CN201424341Y - 支持交流供电的起重机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种支持交流供电的起重机，包括交流电源接口、直流调速器和直流发电机，所述直流调速器的输入端连接交流电源接口，输出端通过第一开关连接直流电源输出端；所述第一开关在选择采用外部交流电源供电时受控导通，利用直流调速器将输入的外部交流电压转换为直流电压通过所述直流电源输出端输出给后级机构供电；所述直流发电机的输出端通过第二开关连接所述的直流电源输出端。本实用新型通过对现有柴油起重机的内部电源电路进行改造，使其具备接收外部交流电源供电，进而转换为直流电源代替柴油机-发电机机组为起重机内部机构供电的能力，从而可以大幅度减少燃油的消耗和废气的排放，降低故障率和工作噪音。

Description

支持交流供电的起重机

技术领域

本实用新型属于起重机技术领域，具体地说，是涉及一种可采用外部交流电源为起重机内部机构供电的技术。

背景技术

随着国家能源工作的重点逐渐向节能减排方向转移，对清洁能源的研究和使用就显得越来越重要。港口作为能源消耗和废气排放的大户在这方面首当其冲，内燃机成为改造的重点。

在港口和码头的集装箱装卸过程中，轮胎起重机扮演着极其重要的角色。目前的轮胎起重机大多采用柴油机-发电机机组提供直流电源(320V)，分别驱动主勾、变幅、回转、行驶等工作机构进行货物的装卸作业。即采用柴油发动机驱动直流发电机运转，进而通过直流发电机输出直流电源为起重机内部的吊钩升降控制机构、吊杆起落控制机构、吊杆旋转控制机构和吊车行走控制机构等供电，以驱动起重机按照操作人员的要求运作。

在港口或者码头使用这种柴油起重机工作存在油耗大、故障多、噪音大、环境污染严重等诸多弊端，并且在车辆运行过程中影响司机对机械的监控。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有起重机采用柴油机-发电机机组提供直流电源存在油耗大、环境污染严重的问题，提供了一种可以支持交流供电的起重机，通过对现有起重机内部的电源电路进行改造，使其可以兼容接收外部提供的交流电源，进而转换为直流电源代替柴油机-发电机机组为起重机内部的机构供电，从而可以减少油耗和废气的排放，降低对环境的污染。

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：

一种支持交流供电的起重机，包括交流电源接口、直流调速器和直流发电机，所述直流调速器的输入端连接交流电源接口，输出端通过第一开关连接直流电源输出端；所述第一开关在选择采用外部交流电源供电时受控导通，利用直流调速器将输入的外部交流电压转换为直流电压通过所述直流电源输出端输出给后级机构供电；所述直流发电机的输出端通过第二开关连接所述的直流电源输出端。

进一步的，所述交流电源接口通过电源线连接降压变压器的初级，所述降压变压器的次级通过整流电路连接起重机内部的蓄电池。

为了对两种供电方式进行选择，使起重机在同一时刻只能选择采用外部交流电源供电方式或者内部柴油机-发电机机组供电方式中的一种来为其内部的各控制机构供电，以确保整机电路运行的安全性，本实用新型对所述第一开关和第二开关的设计形式提出了以下两种实现方式：

第一种是选用两个继电器的常开开关作为所述的第一开关和第二开关来设计起重机电源电路。具体来讲，即采用第一继电器的常开开关作为所述的第一开关，采用第二继电器的常开开关作为所述的第二开关，所述第一继电器、第二继电器和一单刀双掷开关构成互锁电路连接所述整流电路的输出端，利用整流电路输出的直流电压为互锁电路供电；在所述互锁电路中，单刀双掷开关的公共端连接所述整流电路输出端的其中一个端子，在单刀双掷开关的两个选择端与所述整流电路输出端的另外一个端子之间分别对应连接由第一继电器的常闭开关与第二继电器线圈组成的串联支路和由第二继电器的常闭开关与第一继电器线圈组成的串联支路。

第二种是采用一双刀双掷开关形成所述的第一开关和第二开关。其中，所述双刀双掷开关的两个公共端连接所述的直流电源输出端，其中一个方向的两个选择端与所述直流调速器的输出端对应连接，另外一个方向的两个选择端与所述直流发电机的输出端对应连接，通过选择双刀的投掷方向来实现所述的直流电源输出端要么与直流调速器连通，要么与直流发电机连通，进而实现对两种供电方式的选择。

为了避免电源线在起重机工作过程中缠绕，所述交流电源接口通过电源线连接中心滑环，进而通过所述中心滑环分别与直流调速器的输入端和降压变压器的初级相连接。

进一步的，连接在所述交流电源接口与中心滑环之间的电源线缠绕在电缆卷筒上。

又进一步的，所述直流调速器的输出端通过交流接触器连接中心滑环。

再进一步的，在所述降压变压器的初级连接有短路保护开关；在连接所述交流电源接口的电源线上串联有漏电保护开关。

更进一步的，所述直流调速器优选采用一个270A的大功率直流调速器，以满足对后级负载同时供电的要求。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型通过对现有柴油起重机的内部电源电路进行改造，使其具备接收外部交流电源供电，进而转换为直流电源代替柴油机-发电机机组为起重机内部机构供电的能力，从而可以大幅度减少燃油的消耗和废气的排放，达到降低环境污染的设计目的；与此同时，由于减少了对柴油发动机的使用，从而可以使得故障率和工作噪音大大减低，提高了起重机运行的可靠性。通过采用本实用新型的设计方式对目前正在使用的老式起重机进行改造，从而使得老式起重机摆脱了面临淘汰的窘境，并且改造成本极低，大大减轻了用户的负担。

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支持交流供电的起重机内部电源电路的一种实施例的电路原理图。

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。

为了对现有的老式起重机进行油电改造，使目前广泛运行在港口和码头的柴油起重机具备接收外部交流供电的能力，本实用新型在老式起重机现有电源电路的基础上增设了一个用于将外部提供的交流电压转换为起重机内部电路所需直流电压的大功率直流调速器，以及一组用于在新旧两种供电方式之间进行唯一选择的开关电路。当起重机操作员选择采用外部交流供电方式时，可以控制连接在直流调速器输出端的第一开关导通，将直流调速器转换输出的直流电压输出至后级电路，为控制机构供电；而当操作员选择采用柴油发电机组供电时，则可以控制连接在直流发电机输出端的第二开关闭合，进而回复原有的供电方式。

下面通过一个具体的实施例来详细阐述所述起重机电源电路的具体组成结构及其工作原理。

实施例一，参见图1所示，本实施例为了简化电路结构，采用一个270A的大功率直流调速器来实现外部交流供电到内部控制机构所需直流电压的转换，以满足起重机内部主勾、变幅、回转等控制机构的工作要求。由于工作在港口和码头的轮胎起重机大都采用岸电电源提供交流供电，受电缆线长度的限制，最好采用起重机原有的柴油发电机组为其内部的行驶机构供电，以方便起重机在各场地间的自由转场运行；而起重机内部的其他各控制机构的运行大都发生在某一个固定的工作场内，因此可以通过在场内预先铺设供电导轨，利用岸电电源实现对起重机的供电。

当起重机采用外部岸电电源供电时，将起重机的交流电源接口(比如一个三相四线制插头L1、L2、L3、N)与外部的岸电电源相连接，交流电源接口通过交流接触器KM1连接直流调速器的输入端，将岸电电源提供的380V交流电压转换成直流电压通过第一开关K10传输至直流电源输出端Vout，如图1所示。将连接交流电源接口的电源线缠绕在电缆卷筒上，并通过中心滑环XR7～XR10连接起重机的内部电路，以防止电源线在起重机工作过程中缠绕，阻碍起重机的正常运行。

为了使用外部岸电电源对起重机内部的蓄电池充电蓄能，在起重机的内部电源电路中还设计有一降压变压器T2和整流电路B3。所述降压变压器T2的初级通过短路保护开关Q14连接电源线中的地线和其中一路交流电源线，将交流高压转换为交流低压(比如交流24V)，通过变压器T2的其中一路次级连接整流电路B3的输入端，通过整流电路B3实现交流电压到直流电压的转换，进而输出至蓄电池，为蓄电池充电。

为了使起重机在同一时刻只能选择其中一种供电方式供电，即要么采用外部岸电电源供电，要么采用内部柴油机-发电机机组供电，本实施例对连接在直流调速器输出端和直流发电机输出端的第一开关K10和第二开关K9进行了特殊设计，使其中一个开关闭合时，另外一个开关断开，以确保整机电路运行的安全性。

作为其中一个实施例，所述第一开关K10和第二开关K9可以分别采用两个继电器的常开开关实现，通过设计互锁电路来实现在同一时刻仅可以有一路开关闭合的设计目的。

如图1所示，在所述互锁电路中包括继电器K9、K10和一油电转换开关，利用整流电路B3输出的低压直流电为其供电。在本实施例中，所述油电转换开关可以具体采用一个单刀双掷开关K实现。所述单刀双掷开关K的公共端com连接整流电路B3的正极输出端+，其中一个选择端a通过由第一继电器K10的常闭开关和第二继电器K9线圈组成的串联支路连接整流电路B3的负极-，另外一个选择端b通过由第二继电器K9的常闭开关与第一继电器K10线圈组成的串联支路连接整流电路B3的负极-。

当起重机行驶时，采用柴油发电机组为起重机内部的行驶机构供电，将单刀双掷开关K的公共端com与选择端a连通。此时，第二继电器K9得电吸合，其常开开关闭合，常闭开关断开，第一继电器K10断电，柴油发动机驱动直流发电机运转，输出直流电压通过直流电源输出端Vout输出给行驶机构，控制行驶机构上电运行。

当起重机到达工作场区后，操作员可以采用场区内铺设的岸电电源为起重机供电。此时，将交流电源接口与岸电电源连接，闭合交流接触器KM1，将单刀双掷开关K的公共端com与选择端b连通。此时，第一继电器K10得电吸合，其常开开关闭合，常闭开关断开，第二继电器K9断电，直流调速器将引入的外部交流电源转换为直流电压，通过直流电源输出端Vout输出给主勾、变幅或者回转机构供电，以控制起重机的吊钩或者吊杆运转，实现对货物的装卸作业。

当然，所述的第一开关K10和第二开关K9也可以采用其他电路结构实现，比如可以采用一个双刀双掷开关连接在直流发电机和直流调速器的输出端，来实现对供电方式的选择，图中未示出。具体来讲，可以将双刀双掷开关的两个公共端分别与直流电源输出端Vout对应连接，其中一个方向的两个选择端与直流调速器的输出端对应连接，另外一个方向的两个选择端与直流发电机的输出端对应连接，通过选择双刀的投掷方向来实现所述的直流电源输出端要么与直流调速器连通，要么与直流发电机连通，进而实现对两种供电方式的唯一选择。本实施例并不仅限于以上两种举例。

为了保护起重机，在连接交流电源接口的电源线中优选串联漏电保护开关，使电路在发生漏电故障时，可以及时切断起重机内部电路与外部岸电电源的连接，以确保起重机内部电路运行的安全性。

为了方便操作员对起重机内部电路的监控，可以在直流电源输出端Vout的正极连线上串联电流表，在直流电源输出端Vout之间并联电压表，通过检测电源电路输出至后级各控制机构的电流值和电压值来实现操作员对起重机内部电路运行状况的实时监控。

通过对现有的老式起重机进行上述油电改造，可以在花费极低改造成本的前提下，大幅度减少燃油的消耗和废气的排放，降低故障率和工作噪音，对保护大气环境和改善工人的工作环境具有积极的意义。

当然，以上所述仅是本实用新型的一种优选实施方式，应当指出的是，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、一种支持交流供电的起重机，其特征在于：包括交流电源接口、直流调速器和直流发电机，所述直流调速器的输入端连接交流电源接口，输出端通过第一开关连接直流电源输出端；所述第一开关在选择采用外部交流电源供电时受控导通，利用直流调速器将输入的外部交流电压转换为直流电压通过所述直流电源输出端输出给后级机构供电；所述直流发电机的输出端通过第二开关连接所述的直流电源输出端。

2、根据权利要求1所述的支持交流供电的起重机，其特征在于：所述交流电源接口通过电源线连接降压变压器的初级，所述降压变压器的次级通过整流电路连接起重机内部的蓄电池。

3、根据权利要求2所述的支持交流供电的起重机，其特征在于：所述第一开关为第一继电器的常开开关，所述第二开关为第二继电器的常开开关，所述第一继电器、第二继电器和一单刀双掷开关构成互锁电路连接所述整流电路的输出端，利用整流电路输出的直流电压为互锁电路供电；在所述互锁电路中，单刀双掷开关的公共端连接所述整流电路输出端的其中一个端子，在单刀双掷开关的两个选择端与所述整流电路输出端的另外一个端子之间分别对应连接由第一继电器的常闭开关与第二继电器线圈组成的串联支路和由第二继电器的常闭开关与第一继电器线圈组成的串联支路。

4、根据权利要求1所述的支持交流供电的起重机，其特征在于：所述第一开关和第二开关由一双刀双掷开关形成，所述双刀双掷开关的两个公共端连接所述的直流电源输出端，其中一个方向的两个选择端与所述直流调速器的输出端对应连接，另外一个方向的两个选择端与所述直流发电机的输出端对应连接。

5、根据权利要求1至4中任一项所述的支持交流供电的起重机，其特征在于：所述交流电源接口通过电源线连接中心滑环，进而通过所述中心滑环分别与直流调速器的输入端和降压变压器的初级相连接。

6、根据权利要求5所述的支持交流供电的起重机，其特征在于：连接在所述交流电源接口与中心滑环之间的电源线缠绕在电缆卷筒上。

7、根据权利要求5所述的支持交流供电的起重机，其特征在于：所述直流调速器的输出端通过交流接触器连接中心滑环。

8、根据权利要求5所述的支持交流供电的起重机，其特征在于：在所述降压变压器的初级连接有短路保护开关。

9、根据权利要求5所述的支持交流供电的起重机，其特征在于：在连接所述交流电源接口的电源线上串联有漏电保护开关。

10、根据权利要求5所述的支持交流供电的起重机，其特征在于：所述直流调速器为270A大功率直流调速器。

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