CN201690257U - 车载转场势能回收装置 - Google Patents

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安国利
李树杰
张毅
计伟
邓永宁
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BEIJING ZHONGZHIWANG TECHNOLOGY Co Ltd
TIANJIN ORIENT CONTAINER TERMINALS CO Ltd
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Abstract

本实用新型提供一种车载转场势能回收装置,该装置包括有相互电连接的逆变电源、接触器、变频器、电池组,该装置经过接触器与起重机起升机构的变频器直流母排相连,该装置的逆变电源与车载电瓶转场装置相连;该装置的直流端和输出端两端分别设有电容及直流电压检测装置,同时这两端正极线路上的正极电路上有两组方向相反的并联线路,并连接有电流检测装置。本实用新型的效果是使RTG有效利用了起升机构的势能,使机车整体电耗明显下降,解决了起升机构势能浪费问题和困扰油改电后RTG的转场问题,回收的电能有效的用于重物起升及转场操作。该装置响应速度与原状况基本相同,充分利用了RTG的原有设备,安全可靠,维护方便,低噪音,低成本,无排放,绿色环保,高效节能。

Description

车载转场势能回收装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种将势能转化为电能,并用电瓶组储存起来,用于起升和转场 的车载转场势能回收装置。
背景技术
[0002] 通常轮胎式集装箱龙门起重机(简称RTG)通过能耗电阻将主卷向下的势能转变 为热能消耗掉,造成浪费。“油改电”后,使用车载电瓶转场的双动力驱动RTG,有效解决了 对“柴油发动机_发电机”的依赖,实现了绿色环保。
[0003] 由于轮胎式集装箱龙门起重机(RTG) “油改电”后,在过街转场过程中,目前已采用 车载电瓶转场的方式,有效利用了市电作业,又彻底放弃了发动机,实现了低成本,免维护, 低噪音,无排放,绿色环保,但现方案仍存在以下弊端:
[0004] 一,起升机构是RTG的主要机构,使用频率最高,能耗消耗最大,起升时所需电能 最高,对电网需求最大;下降时电机处于再生发电状态,势能转化为电能回馈给直流母线, 过高的直流电对系统是有害的,这部分电能通常通过机车配置的能耗电阻转化为热能释放 掉了,是一种浪费。
[0005] 二,使用车载电瓶转场的“双动力驱动” RTG虽然彻底放弃了发动机,实现了低成 本,免维护,低噪音,无排放,绿色环保,但电瓶始终处于充电状态,但是多余部分电能仍然 以热能形式通过系统制动电阻消耗。自身对电能也是一种消耗和浪费。
[0006] 在RTG电瓶车载转场装置的基础上急需研发一种势能回收装置,简称DC/DC。
发明内容
[0007] 针对现有技术中结构上的不足,本实用新型的目的是提供一种车载转场势能回收 装置,以利于达到回收起升机构下放重物的势能,将其用于对电瓶组的充电,电瓶在起升机 构提起重物时提供部分电能,并在转场时提供全部所需电能。
[0008] 为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案是提供一种车载转场势能回收装 置,该装置安装于起重机起升机构和车载电瓶转场装置的结构之中,其中:所述势能回收装 置包括有相互电连接的逆变电源、接触器、变频器、电池组,所述势能回收装置经过接触器 与起重机起升机构的变频器直流母排相连,所述势能回收装置的逆变电源与车载电瓶转场 装置相连;所述势能回收装置中与变频器直流母排相连的直流输入端为直流端,与车载电 瓶转场装置相连的一端为输出端,这两端分别设有电容C1、电容C2及直流电压检测装置 VF、直流电压检测装置VF0,同时这两端正极线路上的正极电路是由二极管D1、二极管D2与 晶体管Q1、晶体管Q2组成的两组方向相反的线路并联而成,该并联线路两端分别串联电抗 器L1、电抗器L2,所述输出端并联有由晶体管Q3与电阻R组成的电路,所述正极电路连接 有电流检测装置DCCT。
[0009] 本实用新型的效果是使RTG在彻底放弃了高成本;高维护费用;高污染的发动 机一发电机组供电方式的同时有效利用了起升机构的势能,使机车整体电能消耗明显下降,节能效果显著。从根本上解决了起升机构势能浪费问题和困扰油改电后RTG的转场问 题,回收的电能有效的用于重物起升及转场操作。由于电瓶作为电能回收的载体,既保证了 重物起升的动力,又保证了 RTG全场作业能力,其响应速度与原状况基本相同,同时增加费 用较少,充分利用了 RTG的原有设备,改动少,投入小,安全可靠,维护方便,实现了低成本, 免维护,低噪音,无排放,绿色环保,高效节能。
附图说明
[0010] 图1是本实用新型的DC/DC器件的原理图;
[0011] 图2是本实用新型的DC/DC总体原理图;
[0012] 图3是应用本实用新型DC/DC的市电工作时起升下降的电能流注图;
[0013] 图4是应用本实用新型DC/DC的市电工作时起升上升的电能流注图;
[0014] 图5是应用本实用新型DC/DC转场时电能流注图。
[0015] 图1中:C1,C2-电容;VF,VF0-直流电压检测装置;Dl,D2-二极管;Ql,Q2, Q3-IGBT ;LI, L2-电抗器;R-电阻;KM1-接触器;S1-空气开关;BT1-BT54-电瓶;E+-电源 正极;E-电源负极;
[0016] 图2中:AC460V-交流输入电压;AC/DC-整流器;M-接触器;辅助充电AC/DC-辅助 充电器;DC/DC-势能回收装置;辅变-辅助变压器;DC/AC-逆变电源。
具体实施方式
[0017] 结合附图及实施例对本实用新型的车载转场势能回收装置的结构加以说明。
[0018] 如图1所示,本实用新型的势能回收车载转场装置的势能回收装置,简称DC/DC, 主要结构为:该装置安装于起重机起升机构和车载电瓶转场装置的结构之中,所述DC/DC 包括有相互电连接的逆变电源DC/AC、接触器KM1、变频器AC/DC、电池组,所述DC/DC经过接 触器与起重机起升机构的变频器直流母排相连,所述DC/DC的逆变电源与车载电瓶转场装 置相连。所述DC/DC中与变频器直流母排相连的直流输入端为直流端,与车载电瓶转场装 置相连的一端为输出端,这两端分别设有电容C1、电容C2及直流电压检测装置VF、VF0,同 时这两端正极线路上的正极电路是由二极管D1、二极管D2分别与绝缘栅双极型的晶体管 Q1、晶体管Q2组成的两组方向相反的线路并联而成,该并联线路两端分别串联电抗器L1、 电抗器L2,所述输出端并联有绝缘栅双极型的晶体管Q3与电阻R组成的电路,所述正极电 路连接有电流检测装置DCCT。所述空气开关S1安装在DC/DC与电池组之间,为检修控制 设计。
[0019] DC/DC功能的实现是由其控制板通过程序结合各输入信号控制各绝缘栅双极型的 晶体管等元件,从而改变电流流向,实现直流的正向和反向流动,实现了能量回收充电与电 瓶放电的控制功能。直流输入端可以通过接触器控制使DC/DC与RTG起升的起重机起升机 构的变频器直流母排接通或断开,直流输出端可以通过开关使DC/DC与电瓶组分离,而实 现快速响应的功能。
[0020] 该势能回收装置的根本原理就是将起升机构势能转化为电能对电瓶组充电,同 时,电瓶组的储能利用在以下两处:其一,当起升机构上升时,部分功率由电池提供,降低了 对电网电能的需求,节省了电能;其二,在切断外在电源的情况下,由电瓶组提供电能实现过街转场的目的。使得RTG既避免了势能浪费,减少了自身消耗,又从根本上解决了油改电 后的场桥箱区转场问题。
[0021] 在正常生产操作中,作为辅助充电器的辅助充电AC/DC控制对电瓶组的充电量维 持在85-90%之间;在货物下降时,电机回馈到起重机起升机构的变频器直流母线上的电 能引起直流母线上直流电压的提高,通过DC/DC装置对电瓶组进行充电。当重物起升时电 池向起重机起升机构的变频器直流母线提供电能,降低系统的电能消耗;RTG转场时,一路 通过接触器控制变换,将电瓶组的直流电通过DC/DC装置连接到变频器的起重机起升机构 的变频器直流母线上,再通过变频器转换成可控的交流电驱动场桥大车电机运行,另一路 连接逆变电源DC/AC装置,为场桥的辅助控制回路与部分照明电路提供交流电源,共同实 现RTG的转场。
[0022] 本实用新型的势能回收车载转场装置的工作原理描述:
[0023] 通过BT1-BT54电瓶组的电池共54块串联,并结合熔断器、二极管等组成供电单 元,并按正负极对应关系通过DC/DC,与RTG变频器直流母排相连,与辅助充电AC/DC相连, 与DC/AC电源柜直流端相连;辅助充电AC/DC装置交流输入端与RTG的460V AC供电电缆 相连;DC/AC电源柜交流输出端与RTG的辅助供电变压器相连,如图2所示。
[0024] 如图3所示,图中空白箭头指向为市电流向;带剖线箭头指向为主卷电机势能发 电流向;带剖线箭头指向为以上两种电流汇总后电流流向。
[0025] 当RTG使用市电时,接触器M闭合,起升向下下放重物时,电机处于发电制动状态, 所产生的电能,通过四象限运行的变频装置,向起重机起升机构的变频器直流母排回馈电 能,与辅助充电装置AC/DC累加,通过DC/DC向电瓶组充电。
[0026] 如图4所示,图中空白箭头指向为市电流向;带剖线箭头指向为电池组释放电流 流向;带剖线箭头指向为以上两种电流汇总后驱动主卷电机的电流流向。当RTG使用市电 时,接触器M闭合,起升向上提升重物时,电瓶组通过DC/DC向起重机起升机构的变频器直 流母排供电,与辅助充电装置AC/DC共同向驱动变频器供电,驱动电机运转。
[0027] 如图5所示,图中带剖线箭头指向为电池组释放电流流向;空白箭头指向为电瓶 组释放电流提供辅助设备用电电流流向;带剖线箭头指向为电瓶组释放电流提供大车电机 1/2用电电流流向。RTG转场时,市电已断开,接触器M断开,电瓶组通过DC/AC装置向系统 提供辅助控制及照明供电,并且通过DC/DC向起重机起升机构的变频器直流母排供电,提 供两台大车变频器供电,驱动大车电机运转,实现转场。辅助充电装置AC/DC控制对电瓶组 的充电量维持在85-90%之间。满足RTG转场的需要。

Claims (2)

  1. 一种车载转场势能回收装置,该装置安装于起重机起升机构和车载电瓶转场装置的结构之中,其特征是:所述势能回收装置包括有相互电连接的逆变电源、接触器、变频器、电池组,所述势能回收装置经过接触器与起重机起升机构的变频器直流母排相连,所述势能回收装置的逆变电源与车载电瓶转场装置相连;所述势能回收装置中与变频器直流母排相连的直流输入端为直流端,与车载电瓶转场装置相连的一端为输出端,这两端分别设有电容C1、电容C2及直流电压检测装置VF、直流电压检测装置VFO,同时这两端正极线路上的正极电路是由二极管D1、二极管D2与晶体管Q1、晶体管Q2组成的两组方向相反的线路并联而成,该并联线路两端分别串联电抗器L1、电抗器L2,所述输出端并联有由晶体管Q3与电阻R组成的电路,所述正极电路连接有电流检测装置DCCT。
  2. 2.根据权利要求1所述的车载转场势能回收装置,其特征是:所述晶体管为绝缘栅双 极型晶体管。
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