一種混合動力的rtg起重裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種混合動力的RTG起重裝置，該裝置包括:發(fā)電機組，用于提供電能；蓄能模塊；驅(qū)動模塊；控制模塊，所述發(fā)電機組和整流模塊電連，所述整流模塊通過直流母線與DC/DC轉(zhuǎn)換器和蓄能模塊電連，所述DC/DC轉(zhuǎn)換器包括升壓驅(qū)動器和充放電驅(qū)動器，所述整流模塊還與起升驅(qū)動模塊電連，所述發(fā)電機組還與逆變電源電連，所述逆變電源與通過直流母線與充放電驅(qū)動器電連，所述逆變電源與控制模塊電連，控制模塊通過現(xiàn)場總線與發(fā)電機組、蓄能模塊、整流模塊、DC/DC轉(zhuǎn)換器和逆變電源進行數(shù)據(jù)交換。本發(fā)明的有益處在于具有更高的節(jié)油率、更少的排放、更低的噪音、具備互聯(lián)網(wǎng)+功能和大數(shù)據(jù)平臺。
【專利說明】
一種混合動力的RTG起重裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及起重機技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種混合動力的RTG起重裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]國內(nèi)環(huán)境不斷惡化，污染日趨嚴重，同時，石油資源日漸枯竭，國際社會對環(huán)保、節(jié)能、低耗要求不斷提高。
[0003]輪胎式集裝箱門式起重機(以下簡稱RTG)是集裝箱碼頭堆場的主要裝卸設(shè)備，我國擁有的數(shù)量龐大。該設(shè)備轉(zhuǎn)場靈活，操作效率較高。RTG平均年操作標準箱量在5-10萬TEU，消耗柴油費用達到70-120萬人民幣，營運成本較大，同時產(chǎn)生了污染，噪聲問題。RTG由于工況的特殊性，所裝備的柴油發(fā)電機組功率很大，一般在440-480KW，但實際使用的平均功率一般在額定容量的1/4左右，因此，柴油發(fā)電機組幾乎總是運行在很低的燃油效率區(qū)段，燃油浪費嚴重，也帶來大量的廢氣黑煙和噪音。RTG需要按照調(diào)度指令工作，空載等候時間很長，很多RTG等候的時間占總運行時間的2/3，而等候期間，照明、空調(diào)、控制系統(tǒng)都需要電力，柴油發(fā)電機組必須保持持續(xù)運行，這時燃油效率非常低。RTG面對的是典型的位能型負載，常規(guī)RTG集裝箱下放產(chǎn)生的勢能全部通過制動電阻消耗，這部分能源全部浪費，造成電阻箱發(fā)熱嚴重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是為了解決上述問題而提供一種更高的節(jié)油率、更少的排放、更低的噪音，同時具備互聯(lián)網(wǎng)+特征，具有大數(shù)據(jù)平臺的混合動力的RTG起重裝置。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種混合動力的RTG起重裝置，該裝置包括:發(fā)電機組，用于提供電能；蓄能t吳塊，用于存儲電能；驅(qū)動t吳塊，包括起升驅(qū)動t吳塊和制動t吳塊；控制模塊，所述發(fā)電機組和整流模塊電連，所述整流模塊通過直流母線與DC/DC轉(zhuǎn)換器和蓄能模塊電連，所述DC/DC轉(zhuǎn)換器包括升壓驅(qū)動器和充放電驅(qū)動器，所述整流模塊還與起升驅(qū)動模塊電連，所述發(fā)電機組還與逆變電源電連，所述逆變電源與通過直流母線與充放電驅(qū)動器電連，所述逆變電源與控制模塊電連，控制模塊通過現(xiàn)場總線與發(fā)電機組、蓄能模塊、整流模塊、DC/DC轉(zhuǎn)換器和逆變電源進行數(shù)據(jù)交換。
[0006]在一些實施方式中，其中所述逆變電源和控制模塊之間的電路上設(shè)有輔助變壓器。由此，還可以具有保證控制模塊用電的穩(wěn)定性的效果。
[0007]在一些實施方式中，其中所述驅(qū)動模塊還包括大車驅(qū)動器和/或小車驅(qū)動器。由此，還可以具有方便使用靈活操作RTG起重裝置轉(zhuǎn)場和控制起升裝置水平移動的效果。
[0008]在一些實施方式中，其中所述控制模塊設(shè)有互聯(lián)網(wǎng)接入模塊。由此，還可以具有通過互聯(lián)網(wǎng)遠程與本發(fā)明設(shè)備通訊，遠程檢測本發(fā)明設(shè)備的運行狀況和遠程排除故障的效果O
[0009]在一些實施方式中，其中所述控制模塊設(shè)有互聯(lián)網(wǎng)接入模塊。由此，還可以具有通過互聯(lián)網(wǎng)遠程與本發(fā)明設(shè)備通訊，遠程檢測本發(fā)明設(shè)備的運行狀況和遠程排除故障的效果O
[0010]在一些實施方式中，其中所述蓄能模塊設(shè)有能量管理系統(tǒng)模塊。由此，還可以具有提高蓄能模塊的使用效率和穩(wěn)定性的效果。
[0011]在一些實施方式中，其中所述蓄能模塊設(shè)有能量管理系統(tǒng)模塊。由此，還可以具有提高蓄能模塊的使用效率和穩(wěn)定性的效果。
[0012]在一些實施方式中，其中所述蓄能模塊設(shè)有能量管理系統(tǒng)模塊。由此，還可以具有提高蓄能模塊的使用效率和穩(wěn)定性的效果。
[0013]在一些實施方式中，其中所述蓄能模塊設(shè)有能量管理系統(tǒng)模塊。由此，還可以具有提高蓄能模塊的使用效率和穩(wěn)定性的效果。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的一實施方式的一種混合動力的RTG起重裝置的原理框圖；
[0015]圖2為本發(fā)明的另一實施方式的一種混合動力的RTG起重裝置的原理框圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0017]實施例1
[0018]圖1示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的一種混合動力的RTG起重裝置，該裝置包括發(fā)電機組1、蓄能模塊4、驅(qū)動模塊8，控制模塊7，發(fā)電機組I具有遠程啟停裝置和實時油耗監(jiān)測裝置，方便控制模塊7對發(fā)電機組進行監(jiān)控和控制，驅(qū)動模塊8包括起升驅(qū)動模塊81和制動模塊84，發(fā)電機組I和整流模塊2電連，整流模塊2通過直流母線與DC/DC轉(zhuǎn)換器3和蓄能模塊4電連，整流模塊2還與起升驅(qū)動模塊81電連，DC/DC轉(zhuǎn)換器3包括升壓驅(qū)動器31和充放電驅(qū)動器32，逆變電源5通過直流母線與充放電驅(qū)動器32電連，控制模塊7通過現(xiàn)場總線與發(fā)電機組1、蓄能模塊4、整流模塊2、DC/DC轉(zhuǎn)換器3和逆變電源5進行數(shù)據(jù)交換。
[0019]本發(fā)明還安裝了制動模塊84和制動電阻841，用于消耗直流母線上過多的電能。
[0020]為了保證控制模塊7的穩(wěn)定運行，在逆變電源5和控制模塊7之間的電路上安裝輔助變壓器6。
[0021]整流模塊2是將電機組I發(fā)出的交流電轉(zhuǎn)換成直流電給蓄能模塊4提供直流電源，也可直接給起升驅(qū)動模塊81供電，另外還可以在起升驅(qū)動模塊81制動或者下放貨柜時由勢能轉(zhuǎn)換成的電能通過整流模塊2供給蓄能模塊4充電。
[0022]DC/DC轉(zhuǎn)換器3包括升壓驅(qū)動器31和充放電驅(qū)動器32，DC/DC轉(zhuǎn)換器3實時檢測直流母線的電壓，通過和蓄能模塊4的電壓比較，可以判斷并決定能量的流動方向。控制模塊7實時檢測蓄能模塊4的SOC數(shù)值(剩余容量)，對DC/DC轉(zhuǎn)換器3下達充電或放電指令。
[0023]為了本發(fā)明設(shè)備的擴展性，輔助變壓器6上電連有輔助用電接口模塊9，輔助用電接口模塊9主要用于提供照明、空調(diào)等用電設(shè)備的電源接口。
[0024]逆變電源5的功能是保證RTG起重裝置工作模式切換時穩(wěn)定可靠的電源供應(yīng)，使整個RTG起重裝置不會斷電。正常工作時，逆變電源5將蓄能模塊4的直流電逆變成交流電，供給控制模塊7和輔助用電接口模塊9，當蓄能模塊4無法供電時，逆變電源5可以無縫切換至發(fā)電機組I進行供電，確?？刂颇K7和輔助用電接口模塊9不至于斷電。
[0025]蓄能模塊4上安裝有能量管理系統(tǒng)模塊41，用于管理蓄能模塊4電能儲存，可以具有提高蓄能模塊4的使用效率和穩(wěn)定性的效果。
[0026]蓄能模塊4的充放電SOC閾值默認設(shè)置在30%_80%，即高荷電狀態(tài)。當SOC低于30%時禁止本發(fā)明產(chǎn)品使用蓄能模塊4供電方式進行工作，當SOC高于80%時，蓄能模塊4充電截止。對于充放電SOC閾值的范圍值可以在實際運用中靈活設(shè)置。
[0027]控制模塊7設(shè)有互聯(lián)網(wǎng)接入模塊71，用于大數(shù)據(jù)平臺通過互聯(lián)網(wǎng)遠程與本發(fā)明設(shè)備通訊，遠程檢測本發(fā)明設(shè)備的運行狀況和遠程排除故障。
[0028]控制模塊7，主要是用于控制發(fā)電機組I和蓄能模塊3的聯(lián)接模式的選擇，包括串聯(lián)模式、并聯(lián)模式、混聯(lián)模式和智能模式。
[0029]控制模塊6用于控制發(fā)電機組I和蓄能模塊4與驅(qū)動模塊8的連接模式。連接模式有以下四種:
[0030]串聯(lián)模式:此模式下，RTG設(shè)備整機電源僅由蓄能模塊4提供。發(fā)電機組I提供的電能供給蓄能模塊4，當蓄能模塊4的SOC閾值低于某設(shè)定值時，控制模塊7啟動電機組I，以恒定功率且運行在最佳燃油效率點上為蓄能模塊4充電，當蓄能模塊4的SOC閾值高于某設(shè)定值時，控制模塊7停止電機組I。在RTG設(shè)備各機構(gòu)上升、平移、轉(zhuǎn)向、行走時，完全由蓄能模塊4提供能量，在本發(fā)明設(shè)備制動、下放貨物時，勢能轉(zhuǎn)換為電能后由蓄能模塊4吸收并存儲。在這個模式下電機組I要么始終運行在最佳燃油效率點上為蓄能模塊4充電，要么停止工作。
[0031]并聯(lián)模式:此模式下，當RTG工作時，電機組I與蓄能模塊4共同為本發(fā)明設(shè)備提供工作電能。當本發(fā)明設(shè)備各機構(gòu)上升、平移、轉(zhuǎn)向、行走時，由電機組I與蓄能模塊4共同提供能量，在本發(fā)明設(shè)備制動、下放貨物時，勢能轉(zhuǎn)換為電能后由蓄能模塊4吸收并存儲。當本發(fā)明設(shè)備待機時，電機組I自動對蓄能模塊4充電，充電完成后電機組I停止工作。
[0032]混聯(lián)模式:此模式下是在并聯(lián)模式的基礎(chǔ)上還對輔助用電接口模塊9上的各用電設(shè)備進行供電。
[0033]智能模式:智能計算節(jié)油率，自動選擇工作在串聯(lián)模式還是并聯(lián)模式上，分為兩種智能學(xué)習(xí)方式，即1:自我學(xué)習(xí)，2:互相學(xué)習(xí)，分別用于改善控制模式、作業(yè)行為對油耗的影響。1:自我學(xué)習(xí)對于每一臺RTG，本發(fā)明都定義了油耗、操作模式、作業(yè)行為有關(guān)的關(guān)鍵基礎(chǔ)油耗數(shù)據(jù)。根據(jù)關(guān)鍵基礎(chǔ)油耗數(shù)據(jù)，控制模塊7可以推算出該RTG起重設(shè)備在不同工作模式下的理論油耗，并自動控制RTG起重設(shè)備工作在最佳油耗模式下。由于發(fā)電機組I具有實時油耗接口，控制模塊7會實時讀取、存儲該油耗數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)定期修正關(guān)鍵基礎(chǔ)油耗數(shù)據(jù)，從而不斷修正油耗估算和模式選擇。2:相互學(xué)習(xí)是每臺RTG設(shè)備都會將各自的關(guān)鍵基礎(chǔ)油耗數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)接入模塊71上傳到大數(shù)據(jù)平臺上，大數(shù)據(jù)平臺會對比分析所有的關(guān)鍵基礎(chǔ)油耗數(shù)據(jù)，并基于所有歷史關(guān)鍵基礎(chǔ)油耗數(shù)據(jù)，形成每臺特定RTG設(shè)備的最佳關(guān)鍵基礎(chǔ)油耗數(shù)據(jù)，此關(guān)鍵基礎(chǔ)油耗數(shù)據(jù)會定期回傳到相應(yīng)的各RTG設(shè)備上，從而不斷修正油耗估算和作業(yè)行為。
[0034]實施例2
[0035]在實施例1的基礎(chǔ)上，驅(qū)動模塊8還可以安裝大車驅(qū)動器82和/或小車驅(qū)動器83，大車驅(qū)動器82是安裝在RTG設(shè)備上，用來移動整個RTG設(shè)備，這樣方便本發(fā)明產(chǎn)品的轉(zhuǎn)場和控制起升裝置水平移動，大車驅(qū)動器82是用來操作發(fā)明產(chǎn)品的轉(zhuǎn)場，小車驅(qū)動器83是用來控制起升裝置在RTG設(shè)備上水平移動的，方便操作者操作起升驅(qū)動模塊81提升和放置貨柜。
[0036]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選方式，應(yīng)當指出，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干相似的變形和改進，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種混合動力的RTG起重裝置，其特征在于:該裝置包括: 發(fā)電機組(I)，用于提供電能； 蓄能模塊(4)，用于存儲電能； 驅(qū)動t吳塊(8)，包括起升驅(qū)動t吳塊(81)和制動t吳塊(84)； 控制模塊(7)，用于控制指令； 所述發(fā)電機組(I)和整流模塊(2)電連，所述整流模塊(2)通過直流母線與DC/DC轉(zhuǎn)換器(3)和蓄能模塊(4)電連，所述DC/DC轉(zhuǎn)換器(3)包括升壓驅(qū)動器(31)和充放電驅(qū)動器(32)，所述整流模塊(2)還與起升驅(qū)動模塊(81)電連，所述發(fā)電機組(I)還與逆變電源(5)電連，所述逆變電源(5)與通過直流母線與充放電驅(qū)動器(32)電連，所述逆變電源(5)與控制模塊(7)電連，控制模塊(7)通過現(xiàn)場總線與發(fā)電機組(1)、蓄能模塊(4)、整流模塊(2)、DC/DC轉(zhuǎn)換器(3)和逆變電源(5)進行數(shù)據(jù)交換。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力的RTG起重裝置，其特征在于:所述逆變電源(5)和控制模塊(7)之間的電路上設(shè)有輔助變壓器(6)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混合動力的RTG起重裝置，其特征在于:所述驅(qū)動模塊還包括大車驅(qū)動器(82)和/或小車驅(qū)動器(83)。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混合動力的RTG起重裝置，其特征在于:所述控制模塊(7)設(shè)有互聯(lián)網(wǎng)接入模塊(71)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混合動力的RTG起重裝置，其特征在于:所述控制模塊(7)設(shè)有互聯(lián)網(wǎng)接入模塊(71)。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種混合動力的RTG起重裝置，其特征在于:所述蓄能模塊(4)設(shè)有能量管理系統(tǒng)模塊(41)。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種混合動力的RTG起重裝置，其特征在于:所述蓄能模塊(4)設(shè)有能量管理系統(tǒng)模塊(41)。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種混合動力的RTG起重裝置，其特征在于:所述蓄能模塊(4)設(shè)有能量管理系統(tǒng)模塊(41)。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種混合動力的RTG起重裝置，其特征在于:所述蓄能模塊(4)設(shè)有能量管理系統(tǒng)模塊(41)。
【文檔編號】H02J7/00GK106044556SQ201610587100
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月22日 公開號201610587100.8, CN 106044556 A, CN 106044556A, CN 201610587100, CN-A-106044556, CN106044556 A, CN106044556A, CN201610587100, CN201610587100.8
【發(fā)明人】朱長立, 何策衡, 沈超偉, 冒亮建, 葉國雄
【申請人】常州麒麟自動化系統(tǒng)有限公司, 何策衡