CN201312136Y - 轮胎吊转场过街用静态微型电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轮胎吊转场过街用静态微型电站，所述微型电站设置在轮胎吊上，其电源端子连接轮胎吊的电接头，在所述微型电站中设置有蓄电设备，当轮胎吊在场内通过电接头连接供电轨道时，所述蓄电设备通过电源端子接收来自供电轨道的电能并进行存储；当轮胎吊转场过街时，所述蓄电设备将存储的电能通过电源端子输出至轮胎吊，以驱动其运行。本实用新型的微型电站在轮胎吊场内运行时作为储能设备接收来自场内供电轨道输出的电流，并进行储存，进而在轮胎吊转场过街时作为供电设备将储存的电能转换为供电电源，为轮胎吊的运行提供动力，从而彻底地淘汰了柴油发电机组，达到了显著的节能减排效果。

Description

轮胎吊转场过街用静态微型电站

技术领域

本实用新型属于供电设备技术领域，具体地说，是涉及一种港口码头轮胎吊转场过街用静态微型电站。

背景技术

轮胎吊也称为轮胎式集装箱龙门起重机，是一种用于集装箱码头堆场进行集装箱装卸的专用设备，也可以作为一般堆场用的起重机运输机械，由八只橡胶轮胎支撑，采用柴油发电机组或者岸电供电，经交流变频后作为机器的驱动动力。

传统的港口码头用轮胎吊在吊运集装箱时使用柴油发电机作为动力源驱动其运行。由于柴油发电机组的能源有效利用率相对比较低、油耗大，对环境有较严重的噪音和废气污染，且后期维护成本高，因此，在全球倡导绿色环保及原油价格大幅飙升的背景下，集装箱码头机械“油改电”技术应运而生。“油改电”是将轮胎吊的工作动力由柴油发电机组改为市电驱动的工程，一般采用在轮胎吊的运行场内设置供电轨道，进而通过轨道电刷向轮胎吊输出电能的方式来驱动其运行，从而达到了节能减排的目的。

在对码头轮胎吊的动力源进行“油改电”之后，仍然存在一个问题，就是轮胎吊在转场过街时不能直接用电能作为动力，仍然需要使用柴油发电机作为动力进行转场过街，从而达不到彻底淘汰柴油发电机和实现直接用电的目的。

因此，如何使轮胎吊在转场过街时直接用电做动力，而不是用柴油发电机做动力，是港口码头目前亟待解决的主要问题之一。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有港口码头轮胎吊在转场过街时仍需要使用柴油发电机提供动力源的问题，提供了一种轮胎吊转场过街用静态微型电站，为轮胎吊在转场过街时提供电能，从而彻底淘汰柴油发电机，实现真正意义上的电力驱动任务。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种轮胎吊转场过街用静态微型电站，所述微型电站设置在轮胎吊上，其电源端子连接轮胎吊的电接头，在所述微型电站中设置有蓄电设备，当轮胎吊在场内通过电接头连接供电轨道时，所述蓄电设备通过电源端子接收来自供电轨道的电能并进行存储；当轮胎吊转场过街时，所述蓄电设备将存储的电能通过电源端子输出至轮胎吊，以驱动其运行。

其中，所述电接头可以根据供电轨道的电接头的类型选择与其配套的电插头或者电插座实现。

优选的，所述微型电站安装在轮胎吊的横梁上，优选安装在原柴油发电机安装的位置处。

进一步的，在所述微型电站中包含有充电器、逆变器和控制系统；其中，所述充电器通过电源端子接收来自场内供电轨道输出的交流电，将其转换为直流电输出至蓄电设备对其充电；所述逆变器接收蓄电设备输出的直流电，将其转换为交流电，在轮胎吊转场过街时通过电源端子输出至轮胎吊为其供电；所述控制系统分别与所述的充电器和逆变器相连接，对所述充电器和逆变器进行开关控制。

又进一步的，在所述微型电站中还包含有一互锁装置，其公共端连接所述的电源端子，其中一组选通端与所述充电器的输入端对应连接，另一组选通端与所述逆变器的输出端对应连接。

再进一步的，在所述控制系统中包含有一控制器和一开关电源模块，所述开关电源模块的输入端连接所述的蓄电设备，将蓄电设备输出的直流高压转换为低压直流电，输出至所述的控制器，为控制器供电。

更进一步的，在所述控制系统中还包含有电量检测模块、充电电流电压检测模块和输出电流电压检测模块；所述电量检测模块连接所述的蓄电设备，检测蓄电设备的剩余电量，并将检测结果输出至所述的控制器；所述充电电流电压检测模块连接在所述充电器的输出端，对输入到蓄电设备的充电电流和电压值进行检测，并将检测结果输出至所述的控制器；所述输出电流电压检测模块连接在所述逆变器的输出端，对逆变输出的电流和电压值进行检测，并将检测结果输出至所述的控制器；所述控制器与计量显示模块相连接，将接收到的检测结果传输至所述的计量显示模块输出显示。

其中，所述蓄电设备可以采用由多个蓄电池串联组成的蓄电池组构成。

优选的，所述计量显示模块安装在轮胎吊的控制室里，以方便操作人员及时地了解微型电站的各项参数。

为了方便更换蓄电池组，将所述蓄电设备安装在电池柜里，充电器、逆变器、互锁装置和控制系统安装在主机柜里，并采用可方便拆装的连接结构设置在所述的电池柜和主机柜上，以方便两个机柜的拆卸和安装。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的微型电站在轮胎吊场内运行时作为储能设备接收来自场内供电轨道输出的电流，并进行储存，进而在轮胎吊转场过街时作为供电设备将储存的电能转换为供电电源，为轮胎吊的运行提供动力，从而彻底地淘汰了柴油发电机组，达到了显著的节能减排效果，不仅降低了运行成本，而且保护了环境，对于建设绿色港口具有重要的意义。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本实用新型所提出的微型电站在轮胎吊上的安装位置的一种实施例的结构示意图；

图2是图1所示微型电站内部电路的一种实施例的电路原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细地描述。

本实用新型运用逆变技术和蓄能技术设计微型电站，通过将所述微型电站固定在轮胎吊上随轮胎吊的运行而移动，并在其内部设置蓄电设备，当轮胎吊在场内靠与供电轨道连接通电工作时，通过供电轨道输出的交流网电同时为微型电站充电；当轮胎吊脱离供电轨道转场过街时，微型电站将其内部蓄电设备存储的直流电能转变成三相交流电给轮胎吊供电，驱动轮胎吊的行走电机运转实现轮胎吊的转场过街。转场后轮胎吊又接通供电轨道，使用来自供电轨道的交流电驱动，同时再次为微型电站充电，周而复始地实现转场过街不用柴油发电机的目的。

下面以一个具体的实施例来详细阐述所述微型电站的组成结构。

实施例一，在本实施例中，所述微型电站2固定安装在轮胎吊上，优选固定在轮胎吊的横梁1上原柴油发电机组安装的位置处，如图1所示，以替换原来的柴油发电机组为轮胎吊的转场过街提供动力。

为了方便给微型电站充电，并在轮胎吊脱离场内供电轨道运行时向轮胎吊输出供电，将所述微型电站的电源端子与轮胎吊的电接头相连接，即与轮胎吊中连接电接头的电源线相连接。当轮胎吊在场内通过电接头连接供电轨道时，微型电站中的蓄电设备通过电源端子接收来自供电轨道的电能并进行存储；当轮胎吊转场过街时，将蓄电设备储存的电能转换为三相交流电，进而通过电源端子输出至轮胎吊，以为其运行提供动力。

其中，所述电接头可以是电插头或者电插座，具体根据供电轨道的电接头的类型来选择与其配套的接头类型。即当供电轨道的电接头为电插座时，则选择电插头作为轮胎吊的电接头；而当供电轨道的电接头采用电插头形式时，则应选择与其配套的电插座作为轮胎吊的电接头，以方便轮胎吊与供电轨道的插接供电。

图2为所述微型电站内部电路的一种具体组成结构，包括充电器、逆变器、蓄电设备、控制系统和互锁装置等主要组成部分。其中，蓄电设备可以具体采用由多个蓄电池串联组成的蓄电池组构成，以存储直流电能。所述蓄电设备的电源端分别与充电器的输出端和逆变器的输入端对应连接，充电器的输入端和逆变器的输出端则分别与互锁装置的两组选通端一一对应连接，所述互锁装置的公共端则连接所述微型电站的电源端子。

当轮胎吊在场内运行时，互锁装置选通其公共端与连接充电器的那一组选通端的连接通路，进而使充电器可以通过电源端子提取来自供电轨道的交流电压，将其转换为直流电能后为蓄电池组快速充电蓄能；当轮胎吊转场过街时，充电器不再工作，而改由逆变器工作，此时互锁装置切换其开关通道，将其公共端与连接逆变器的那一组选通端连通，进而将蓄电池组输出的直流电能瞬间转换为与网电相同幅值及频率的交流电压(比如380V三相四线制交流电压)为轮胎吊供电，达到大车行走转场过街及夜间照明的目的。

上述充电器、逆变器和蓄电池组的工作状态均由控制系统自动控制完成，即通过控制系统输出的控制信号来实现对充电器、逆变器的工作时序控制以及蓄电池组与充电器、逆变器之间的通断控制。具体来讲，在所述控制系统中包含有控制器、开关电源模块、电量检测模块、充电电流电压检测模块和输出电流电压检测模块等主要组成部分。其中，开关电源模块的输入端连接所述的蓄电池组，将蓄电池组输出的直流高压转换为直流低压，输出至控制器，为控制器提高直流工作电源。通过对蓄电池组剩余电量的最小值进行限定，从而保证蓄电池组中的电量不会完全耗尽，这样可以确保控制器始终处于上电运行状态，以实时监测轮胎吊的电接头是否与供电轨道脱离，从而及时地对所述充电器、逆变器和蓄电池组的工作状态进行切换。所述的电量检测模块连接蓄电设备，检测蓄电池组的剩余电量以及工作状态(即是处于充电状态还是放电状态)，并将检测结果输出至所述的控制器。所述充电电流电压检测模块连接在充电器的输出端，对输入到蓄电池组的充电电流和电压值进行检测，并将检测结果输出至所述的控制器。所述控制器根据该检测结果同时可以判断出此时轮胎吊的电接头是否与供电轨道接通；若接通，则通过充电器的输出端有电流输出，此时，控制器输出控制信号一方面连通蓄电池组与充电器的通路，另一方面切断蓄电池组与逆变器的连接通路，并控制逆变器进入不工作状态；若轮胎吊的电接头脱离了供电轨道，则通过充电器的输出端没有电流输出，此时，控制器立即关闭充电器，连通蓄电池组与逆变器的连接通路，并控制逆变器延时5秒钟后开始工作，将蓄电池组输出的高压直流电逆变生成高压交流电，通过互锁装置输出至轮胎吊的电接头连线上，为轮胎吊继续提供运行或照明电力。所述输出电流电压检测模块连接在所述逆变器的输出端，对逆变输出的电流和电压值进行检测，并将检测结果输出至所述的控制器。为了方便操作人员及时地了解微型电站的各项参数，在轮胎吊的控制室里可以安装一个计量显示模块。所述计量显示模块与控制器相连接，显示控制器接收到的各项检测结果。

所述互锁装置可以根据其选通端的通断电状态自动切换其开关通路，实现对输入与输出电的互锁。

通过在轮胎吊上安装上述的微型电站，在轮胎吊转场过街时只需要把轮胎吊本身与供电轨道连接的电接头拔开即可方便地切换至微型电站供电模式。

为了方便更换蓄电池组，每台微型电站由两个机柜组成：一个电池柜，另一个主机柜。电池柜内置蓄电池组，其余部件设置在主机柜里。机柜具有隔热、防雨、防腐、防酸、防尘等功能。电池柜与主机柜之间设置可方便拆装的连接结构，以方便两个机柜的拆卸替换。

当然，以上所述仅是本实用新型的一种优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1、一种轮胎吊转场过街用静态微型电站，其特征在于：所述微型电站设置在轮胎吊上，其电源端子连接轮胎吊的电接头，在所述微型电站中设置有蓄电设备，当轮胎吊在场内通过电接头连接供电轨道时，所述蓄电设备通过电源端子接收来自供电轨道的电能并进行存储；当轮胎吊转场过街时，所述蓄电设备将存储的电能通过电源端子输出至轮胎吊，以驱动其运行。

2、根据权利要求1所述的轮胎吊转场过街用静态微型电站，其特征在于：所述电接头为电插头或者电插座。

3、根据权利要求1所述的轮胎吊转场过街用静态微型电站，其特征在于：在所述微型电站中包含有充电器、逆变器和控制系统；其中，所述充电器通过电源端子接收来自场内供电轨道输出的交流电，将其转换为直流电输出至蓄电设备对其充电；所述逆变器接收蓄电设备输出的直流电，将其转换为交流电，在轮胎吊转场过街时通过电源端子输出至轮胎吊为其供电；所述控制系统分别与所述的充电器和逆变器相连接，对所述充电器和逆变器进行开关控制。

4、根据权利要求3所述的轮胎吊转场过街用静态微型电站，其特征在于：在所述微型电站中还包含有一互锁装置，其公共端连接所述的电源端子，其中一组选通端与所述充电器的输入端对应连接，另一组选通端与所述逆变器的输出端对应连接。

5、根据权利要求3或4所述的轮胎吊转场过街用静态微型电站，其特征在于：在所述控制系统中包含有一控制器和一开关电源模块，所述开关电源模块的输入端连接所述的蓄电设备，将蓄电设备输出的直流高压转换为低压直流电，输出至所述的控制器，为控制器供电。

6、根据权利要求5所述的轮胎吊转场过街用静态微型电站，其特征在于：在所述控制系统中还包含有电量检测模块、充电电流电压检测模块和输出电流电压检测模块；所述电量检测模块连接所述的蓄电设备，检测蓄电设备的剩余电量，并将检测结果输出至所述的控制器；所述充电电流电压检测模块连接在所述充电器的输出端，对输入到蓄电设备的充电电流和电压值进行检测，并将检测结果输出至所述的控制器；所述输出电流电压检测模块连接在所述逆变器的输出端，对逆变输出的电流和电压值进行检测，并将检测结果输出至所述的控制器；所述控制器与计量显示模块相连接，将接收到的检测结果传输至所述的计量显示模块输出显示。

7、根据权利要求6所述的轮胎吊转场过街用静态微型电站，其特征在于：所述计量显示模块安装在轮胎吊的控制室里。

8、根据权利要求6所述的轮胎吊转场过街用静态微型电站，其特征在于：所述蓄电设备由蓄电池组连接构成。

9、根据权利要求4所述的轮胎吊转场过街用静态微型电站，其特征在于：所述蓄电设备设置在电池柜里，充电器、逆变器、互锁装置和控制系统安装在主机柜里。

10、根据权利要求1所述的轮胎吊转场过街用静态微型电站，其特征在于：所述微型电站安装在轮胎吊的横梁上。

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