的利用，而被相關(guān)設(shè)備的電阻轉(zhuǎn)換為熱能而 消耗掉(比如被制動(dòng)單元l 2和制動(dòng)電阻1 3消耗)，所以可以看出，傳 統(tǒng)的輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)存在能耗高、噪聲大、廢氣排放量大、維修 費(fèi)用及運(yùn)行成本都很高的缺點(diǎn)，此外，它也不能實(shí)現(xiàn)電能的再生利用。據(jù) 統(tǒng)計(jì)以柴油發(fā)電機(jī)組為動(dòng)力的輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)每完成一個(gè)集裝 箱作業(yè)，平均要消耗1.5升柴油。隨著節(jié)能減排、綠色環(huán)保理念深入人心， 以及柴油價(jià)格高漲給企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生越來(lái)越大的影響，迫切需要對(duì)輪胎 式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)能源利用效率和能源種類進(jìn)行改造和變換，目前出現(xiàn) 了一些技術(shù)改造方案，以下是所述各種技術(shù)改造方案的介紹及其分析
1 )在配置柴油發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)上采用超級(jí)電容儲(chǔ)能，這樣超級(jí)電容可以 存儲(chǔ)輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)吊具下降時(shí)的再生電能，相應(yīng)減少了柴油的
能耗，但是其缺點(diǎn)是超級(jí)電容價(jià)格過(guò)于昂貴，成本太高。
2 )地面交流電上輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)機(jī)(分為電纜卷簡(jiǎn)方式和架 空滑觸線方式)，即通過(guò)交流電驅(qū)動(dòng)所述輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)，優(yōu)點(diǎn) 是不會(huì)產(chǎn)生黑煙，比較環(huán)保，但其缺點(diǎn)是由于釆用交流電而導(dǎo)致系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 復(fù)雜，需要增設(shè)較多的設(shè)備，另外還限制了輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)應(yīng)有 的靈活性。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)目前的輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)存在的油耗高、污染重及其結(jié)構(gòu) 復(fù)雜等缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)供電系統(tǒng) 及方法，該系統(tǒng)和方法能以直流電能替代柴油和交流電，進(jìn)而節(jié)省了相當(dāng) 的能源，并且其結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，同時(shí)又能保證輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)的靈 活性。
為實(shí)現(xiàn)上述目的， 一方面，本發(fā)明提供一種輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)
供電方法，包括以下步驟
a .將交流電網(wǎng)的交流電通過(guò)整流器進(jìn)行轉(zhuǎn)換為直流電并輸送至所述 輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)的供電線路上；
b. 所述輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)通過(guò)一受電裝置獲取所述供電線路 上的直流電；
c. 建立控制裝置,'監(jiān)控所述輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)及其供電線路上 的供電負(fù)載平衡信號(hào)和起重機(jī)設(shè)備運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并按預(yù)定的設(shè)置進(jìn)行控制。
所述方法還包括建立逆變裝置，所述逆變裝置由所述控制裝置控制， 所述逆變裝置輸出端與所述交流電網(wǎng)連接，輸入端連接在所述輪胎式龍門(mén) 集裝箱起重機(jī)的供電線路上。
所述控制裝置為PLC程序控制，按以下步驟對(duì)所述輪胎式龍門(mén)集裝箱 起重機(jī)的再生電能進(jìn)行控制
1) 當(dāng)輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)的吊具下降產(chǎn)生電能時(shí)，首先將該電能 供給其本機(jī)的其他設(shè)備使用；
2) 當(dāng)執(zhí)行步驟l)后所述電能還有富余時(shí)，將所述富余電能供給所述
供電線路上其他輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)使用；
3)當(dāng)執(zhí)行步驟2)后所述電能還有富余時(shí)，將所述富余電能通過(guò)所述逆變裝置反饋至所述交流電網(wǎng)。
所述輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)包括DC/AC變頻器，所述DC/AC變頻器 接收所述受電裝置輸出的直流電，并將直流電轉(zhuǎn)換為交流電供所述輪胎式 龍門(mén)集裝箱起重機(jī)的輔助機(jī)構(gòu)及控制回路使用。
所述輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)的受電裝置輸入端與所述供電線路活動(dòng) 連接并在其上滑行，所述受電裝置輸出端通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)向所述輪胎式龍門(mén) 集裝箱起重機(jī)的主體供電。
另一方面，本發(fā)明提供一種為輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)供應(yīng)直流電的 系統(tǒng)，包括
直流電源裝置，輸入端與交流電網(wǎng)連接，其輸出端與所述輪胎式龍門(mén) 集裝箱起重機(jī)的供電線路連接，輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)的輸入端與所述供電線路活動(dòng)連接；
控制裝置，與所述輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)連接，用于監(jiān)控相關(guān)線路 上的電信號(hào)以及輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并按預(yù)定的設(shè)置對(duì) 系統(tǒng)進(jìn)行控制。
所述直流電源裝置包括整流電路，所述整流電路輸入端與巿網(wǎng)交流電 連接，輸出端與所述供電線路連接，所述供電線路為兩線制直流輸電網(wǎng)。
所述輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)具有受電裝置，所述受電裝置輸入端與 所述供電線路活動(dòng)連接并在其上滑行，所述受電裝置輸出端通過(guò)隔離開(kāi)關(guān) 與所述輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)的主體連接。
所述輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)包括DC/AC變頻器，所述DC/AC變頻器 輸入端與所述受電裝置輸出端連接，輸出端與輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)的 輔助機(jī)構(gòu)及控制回路連接。
所述直流電供電系統(tǒng)還包括逆變裝置，所述逆變裝置與所述控制裝置 連接，所述逆變裝置輸出端與所述交流電網(wǎng)連接，輸入端連接在所述輪胎 式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)的供電線路上。
采用本發(fā)明所述的一種輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)供電系統(tǒng)及方法，首
先因?yàn)槠溽娪昧酥绷麟?，這樣就沒(méi)有柴油的燃燒引起的黑煙和二氧化碳， 不污染環(huán)境，同時(shí)也避免了采用交流電時(shí)導(dǎo)致的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且不靈活的 現(xiàn)象，根據(jù)分析測(cè)算，輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)釆用了直流電驅(qū)動(dòng)后，可
以取消傳統(tǒng)龍門(mén)吊起重機(jī)上大容量柴油發(fā)電機(jī)組(360KW及以上)、交流 整流裝置、制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻等，大大節(jié)省了龍門(mén)吊的配置成本，并且 由于直接采用直流供電，每完成一個(gè)集裝箱作業(yè)，平均消耗電力約1. 2kwh, 動(dòng)力成本可節(jié)省約80%，操作環(huán)境大大改善、設(shè)備故障率明顯下降、設(shè)備 維修保養(yǎng)變得簡(jiǎn)單；另外由于本發(fā)明所述的系統(tǒng)和方法還包括逆變裝置并 擁有控制裝置，這樣在控制裝置的控制下，當(dāng)輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)吊 具下降時(shí)帶動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生的再生電能可以供給該起重機(jī)或者其他起重機(jī)使 用，還有富余時(shí)，可以通過(guò)逆變裝置將富余的電能反饋給交流電網(wǎng)，這樣 一來(lái)就可以大大節(jié)省能源，在當(dāng)今能源緊張的背景之下，本發(fā)明具有很高 的使用價(jià)值并具有廣闊的應(yīng)用前景。


圖l是本發(fā)明所述的供應(yīng)直流電的方法的流程示意圖2是本發(fā)明所述的控制裝置的控制流程示意圖3是傳統(tǒng)的柴油輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)的系統(tǒng)配置示意圖4是本發(fā)明所述的供應(yīng)直流電的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖5是本發(fā)明所述的輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)的結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。 參見(jiàn)圖l,實(shí)現(xiàn)本發(fā)明包括以下步驟
IOI.將交流電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換為直流電并輸送至供電線路上。見(jiàn)圖5 ， 建立直流電源裝置20,所述直流電源裝置20可以是整流電路，所述整流 電路輸入端與交流電網(wǎng)連接，其輸出端與所述輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)的 供電線路26連接，輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)22的輸入端與所述供電線路 26活動(dòng)連接，這樣所述整流電路就可以將交流電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換為直流電 通過(guò)所述供電線路26供給所述起重機(jī)。
102. 將受電裝置活動(dòng)連接在所述供電線路上。即所述輪胎式龍門(mén)集裝 箱起重機(jī)通過(guò)一受電裝置獲取所述供電線路上直流電，所述供電線路26為 兩線制直流輸電網(wǎng)，參見(jiàn)圖4 ,所述輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)22具有受電 裝置12,所述受電裝置12輸入端與所述供電線路26活動(dòng)連接并在其上滑 行，所述受電裝置12輸出端通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)13與所述輪胎式龍門(mén)集裝箱起 重機(jī)2 2的主體連接，這樣所述供電線路26下方可以連接若千數(shù)量的輪胎 式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)并為他們供電，比如圖5中的起重機(jī)22、 23、 24以及 25。
103. 建立逆變裝置21,連接在交流電網(wǎng)和起重機(jī)供電線路26之間。 所述逆變裝置21由控制裝置28控制，所述逆變裝置21輸出端與所述交流 電網(wǎng)連接，輸入端連接在所述輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)的供電線路26上， 其可以將供電線路26上的富余電能反饋給所述交流電網(wǎng)，參考圖5。
104. 監(jiān)控電信號(hào)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并按預(yù)定的設(shè)置進(jìn)行控制。參見(jiàn)圖5， 即建立控制裝置28,該控制裝置28可以是PLC程序控制，監(jiān)控所述輪胎 式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)22、 23、 24、 25及其供電線路26上的電信號(hào)和運(yùn)動(dòng)
參數(shù)，并按預(yù)定的設(shè)置進(jìn)行控制。當(dāng)輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)的吊具下降 時(shí)，其帶動(dòng)起升電機(jī)81發(fā)電產(chǎn)生再生電能，參見(jiàn)圖4，控制裝置28按以
下步驟對(duì)所述輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)的再生電能進(jìn)行控制
201. 將該電能供給其本機(jī)的其他設(shè)備使用。即當(dāng)輪胎式龍門(mén)集裝箱起 重機(jī)的吊具下降產(chǎn)生電能時(shí)，首先通過(guò)起升變頻器8將該電能供給其本機(jī) 的其他設(shè)備使用，比如供給其他輔助設(shè)備l7使用。
202. 將執(zhí)行步驟201后富余的電能供給其他起重機(jī)使用。即當(dāng)執(zhí)行步 驟l)后所述電能還有富余時(shí)，此時(shí)控制裝置28檢測(cè)到電壓信號(hào)值的富余， 此時(shí)將所述富余電能供給所述供電線路上其他輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)使 用。
203. 將執(zhí)行步驟202后富余的電能反饋給交流電網(wǎng)。即當(dāng)執(zhí)行步驟2) 后所述電能還有富余時(shí)，此時(shí)控制裝置28檢測(cè)到電壓信號(hào)值的富余，此時(shí) 將所述富余電能通過(guò)所述逆變裝置21反饋至所述交流電網(wǎng)。
另夕卜，該控制裝置28還可以對(duì)起重機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的偏移進(jìn)行糾正和控制。
作為一個(gè)實(shí)施例，參見(jiàn)圖4，所述輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)22還包括 DC/AC變頻器14,所述DC/AC變頻器14接收所述受電裝置12輸出的一部 分直流電，并將直流電轉(zhuǎn)換為交流電并通過(guò)正弦濾波器15、變壓器16供 所述輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)的其他輔助設(shè)備17使用，受電裝置12輸出 的另外一部分直流電通過(guò)起升變頻器8、供給起升電機(jī)81，通過(guò)小車變頻 器9以及大車變頻器10、 ll供給相應(yīng)的電機(jī)。
作為一個(gè)實(shí)施例，所述輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)的受電裝置12為受電 弓，受電弓是從所述供電線路26上的接觸導(dǎo)線上受取電流的一種受流裝 置，它安裝在起重機(jī)機(jī)頂上，當(dāng)受電弓升起時(shí)，受電弓滑板與接觸導(dǎo)線接 觸，將電流引入起重機(jī)內(nèi)，受電弓工作的特點(diǎn)是靠滑動(dòng)接觸而受流，受電 弓按其桿臂的結(jié)構(gòu)形式可分為雙臂和單臂受電弓兩種，起重機(jī)上可以裝有 兩臺(tái)受電弓，正常運(yùn)行時(shí)只升后弓，前弓備用。
本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō) 明本發(fā)明，而并非用作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍 內(nèi)，對(duì)以上實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)供電方法，其特征在于，包括以下步驟a.將交流電網(wǎng)的交流電通過(guò)整流器進(jìn)行轉(zhuǎn)換為直流電并輸送至所述輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)的供電線路上；b.所述輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)通過(guò)一受電裝置獲取所述供電線路上的直流電；c.建立控制裝置，監(jiān)控所述輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)及其供電線路上的供電負(fù)載平衡信號(hào)和起重機(jī)設(shè)備運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并按預(yù)定的設(shè)置進(jìn)行控制。
2. 如權(quán)利要求l所述的供電方法，其特征在于， 所述方法還包括建立逆變裝置，所述逆變裝置由所述控制裝置控制，所述逆變裝置輸出端與所述交流電網(wǎng)連接，輸入端連接在所述輪胎式龍門(mén) 集裝箱起重機(jī)的供電線路上。
3. 如權(quán)利要求2所述的供電方法，其特征在于，所迷控制裝置為PLC 程序控制，按以下步驟對(duì)所述輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)的再生電能進(jìn)行控 制1) 當(dāng)輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)的吊具下降產(chǎn)生電能時(shí)，首先將該電能 供給其本機(jī)的其他設(shè)備使用；2) 當(dāng)執(zhí)行步驟l)后所述電能還有富余時(shí)，將所述富余電能供給所述 供電線路上其他輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)使用；3) 當(dāng)執(zhí)行步驟2)后所述電能還有富余時(shí)，將所述富余電能通過(guò)所述 逆變裝置反饋至所述交流電網(wǎng)。
4. 如權(quán)利要求1或2或3所述的供電方法，其特征在于，所述輪胎式 龍門(mén)集裝箱起重機(jī)包括DC/AC變頻器，所述DC/AC變頻器接收所述受電裝 置輸出的直流電，并將直流電轉(zhuǎn)換為交流電供所述輪胎式龍門(mén)集裝箱起重 機(jī)的輔助機(jī)構(gòu)及控制回路使用。
5. 如權(quán)利要求4所述的供電方法，其特征在于，所述輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)的受電裝置輸入端與所述供電線路活動(dòng)連接并在其上滑行，所述受電裝置輸出端通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)向所述輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)的 主體供電。
6. —種輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)供電系統(tǒng)，其特征在于，包括直流電源裝置，輸入端與交流電網(wǎng)連接，其輸出端與所述輪胎式龍門(mén) 集裝箱起重機(jī)的供電線路連接，輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)的輸入端與所述 供電線路活動(dòng)連接；控制裝置，與所述輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)連接，用于監(jiān)控相關(guān)線路 上的電信號(hào)以及輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并按預(yù)定的設(shè)置對(duì) 系統(tǒng)進(jìn)行控制。
7. 如權(quán)利要求6所述的供應(yīng)直流電的系統(tǒng)，其特征在于，所述直流電 源裝置包括整流電路，所述整流電路輸入端與市網(wǎng)交流電連接，輸出端與 所述供電線路連接，所述供電線路為兩線制直流輸電網(wǎng)。
8. 如權(quán)利要求6或7所述的供應(yīng)直流電的系統(tǒng)，其特征在于，所述輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)具有受電裝置，所述受電裝置輸入端與所述供電線 路活動(dòng)連接并在其上滑行，所述受電裝置輸出端通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)與所述輪胎 式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)的主體連接。
9. 如權(quán)利要求8所述的供應(yīng)直流電的系統(tǒng)，其特征在于，所述輪胎式 龍門(mén)集裝箱起重機(jī)包括DC/AC變頻器，所述DC/AC變頻器輸入端與所述受 電裝置輸出端連接，輸出端與輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)的輔助機(jī)構(gòu)及控制 回路連接。
10. 如權(quán)利要求6所述的供應(yīng)直流電的系統(tǒng)，其特征在于，所述直流 電供電系統(tǒng)還包括逆變裝置，所述逆變裝置與所述控制裝置連接，所述逆 變裝置輸出端與所述交流電網(wǎng)連接，輸入端連接在所述輪胎式龍門(mén)集裝箱 起重機(jī)的供電線路上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)供電系統(tǒng)及方法，提供直流電給所述起重機(jī)使用，并且還具有控制裝置和逆變裝置。因?yàn)槠洳捎昧酥绷麟姡@樣就沒(méi)有柴油的燃燒引起的黑煙和二氧化碳，不污染環(huán)境，同時(shí)也避免了采用交流電時(shí)導(dǎo)致的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且不靈活的現(xiàn)象；另外由于本發(fā)明還包括逆變裝置并擁有控制裝置，這樣在控制裝置的控制下，當(dāng)輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)吊具下降時(shí)帶動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生的再生電能可以供給該起重機(jī)或者其他起重機(jī)使用，還有富余時(shí)，可以通過(guò)逆變裝置將富余的電能反饋給交流電網(wǎng)，這樣一來(lái)就可以大大節(jié)省能源，在當(dāng)今能源緊張的背景之下，本發(fā)明具有很高的使用價(jià)值并具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)B66C13/18GK101195463SQ200710173160
公開(kāi)日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2007年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月26日
發(fā)明者嚴(yán)小安 申請(qǐng)人:嚴(yán)小安