一種起重機(jī)轉(zhuǎn)場(chǎng)用電池電源的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了起重機(jī)轉(zhuǎn)場(chǎng)用電池電源，與市電電源并聯(lián)有電池放電裝置，電池放電裝置包括主控制器、整流回饋裝置和電池組，整流回饋裝置與市電電源電連接，整流回饋裝置通過變壓器與第二開關(guān)電連接，電池組與整流回饋裝置電連接，整流回饋裝置采集市電電源的電信號(hào)波形，并將電池組經(jīng)整流回饋裝置輸出的電信號(hào)波形與市電電源的電信號(hào)波形進(jìn)行對(duì)比后并調(diào)整同步，逆變器完成調(diào)整后輸出完成信號(hào)，主控制器根據(jù)該完成信號(hào)控制市電電源與電池放電裝置之間的切換，整流回饋裝置由多個(gè)整流管串并聯(lián)而成，且每一路整流管均電連接有電抗器。本實(shí)用新型能充分發(fā)揮電池的儲(chǔ)能優(yōu)勢(shì)、節(jié)約能耗且保證電源切換時(shí)不斷電。
【專利說(shuō)明】一種起重機(jī)轉(zhuǎn)場(chǎng)用電池電源

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種起重機(jī)用電池電源。

【背景技術(shù)】
[0002]目前的起重機(jī)供電系統(tǒng)有柴油機(jī)供電、柴油機(jī)和市電切換供電、市電(軌道滑觸線)供電、電池組和市電切換供電等。后兩者所采用的方式，由于取消了柴油發(fā)電機(jī)組而極大的降低了能源的消耗。
[0003]港口起重機(jī)在無(wú)外圍電源期間短期使用的供電配套設(shè)備，僅靠發(fā)電機(jī)組給整臺(tái)起重機(jī)供電，這樣極大地浪費(fèi)起重機(jī)燃油消耗和增加廢氣排放。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是要提供一種能充分發(fā)揮電池的儲(chǔ)能優(yōu)勢(shì)、節(jié)約能耗且保證電源切換時(shí)不斷電的起重機(jī)轉(zhuǎn)場(chǎng)用電池電源。
[0005]本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是，一種起重機(jī)轉(zhuǎn)場(chǎng)用電池電源，在外接市電電源和起重機(jī)電氣設(shè)備電源之間串聯(lián)有第一開關(guān)，其創(chuàng)新點(diǎn)在于:與市電電源并聯(lián)有電池放電裝置，電池放電裝置與起重機(jī)電氣設(shè)備電源之間串聯(lián)有第二開關(guān)，所述電池放電裝置包括主控制器、整流回饋裝置和電池組，整流回饋裝置與市電電源電連接，整流回饋裝置通過變壓器與第二開關(guān)電連接，電池組通過第三開關(guān)與整流回饋裝置電連接，整流回饋裝置采集市電電源的電信號(hào)波形，并將電池組經(jīng)整流回饋裝置輸出的電信號(hào)波形與市電電源的電信號(hào)波形進(jìn)行對(duì)比后并調(diào)整同步，整流回饋裝置完成調(diào)整后輸出完成信號(hào)，完成信號(hào)經(jīng)由通訊線路輸出至主控制器，主控制器根據(jù)該完成信號(hào)控制市電電源與電池放電裝置之間的切換，所述整流回饋裝置由多個(gè)開關(guān)管串并聯(lián)而成，且每一路開關(guān)管均電連接有電抗器。
[0006]其進(jìn)一步的創(chuàng)新點(diǎn)在于:還包括電池充電器和電池管理器，所述電池充電器與電池組電連接，電池管理器、主控制器與整流回饋裝置之間通過CAN-Open總線連接。
[0007]本實(shí)用新型采用電池組和市電切換供電的方式，由于取消了柴油發(fā)電機(jī)組而極大的降低了能源的消耗，實(shí)現(xiàn)了綠色節(jié)能環(huán)保；由于整流回饋裝置完成調(diào)整后能輸出完成信號(hào)，完成信號(hào)經(jīng)由通訊線路輸出至主控制器，主控制器根據(jù)該完成信號(hào)控制市電電源與電池放電裝置之間的切換，因此能保證電源切換時(shí)不斷電。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0009]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0010]一種起重機(jī)轉(zhuǎn)場(chǎng)用電池電源，在外接市電電源和起重機(jī)電氣設(shè)備電源之間串聯(lián)有第一開關(guān)1，與市電電源并聯(lián)有電池放電裝置2，電池放電裝置2與起重機(jī)電氣設(shè)備電源之間串聯(lián)有第二開關(guān)7，所述電池放電裝置2包括主控制器3、整流回饋裝置4和電池組5，整流回饋裝置4與市電電源電連接，整流回饋裝置4通過變壓器8與第二開關(guān)7電連接，電池組5通過第三開關(guān)6與整流回饋裝置4電連接，整流回饋裝置4采集市電電源的電信號(hào)波形，并將電池組5經(jīng)整流回饋裝置4輸出的電信號(hào)波形與市電電源的電信號(hào)波形進(jìn)行對(duì)比后并調(diào)整同步，整流回饋裝置4完成調(diào)整后輸出完成信號(hào)，完成信號(hào)經(jīng)由通訊線路輸出至主控制器3，主控制器3根據(jù)該完成信號(hào)控制市電電源與電池放電裝置2之間的切換，所述整流回饋裝置4由多個(gè)開關(guān)管串并聯(lián)而成，且每一路開關(guān)管均電連接有電抗器。還包括電池充電器9和電池管理器10，所述電池充電器9與電池組5電連接，電池管理器10、主控制器3與整流回饋裝置4之間通過CAN-Open總線連接。
[0011 ] 本方案是開發(fā)一種新型雙向變流器與高能充放電電池結(jié)合在一起，是針對(duì)港口起重機(jī)應(yīng)用而提出的新型電池動(dòng)力方案，專門為港口起重機(jī)在無(wú)外圍電源期間短期使用的供電配套設(shè)備。在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的前提下，將電池動(dòng)力系統(tǒng)應(yīng)用在起重機(jī)三相交流電源側(cè)。
[0012]針對(duì)港口起重機(jī)“油改電”后的特點(diǎn)，起重機(jī)在外部電源供電區(qū)段內(nèi)運(yùn)行時(shí)取供電電源，在供電區(qū)段外時(shí)，使用機(jī)上原配柴油發(fā)電機(jī)組供電。我們提出的方案是:使用一套專用電池放電裝置，將電池內(nèi)儲(chǔ)存的能量轉(zhuǎn)變?yōu)槿嚯娫摧敵?，替代柴油發(fā)電機(jī)組，供給起重機(jī)在供電區(qū)段外時(shí)的電源。
[0013]在電源側(cè)加入電池系統(tǒng)，利用電池的儲(chǔ)存能量供應(yīng)起重機(jī)在電源切換期間的運(yùn)行需求。
[0014]向上提起重物時(shí)消耗能量，下放重物時(shí)回饋能量的特點(diǎn)，將起重機(jī)下放時(shí)的能量回收儲(chǔ)存在電池內(nèi)，在起重機(jī)上提時(shí)釋放能量，并與發(fā)電機(jī)組配合共同給整臺(tái)起重機(jī)供電，這樣極大地節(jié)約起重機(jī)燃油消耗和廢氣排放。
[0015]在起重機(jī)的三相交流進(jìn)線供電側(cè)，將電池系統(tǒng)輸出與外部電源通過特殊的切換回路連接在一起，這樣起重機(jī)將可以在2路電源中取I路做工作電源。
[0016]本方案的優(yōu)點(diǎn)是，連接簡(jiǎn)單方便，充分發(fā)揮電池的儲(chǔ)能優(yōu)勢(shì)，利用目前電池新產(chǎn)品的儲(chǔ)能大的優(yōu)勢(shì)，新產(chǎn)品可以應(yīng)用在多種供電模式的起重機(jī)上，并根據(jù)起重機(jī)的工作特性做最佳的效能配合。考慮到能效和成本，電池系統(tǒng)電源最多可以供起重機(jī)從碼頭中間行走到維修區(qū)，時(shí)間大約為1.5小時(shí)，期間不能起吊任何重物。整流回饋裝置4，不但能控制能量的流向，還能控制逆變電源的同步相位；隨著電池能量的損失，電池電壓將會(huì)下降，在電池容量在允許運(yùn)行的范圍內(nèi)可以保證逆變電源輸出的穩(wěn)定。
[0017]主控制器3，使用帶有多種工業(yè)通訊接口的PLC控制器為核心，通過CAN-Open通訊方式讀取電池管理器10的電池參數(shù)，控制整流回饋裝置4的能量方向，以及與上位起重機(jī)控制系統(tǒng)信號(hào)聯(lián)鎖。
[0018]與起重機(jī)控制系統(tǒng)的聯(lián)鎖信號(hào)，設(shè)計(jì)時(shí)考慮為適應(yīng)不同的機(jī)型，采用信號(hào)觸點(diǎn)形式輸出和輸入。
[0019]圖中箭頭表示不同控制狀態(tài)下能量的流向。
[0020]能量流(I):在起重機(jī)需要時(shí)，控制整流回饋裝置4將電池組5電能輸出到起重機(jī)。[0021 ] 能量流(2):在起重機(jī)連接外部電源時(shí)，可以通過整流回饋裝置4將能量向電池組5充電。
[0022]當(dāng)市電電源正常時(shí)，市電電源直接供起重機(jī)電氣設(shè)備電源使用，電池放電裝置2處于待機(jī)狀態(tài)；當(dāng)市電電源向電池放電裝置2也即電池電源切換時(shí)，電池放電裝置2內(nèi)部具有電池組5，通過同步控制將輸出波形與市電波形調(diào)整為一致后，將電池組5的電源經(jīng)過整流回饋裝置4輸出提供給起重機(jī)電氣設(shè)備電源，自動(dòng)斷開市電電源連接；電池放電裝置2也即電池電源向市電電源切換時(shí)，檢測(cè)市電波形與電池電源波形同步后，市電電源接通供起重機(jī)電氣設(shè)備電源使用，電池放電裝置2轉(zhuǎn)為待機(jī)狀態(tài)，斷開電池回路和整流回饋裝置輸出，接通電池充電回路也即電池充電器9開始工作。本實(shí)用新型將市電電源作為同步檢測(cè)的基準(zhǔn)，針對(duì)經(jīng)由整流回饋裝置4的電池組5電源作為調(diào)整對(duì)象，并輸出調(diào)整信號(hào)和同步信號(hào)，同步調(diào)整信號(hào)輸出調(diào)整整流回饋裝置4，使得整流回饋裝置4輸出波形與市電電源同步，完成調(diào)整后輸出完成信號(hào)。主控制器3根據(jù)這個(gè)完成信號(hào)控制切換過程。也即電池組5的電源配合市電電源工作，采集市電電源的電壓和波形做同步基準(zhǔn)，與電池組5經(jīng)整流回饋裝置4輸出后的波形做對(duì)比，調(diào)整整流回饋裝置的輸出波形與市電波形同步后，進(jìn)行電源切換。電池充電由電池充電器9完成，在電池釋放能量時(shí)不對(duì)電池組5充電。
【權(quán)利要求】
1.一種起重機(jī)轉(zhuǎn)場(chǎng)用電池電源，在外接市電電源和起重機(jī)電氣設(shè)備電源之間串聯(lián)有第一開關(guān)(1)，其特征在于:與市電電源并聯(lián)有電池放電裝置(2)，電池放電裝置(2)與起重機(jī)電氣設(shè)備電源之間串聯(lián)有第二開關(guān)(7)，所述電池放電裝置(2)包括主控制器(3)、整流回饋裝置(4)和電池組(5)，整流回饋裝置(4)與市電電源電連接，整流回饋裝置(4)通過變壓器(8)與第二開關(guān)(7)電連接，電池組(5)通過第三開關(guān)(6)與整流回饋裝置(4)電連接，整流回饋裝置(4)采集市電電源的電信號(hào)波形，并將電池組(5)經(jīng)整流回饋裝置(4)輸出的電信號(hào)波形與市電電源的電信號(hào)波形進(jìn)行對(duì)比后并調(diào)整同步，整流回饋裝置(4)完成調(diào)整后輸出完成信號(hào)，完成信號(hào)經(jīng)由通訊線路輸出至主控制器(3)，主控制器(3)根據(jù)該完成信號(hào)控制市電電源與電池放電裝置(2)之間的切換，所述整流回饋裝置(4)由多個(gè)開關(guān)管串并聯(lián)而成，且每一路開關(guān)管均電連接有電抗器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機(jī)轉(zhuǎn)場(chǎng)用電池電源，其特征在于:還包括電池充電器(9)和電池管理器(10)，所述電池充電器(9)與電池組(5)電連接，電池管理器(10)、主控制器(3)與整流回饋裝置(4)之間通過CAN-Open總線連接。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK203840017SQ201420207757
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月28日
【發(fā)明者】趙彪, 杜波, 顧梁, 顧衛(wèi)鋒, 李進(jìn)琳, 吳強(qiáng), 張盤生 申請(qǐng)人:常州基騰電氣有限公司