CN104555742A - 一种混合动力电气控制系统、吊车及工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种混合动力电气控制系统、吊车及工作方法，本混合动力电气控制系统，包括：内设有蓄电池的电池电力控制单元，所述电池电力控制单元适于在重物下降时，将起升机构中的起升电机转动获得的电能存储于所述蓄电池中，且在重物提升时，将电能释放；本发明的有效的降低了发电机功率，减少了发电机的噪音污染以及废气排放，节约了发电机的运行成本；并且，当安装于RTG上后，便于RTG灵活转场作业。
Description
技术领域
本发明涉及一种能源利用领域，尤其涉及一种RTG的混合动力电气控制系统。
背景技术
常规RTG（轮胎吊）采用柴油机发电作为系统的动力来源，使用方便，运行灵活。可在整个码头的各个堆场内作业，因此被集装箱码头大量使用。
由于能源价格不断上涨，装卸成本攀升，常规RTG的油改电，在国内很多码头已经或即将改造。RTG直接用码头电源供电，极大减少了柴油消耗和废气排放。但由于电缆长度和滑触线的位置限制，电RTG无法具有原油RTG那样自由地在各个场地之间穿插的灵活性。为了方便码头生产作业，需要一种好的解决方法，来配合工作需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种混合动力电气控制系统，以解决降低吊车工作时，柴油消耗的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种混合动力电气控制系统，包括：内设有蓄电池的电池电力控制单元，所述电池电力控制单元适于在重物下降时，将起升机构中的起升电机转动获得的电能存储于所述蓄电池中；且在重物提升时，将电能释放。
优选的，为了更好的实现充放电控制，所述电池电力控制单元包括：PLC控制器以及与所述蓄电池相连的充放电模块；在重物下降时，所述PLC控制器控制充放电模块将起升电机转动获得的电能存储于所述蓄电池中；在重物提升时，所述PLC控制器控制充放电模块与发电机共同提供所述起升电机转动所需电能，或所述PLC控制器控制充放电模块提供所述起升电机转动所需电能。
优选的，所述混合动力电气控制系统还包括：升压模块，该升压模块适于将发电机经过整流模块的直流电压输入至吊车中各电机。
优选的，为了实现对蓄电池监控，并且有效的切换供电方式，所述混合动力电气控制系统还包括：由所述PLC控制器控制的切换开关，以及适于检测电池电量的电池监视器；在重物提升时，若电池监视器检测蓄电池电量不足，则PLC控制器控制切换开关切换成发电机供电；若电池监视器检测蓄电池电量充足，则PLC控制器控制切换开关切换成电池电力控制单元与发电机共同供电或电池电力控制单元单独供电给起升电机。
又一方面，本发明还提供了一种吊车，以解决降低吊车工作时，柴油消耗的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种吊车，包括：起升机构，混合动力电气控制系统，所述混合动力电气控制系统，包括：内设有蓄电池的电池电力控制单元，所述电池电力控制单元适于在重物下降时，将所述起升机构中的起升电机转动获得的电能存储于所述蓄电池中，且在重物提升时，将电能释放，以减少起升电机对发电机的依赖。
第三方面，本发明还提供了一种混合动力电气控制系统的工作方法，以解决降低吊车工作时，柴油消耗的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种混合动力电气控制系统的工作方法，包括：当重物下降时，将起升机构中的起升电机转动获得的电能存储于一蓄电池中。
优选的，所述工作方法还包括：当重物提升时，由蓄电池与发电机共同提供所述起升电机转动所需电能，或由蓄电池提供所述起升电机转动所需电能。
优选的，所述混合动力电气控制系统包括：内设有蓄电池的电池电力控制单元，所述电池电力控制单元适于在重物下降时，将起升机构中的起升电机转动获得的电能存储于所述蓄电池中，且在重物提升时，将电能释放。
优选的，为了更好的实现充放电控制，所述电池电力控制单元包括：PLC控制器以及与所述蓄电池相连的充放电模块；在重物下降时，所述PLC控制器控制充放电模块将起升电机转动获得的电能存储于所述蓄电池中；在重物提升时，所述PLC控制器控制充放电模块与发电机共同提供所述起升电机转动所需电能，或所述PLC控制器控制充放电模块提供所述起升电机转动所需电能。
优选的，为了实现对蓄电池监控，并且有效的切换供电方式，所述混合动力电气控制系统还包括：升压模块，该升压模块适于将发电机经过整流模块的直流电压输入至吊车中各电机；以及还包括：由所述PLC控制器控制的切换开关，以及适于检测电池电量的电池监视器；在重物提升时，若电池监视器检测蓄电池电量不足，则PLC控制器控制切换开关切换成发电机供电；若电池监视器检测蓄电池电量充足，则PLC控制器控制切换开关切换成电池电力控制单元与发电机共同供电或电池电力控制单元单独供电给起升电机。
本发明的有益效果是，本发明有效的降低了发电机功率，减少了发电机的噪音污染以及废气排放，节约了发电机的运行成本；并且，当安装于RTG上后，便于RTG灵活转场作业。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1示出了混合动力电气控制系统的原理框图；
图2示出了切换开关的连接框图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
本发明是利用发电机与电池电力系统组合的方式，当吊车的起升机构运行在下降阶段时，下降的能量（势能）给蓄电池充电，发电机此时仅仅供给整机的控制和辅助电源；而当起升机构工作在上升阶段时，所需要的能量将由蓄电池和发电机组共同提供，而其中以电池能量为主。这样发电机组将可以选用较小的柴油机组，将减小柴油的消耗。
实施例1
图1示出了混合动力电气控制系统的原理框图。
如图1所示，一种混合动力电气控制系统，包括：内设有蓄电池的电池电力控制单元，所述电池电力控制单元适于在重物下降时，将起升机构中的起升电机转动获得的电能存储于所述蓄电池中，且在重物提升时，将电能释放。
所述电池电力控制单元包括：PLC控制器以及与所述蓄电池相连的充放电模块；在重物下降时，所述PLC控制器控制充放电模块将起升电机转动获得的电能存储于所述蓄电池中；在重物提升时，所述PLC控制器控制充放电模块与发电机共同提供所述起升电机转动所需电能，或所述PLC控制器控制充放电模块提供所述起升电机转动所需电能。
所述混合动力电气控制系统还包括：升压模块，该升压模块适于将发电机经过整流模块的直流电压输入至吊车中各电机。各电机包括但不限于1个起升电动机，1个小车电动机，4个大车行走电动机。所述混合动力电气控制系统还可以连接与吊车的其他需要供电的模块电路中。
所述升压模块采用DC/DC模块，以及所述充放电模块内也包括DC/DC模块也适于提升输出电压。
图2示出了切换开关的连接框图。
如图2所示，所述混合动力电气控制系统还包括：由所述PLC控制器控制的切换开关，以及适于检测电池电量的电池监视器；在重物提升时，若电池监视器检测蓄电池电量不足，则PLC控制器控制切换开关切换成发电机供电给起升电机；若电池监视器检测蓄电池电量充足，则PLC控制器控制切换开关切换成电池电力控制单元与发电机共同供电或电池电力控制单元单独供电给起升电机。所述电池监视器包括与蓄电池相连的电压采集单元，以及与PLC控制器相连的触摸屏。蓄电池电量不足的定义为低于20%，蓄电池电量充足的定义20%以上。具体的，可以在电量为50%以上为电池电力控制单元单独供电给起升电机，电量在20%-50%之间时为电池电力控制单元与发电机共同供电。
具体的，所述切换开关包括开关K1和开关K2。当重物提升时，若电池监视器检测蓄电池电量充足，则开关K1与开关K2闭合，即由电池电力控制单元与发电机共同供电。可选的，也可以将开关K2闭合，即由电池电力控制单元单独供电给起升电机。若蓄电池电量不足，则开关K1闭合，则由所述升压模块提供发电机所产生的电能。在重物下降时，开关K2闭合，通过起升电机的转动（将势能转换为电能的过程）获得相应电能，并通过所述充放电模块对蓄电池继续充电。
本混合动力电气控制系统适于与起升机构配合以完成蓄电池的充电与放电。
所述发电机例如但不限于采用柴油发电机。
实施例2
如图1至图2所示，在实施例1基础上的一种吊车，所述吊车，包括：起升机构，混合动力电气控制系统，所述混合动力电气控制系统，包括：内设有蓄电池的电池电力控制单元，所述电池电力控制单元适于在重物下降时，将所述起升机构中的起升电机转动获得的电能存储于所述蓄电池中，且在重物提升时，将电能释放。
所述吊车包括但不限于可移动式吊车，例如：轮胎吊、履带吊、行吊等可移动式吊车，还可以是固定式吊车，例如：码头吊、塔吊、龙门吊。
可选的，在在重物下降时，吊车的整机的控制和辅助电源由发电机提供。
所述吊车还包括制动单元，该制动单元包括制动电阻，通过制动电阻对电机的转动产生制动效果。
如实施例1所述，吊车中的其他电机可分别接入变频器，用于调试控制。
实施例3
如图1至图2所示，在实施例1基础上的混合动力电气控制系统的工作方法，所述工作方法包括：当重物下降时，将起升机构中的起升电机转动获得的电能存储于一蓄电池中。
所述工作方法，还包括：当重物提升时，由蓄电池与发电机共同提供所述起升电机转动所需电能，或由蓄电池提供所述起升电机转动所需电能。
所述混合动力电气控制系统包括：内设有蓄电池的电池电力控制单元，所述电池电力控制单元适于在重物下降时，将起升机构中的起升电机转动获得的电能存储于所述蓄电池中，且在重物提升时，将电能释放。
所述电池电力控制单元包括：PLC控制器以及与所述蓄电池相连的充放电模块；在重物下降时，所述PLC控制器控制充放电模块将起升电机转动获得的电能存储于所述蓄电池中；在重物提升时，所述PLC控制器控制充放电模块与发电机共同提供所述起升电机转动所需电能，或所述PLC控制器控制充放电模块提供所述起升电机转动所需电能。
所述混合动力电气控制系统还包括：升压模块，该升压模块适于将发电机经过整流模块的直流电压输入至吊车中各电机；以及还包括：由所述PLC控制器控制的切换开关，以及适于检测电池电量的电池监视器；在重物提升时，若电池监视器检测蓄电池电量不足，则PLC控制器控制切换开关切换成发电机供电；若电池监视器检测蓄电池电量充足，则PLC控制器控制切换开关切换成电池电力控制单元与发电机共同供电或电池电力控制单元单独供电给起升电机。蓄电池电量不足的定义为低于20%，蓄电池电量充足的定义20%以上。具体的，可以在电量为50%以上为电池电力控制单元单独供电给起升电机，电量在20%-50%之间时为电池电力控制单元与发电机共同供电。
实施例2和3中与实施例1名称相同的模块、单元的具体实施方式参见实施例1中的相关内容，这里不再重复。
在本混合动力电气控制系统的具体实施过程中，发电机采用柴油发电机，该柴油发电机在原460KW基础上降低为160KW,柴油发电机的成本降低了60%。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种混合动力电气控制系统，其特征在于，包括：内设有蓄电池的电池电力控制单元，
所述电池电力控制单元适于在重物下降时，将起升机构中的起升电机转动获得的电能存储于所述蓄电池中；且在重物提升时，释放电能。
2.根据权利要求1所述的混合动力电气控制系统，其特征在于，所述电池电力控制单元包括：PLC控制器以及与所述蓄电池相连的充放电模块；
在重物下降时，所述PLC控制器控制充放电模块将起升电机转动获得的电能存储于所述蓄电池中；
在重物提升时，所述PLC控制器控制充放电模块与发电机共同提供起升电机转动所需电能，或
所述PLC控制器控制充放电模块提供起升电机转动所需电能。
3.根据权利要求2所述的混合动力电气控制系统，其特征在于，所述混合动力电气控制系统还包括：升压模块，该升压模块适于将发电机经过整流模块的直流电压输入至吊车中各电机。
4.根据权利要求3所述的混合动力电气控制系统，其特征在于，所述混合动力电气控制系统还包括：由所述PLC控制器控制的切换开关，以及适于检测电池电量的电池监视器；
在重物提升时，若电池监视器检测蓄电池电量不足，则PLC控制器控制切换开关切换成发电机供电；若电池监视器检测蓄电池电量充足，则PLC控制器控制切换开关切换成电池电力控制单元与发电机共同供电或由电池电力控制单元供电给起升电机。
5.一种吊车，其特征在于，包括：起升机构，混合动力电气控制系统，所述混合动力电气控制系统，包括：内设有蓄电池的电池电力控制单元，
所述电池电力控制单元适于在重物下降时，将所述起升机构中的起升电机转动获得的电能存储于所述蓄电池中；且在重物提升时，将电能释放。
6.一种混合动力电气控制系统的工作方法，包括：
当重物下降时，将起升机构中的起升电机转动获得的电能存储于一蓄电池中。
7.根据权利要求6所述的工作方法，其特征在于还包括：当重物提升时，由蓄电池与发电机共同提供所述起升电机转动所需电能，或
由蓄电池提供所述起升电机转动所需电能。
8.根据权利要求7所述的混合动力电气控制系统的工作方法，其特征在于，所述混合动力电气控制系统包括：内设有蓄电池的电池电力控制单元，
所述电池电力控制单元适于在重物下降时，将起升机构中的起升电机转动获得的电能存储于所述蓄电池中，且在重物提升时，将电能释放。
9.根据权利要求8所述的混合动力电气控制系统的工作方法，其特征在于，
所述电池电力控制单元包括：PLC控制器以及与所述蓄电池相连的充放电模块；
在重物下降时，所述PLC控制器控制充放电模块将起升电机转动获得的电能存储于所述蓄电池中；
在重物提升时，所述PLC控制器控制充放电模块与发电机共同提供所述起升电机转动所需电能，或
所述PLC控制器控制充放电模块提供所述起升电机转动所需电能。
10.根据权利要求9所述的混合动力电气控制系统的工作方法，其特征在于，
所述混合动力电气控制系统还包括：升压模块，该升压模块适于将发电机经过整流模块的直流电压输入至吊车中各电机；以及
还包括：由所述PLC控制器控制的切换开关，以及适于检测电池电量的电池监视器；
在重物提升时，若电池监视器检测蓄电池电量不足，则PLC控制器控制切换开关切换成发电机供电；若电池监视器检测蓄电池电量充足，则PLC控制器控制切换开关切换成电池电力控制单元与发电机共同供电或由电池电力控制单元供电给起升电机。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150429 |