專利名稱：帶有回收勢能輔助動力源的輪胎臂架式起重機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于輪胎臂架式起重機，尤其涉及一種帶有回收勢能輔助動力源 的輪胎臂架式起重機。
技術(shù)背景輪胎臂架式起重機是港口碼頭和各種建筑工程最常用的裝卸機械，可以 長距離行駛，靈活轉(zhuǎn)換作業(yè)場地，機動性好。目前， 一種輪胎臂架式起重機業(yè)。其作業(yè)特點是周期性、間歇作業(yè)，頻繁將數(shù)噸到幾十噸的貨物上升和下 降、起動和制動。由于在超大負荷變化下，要求短短幾秒內(nèi)完成起動和制動，需要很大的功率，則給傳統(tǒng)輪胎臂架式起重機帶來如下不利因素1. 要求內(nèi)燃機及發(fā)電機供電的裝機容量很大。為了適應(yīng)輪胎臂架式起重 機短時大功率的運行要求，以內(nèi)燃機供電的輪胎臂架式起重機動力裝置中必 須配備大容量大功率的發(fā)電機，大大加重輪胎臂架式起重機整機容量，而在 起動時，內(nèi)燃機必須加大油門，快速大量供油，由此嚴重導(dǎo)致柴油機噪聲增 大，燃料燃燒不完全，并排放黑煙，造成環(huán)境污染，同時增加油耗，加大了 運營成本；2. 輪胎臂架式起重機工作過程中再生能量沒有得到合理利用。輪胎臂架 式起重機的下降勢能只能通過能耗制動的方式消耗掉，既浪費能源又增加整 機的熱污染；3. 沖擊很大，輪胎臂架式起重機整機運行不夠平穩(wěn)。由于大功率的短時 頻繁起動，對機組負荷及整機的電力系統(tǒng)沖擊很大，容易造成電器設(shè)備損壞。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種帶有回收勢能輔助動力 源的輪胎臂架式起重機，利用超級電容回收起重機起升機構(gòu)下降時的勢能， 作為供給起重機所需能量，可以減少能量回饋時對起重機電力系統(tǒng)的沖擊， 大大減小了整機裝機容量。
本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，通過以下技術(shù)方案實現(xiàn) 一種帶有回收勢能輔 助動力源的輪胎臂架式起重機，包括起重機的起升機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、變幅機 構(gòu)和行走機構(gòu)及動力機構(gòu)，所述動力機構(gòu)由內(nèi)燃發(fā)電才幾組發(fā)電，提供用于驅(qū) 動起升機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、變幅機構(gòu)和行走機構(gòu)工作動力；將超級電容并聯(lián)在 直流總線上，在根據(jù)直流母線電壓的變化進行充電、放電，做為另一個動力 源為各工作機構(gòu)提供動力。當(dāng)各工作機構(gòu)處于制動狀態(tài)時，反饋電能給超級 電容，超級電容不斷得到反饋的能量進行充電。當(dāng)工作機構(gòu)需要動力時，超 級電容不斷地釋放電能，隨著超級電容不斷放電，其端電壓下降，直流總線 電壓跟著下降，當(dāng)電壓低于柴油發(fā)電機組的電源整流電壓時，柴油發(fā)電機組 開始參與供電，其特征是所述超級電容與雙向DC/DC變換器、DSP控制器、 能耗電路組成回收勢能輔助動力源，超級電容經(jīng)雙向DC/DC變換器并聯(lián)到直 流母線的穩(wěn)壓電容上，DSP控制器與雙向DC/DC變換器及能耗電路連接，能 耗電路與直流母線并聯(lián)。
所述能耗電路由動態(tài)緩沖器和能耗電阻組成，所述動態(tài)緩沖器與DSP控 制器連接，動態(tài)緩沖器通過能耗電阻與直流母線并聯(lián)。
所述雙向DC/DC變換器由三個小功率雙向DC/DC變換器并聯(lián)構(gòu)成。
本發(fā)明有益效果采用了利用超級電容組成的的回收勢能輔助動力源， 實現(xiàn)超級電容與發(fā)電機組共同為系統(tǒng)供電，有效改善輪胎臂架式起重機動力 裝置平穩(wěn)性。同時具有如下優(yōu)點
1. 運用超級電容回收起升機構(gòu)反饋的再生能量作為起重機工作時所需能 量，節(jié)省能量；
2. 使用超級電容作為輔助動力源對系統(tǒng)供電，無噪音，還可以減少整機裝機容量；
3.再生能量的回收減小對起重機電力系統(tǒng)的沖擊。


圖1是本發(fā)明采用交流發(fā)電機的電路連接原理圖； 圖2是本發(fā)明采用直流發(fā)電機的電路連接原理圖； 圖3是本發(fā)明的系統(tǒng)控制流程圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提供的具體實施方式
詳述如下 一種帶有回收勢能輔助動力源的輪胎臂架式起重機，包括起重機的起升
才幾構(gòu)、回轉(zhuǎn)才幾構(gòu)、變幅才幾構(gòu)和4亍走機構(gòu)及動力才幾構(gòu)，所述動力才幾構(gòu)由內(nèi)燃發(fā) 電機組發(fā)電，提供用于驅(qū)動起升機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、變幅機構(gòu)和行走機構(gòu)工作 動力；將超級電容并聯(lián)在直流總線上，在根據(jù)直流母線電壓的變化進行充電、 放電，做為另一個動力源為各工作機構(gòu)提供動力。當(dāng)各工作機構(gòu)處于制動狀 態(tài)時，反饋電能給超級電容，超級電容不斷得到反饋的能量進行充電。當(dāng)工 作機構(gòu)需要動力時，超級電容不斷地釋放電能，隨著超級電容不斷放電，其 端電壓下降，直流總線電壓跟著下降，當(dāng)電壓低于柴油發(fā)電機組的電源整流 電壓時，柴油發(fā)電機組開始參與供電。所述超級電容與雙向DC/DC變換器、 DSP控制器、能耗電路組成回收勢能輔助動力源，超級電容經(jīng)雙向DC/DC變 換器并聯(lián)到直流母線的穩(wěn)壓電容上，DSP控制器與雙向DC/DC變換器及能耗 電路連接，能耗電路與直流母線并聯(lián)。所述能耗電路由動態(tài)緩沖器和能耗電 阻組成，所述動態(tài)緩沖器與DSP控制器連接并通過能耗電阻與直流母線并聯(lián)。 工作原理內(nèi)燃發(fā)電機組從空載啟動開始給超級電容充電，當(dāng)超級電容 充電到一定程度停止充電，進入發(fā)電機組與超級電容協(xié)調(diào)工作階段。當(dāng)起升 電動機處于能量回饋狀態(tài)時，能量由直流母線經(jīng)雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器對超級 電容充電。此時實時檢測直流母線電壓與超級電容電壓。當(dāng)超級電容電壓超 過設(shè)定最高值而直流母線電壓繼續(xù)上升時，認為電容能量已充滿，多余勢能轉(zhuǎn)由動態(tài)緩沖器(能耗電路)消耗掉。當(dāng)各機構(gòu)處于能量消耗狀態(tài)時，由超級電容經(jīng)雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器給各機構(gòu)工作電機供電。發(fā)電機組與直流母線 連接處有功率整流管保證超級電容放電電流無法流回發(fā)電才幾組而全部供給工 作機構(gòu)。此時實時檢測直流母線電壓與超級電容電壓。當(dāng)超級電容電壓低于 設(shè)定的最低值而直流母線電壓繼續(xù)下降時，認為電容能量已放光，工作機構(gòu) 轉(zhuǎn)由發(fā)電機組供電繼續(xù)工作。DSP控制器監(jiān)測直流母線電壓的變化情況，當(dāng) 起升機構(gòu)電機再生反饋電能引起直流母線電壓上升時，超級電容進入充電狀 態(tài)，隨著超級電容的不斷充電，其端電壓上升，超級電容吸收了起升機構(gòu)反 饋的再生能量。當(dāng)工作機構(gòu)處于需要供能動作時，工作機構(gòu)電機工作導(dǎo)致直 流母線電壓下降，超級電容放電，隨著超級電容不斷放電，其端電壓下降， 超級電容儲存的電能逐步釋放。設(shè)置超級電容組成的回收勢能輔助動力源可以減小內(nèi)燃機的功率配置， 讓其始終工作在額定的高效區(qū)域附近，燃料燃燒充分，既減少廢氣排放又降 低整機噪聲污染，同時能耗電阻基本不發(fā)熱，減少對環(huán)境造成的熱污染。采 用的超級電容是一種新型儲能元件，儲能過程是可逆的，其電容量可高達法 拉級甚至上萬法拉，能夠?qū)崿F(xiàn)快速大電流充放電，并比蓄電池具有更高的功 率密度(可達1,000W/kg數(shù)量級)和更長的循環(huán)使用壽命(充放電次數(shù)可達100 萬次)，同時可在低溫等極端惡劣的環(huán)境中使用，并且無環(huán)境污染。超級電容 經(jīng)雙向DC/DC變換器并聯(lián)到直流母線上，實現(xiàn)超級電容與發(fā)電機組共同為系 統(tǒng)供電。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作任何 形式上的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何筒單修 改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種帶有回收勢能輔助動力源的輪胎臂架式起重機，包括起重機的起升機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、變幅機構(gòu)和行走機構(gòu)及動力機構(gòu)，所述動力機構(gòu)由內(nèi)燃發(fā)電機組發(fā)電，提供用于驅(qū)動起升機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、變幅機構(gòu)和行走機構(gòu)工作動力；將超級電容并聯(lián)在直流總線上，在根據(jù)直流母線電壓的變化進行充電、放電，做為另一個動力源為各工作機構(gòu)提供動力；當(dāng)各工作機構(gòu)處于制動狀態(tài)時，反饋電能給超級電容，超級電容不斷得到反饋的能量進行充電；當(dāng)工作機構(gòu)需要動力時，超級電容不斷地釋放電能，隨著超級電容不斷放電，其端電壓下降，直流總線電壓跟著下降，當(dāng)電壓低于柴油發(fā)電機組的電源整流電壓時，柴油發(fā)電機組開始參與供電，其特征是所述超級電容與雙向DC/DC變換器、DSP控制器、能耗電路組成回收勢能輔助動力源，超級電容經(jīng)雙向DC/DC變換器并聯(lián)到直流母線的穩(wěn)壓電容上，DSP控制器與雙向DC/DC變換器及能耗電路連接，能耗電路與直流母線并聯(lián)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有回收勢能輔助動力源的輪胎臂架式起重 機，其特征是所述能耗電路由動態(tài)緩沖器和能耗電阻組成，所述動態(tài)緩沖 器與DSP控制器連接，動態(tài)緩沖器通過能耗電阻與直流母線并聯(lián)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有回收勢能輔助動力源的輪胎臂架式起重 機，其特征是所述雙向DC/DC變換器由三個小功率雙向DC/DC變換器并 聯(lián)構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶有回收勢能輔助動力源的輪胎臂架式起重機，包括起重機的起升機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、變幅機構(gòu)和行走機構(gòu)及動力機構(gòu)，將超級電容并聯(lián)在動力機構(gòu)的直流總線上，其特征是所述超級電容與雙向DC/DC變換器、DSP控制器、能耗電路組成回收勢能輔助動力源，超級電容經(jīng)雙向DC/DC變換器并聯(lián)到直流母線的穩(wěn)壓電容上，DSP控制器與雙向DC/DC變換器及能耗電路連接，能耗電路與直流母線并聯(lián)。有益效果以內(nèi)燃-發(fā)電機組和超級電容為動力的雙動力源，利用超級電容組成的回收勢能輔助動力源，實現(xiàn)超級電容與發(fā)電機組共同為系統(tǒng)供電，有效改善輪胎臂架式起重機動力裝置平穩(wěn)性。節(jié)省能量，無噪音，還可以減少整機裝機容量，減小了對起重機電力系統(tǒng)的沖擊。
文檔編號B66C23/00GK101293621SQ200810053540
公開日2008年10月29日 申請日期2008年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月17日
發(fā)明者余紅飛, 周新民, 張明江, 勛 李, 華 李, 李志俊, 明 杜, 王旺生, 董明望, 陳永安, 黃力軍 申請人:天津港(集團)有限公司;武漢理工大學(xué);中國長江航運集團紅光港機廠