CN204481536U - 利用超级电容储能式e-rtg转场电源 - Google Patents

Abstract

利用超级电容储能式E-RTG转场电源，涉及一种E-RTG转场电源，本实用新型为解决现有集装箱码头采用E-RTG过程中存在的问题。本实用新型方案：AC460V滑线电源的通过整流器整流，在其输出端直流母线上挂接起升变频器、大车变频器、小车变频器和双向DC/DC转换电源；AC460V滑线电源通过充电机为超级电容器充电；超级电容器的直流输入输出端与双向DC/DC转换电源的直流输入输出端相连；超级电容器的辅助直流电源输出端通过逆变器与切换电路的第一交流输入端相连；AC460V滑线电源的辅助电源输出端通过辅助变压器与切换电路的第二交流输入端相连；切换电路的输出端与AC380V辅助电源的交流输入端相连。

Description

利用超级电容储能式E-RTG转场电源

技术领域

本实用新型涉及一种E-RTG转场电源，具体涉及一种利用超级电容器作为储能装置E-RTG转场电源。

背景技术

RTG(rubber tyre gantry，橡胶轮胎门式起重机)作为集装箱码头的主要工程机械，其特点就是以柴油发电机为动力，不受任何限制，可以随意转场。但柴油发电机污染大，费用高，近些年由于油价一直上涨，码头的成本一直在增加。因此，寻求环保和降低成本一直是各个码头寻求的主要目标。

目前各个码头采取的主要方法就是“油改电”工程，其方法就是在堆场内作业时利用市电取代柴油发电机作为RTG的动力，即E-RTG。这种办法虽然解决了环保和成本高的问题，但还存在下面问题：

1、E-RTG(electric rubber tyre gantry，电动橡胶轮胎门式起重机)只能够在堆场内使用市电，需要离开堆场时必须人工断开市电，再启动柴油发电机离开堆场，进入其他堆场或维修场地后必须断开柴油发电机，再人工接入市电，这种办法时间长，效率低，需要地面人员配合。

2、个别码头在E-RTG离开堆场采用铅酸电池电池供电，但铅酸电池仍存在寿命短，对环境仍有一定污染。

3、个别码头在E-RTG离开堆场采用锂离子电池供电，但锂离子电池存在电池价格高，还有一定的安全隐患。

4、方法2和方法3都只能够在E-RTG转场时提供动力，在E-RTG作业时不起任何作用。E-RTG在集装箱下降时制动产生的能量仍然用电阻消耗掉，无法回收。

5、E-RTG在集装箱起升瞬间的启动功率很大，对电网会造成一定的冲击，因此电网的负荷配置必须按照最大功率配置，造成配电系统造价较高。

发明内容

本实用新型目的是为了解决现有集装箱码头采用E-RTG过程中存在的问题，提供了一种利用超级电容储能式E-RTG转场电源。

本实用新型所述利用超级电容储能式E-RTG转场电源，它包括充电机、超级电容器、双向DC/DC转换电源、逆变器、辅助变压器、切换电路、AC380V辅助电源、整流器、起升变频器、大车变频器、小车变频器和AC460V滑线电源；

AC460V滑线电源的主交流电输出端与整流器的交流输入端相连，整流器输出端直流母线上挂接起升变频器、大车变频器、小车变频器和双向DC/DC转换电源；起升变频器的输出端连接起升电机的始能端；大车变频器的输出端与大车电机的始能端相连；小车变频器的输出端与小车电机的始能端相连；

AC460V滑线电源的充电指令输出端与充电机的输入端相连，充电机的输出端与超级电容器的充电输入端相连；超级电容器的直流输入输出端与双向DC/DC转换电源的直流输入输出端相连；超级电容器的辅助直流电源输出端与逆变器的直流输入端相连，逆变器的交流输出端与切换电路的第一交流输入端相连；

AC460V滑线电源的辅助电源输出端与辅助变压器的输入端相连，辅助变压器的输出端与切换电路的第二交流输入端相连；切换电路的输出端与AC380V辅助电源的交流输入端相连。

本实用新型的优点：本实用新型所述利用超级电容储能式E-RTG转场电源利用超级电容器的快速充电以及大电流充放电特性，在E-RTG起升集装箱时提供大部分启动功率，减小对电网的冲击，在集装箱下降时将制动产生的能量回收到超级电容器储存起来，供下一次起升时使用。这样既能够减少对电网的冲击，又可以节能。转场之前利用短时间就可以将超级电容器电能充满，离开堆场时自动切换到超级电容器供电；进入堆场后可以自动切换到市电供电，大大提高工作效率。由于超级电容器充电快，寿命长，因此性价比远远大于其他储能电源。

采用超级电容器作为储能元件，既能够回收再生能量，提供启动瞬间所需要的大功率，又能够提供E-RTG转场时所需要的能量，市电和电容器供电自动切换，大大提高工作效率。同时由于超级电容器寿命远远大于其他储能元件，因此综合成本很低。

附图说明

图1是本实用新型所述利用超级电容储能式E-RTG转场电源的原理框图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述利用超级电容储能式E-RTG转场电源，它包括充电机1、超级电容器2、双向DC/DC转换电源3、逆变器4、辅助变压器5、切换电路6、AC380V辅助电源7、整流器8、起升变频器9、大车变频器11、小车变频器13和AC460V滑线电源15；

AC460V滑线电源15的主交流电输出端与整流器8的交流输入端相连，整流器8输出端直流母线上挂接起升变频器9、大车变频器11、小车变频器13和双向DC/DC转换电源3；起升变频器9的输出端连接起升电机10的始能端；大车变频器11的输出端与大车电机12的始能端相连；小车变频器13的输出端与小车电机14的始能端相连；

AC460V滑线电源15的充电指令输出端与充电机1的输入端相连，充电机1的输出端与超级电容器2的充电输入端相连；超级电容器2的直流输入输出端与双向DC/DC转换电源3的直流输入输出端相连；超级电容器2的辅助直流电源输出端与逆变器4的直流输入端相连，逆变器4的交流输出端与切换电路6的第一交流输入端相连；

AC460V滑线电源15的辅助电源输出端与辅助变压器5的输入端相连，辅助变压器5的输出端与切换电路6的第二交流输入端相连；切换电路6的输出端与AC380V辅助电源7的交流输入端相连。

整流器8和起升变频器9构成E-RTG的主变频器。

工作原理：AC460V滑线电源15是E-RTG的市电电源，当E-RTG位于堆场内时，采用市电供电方式，AC460V滑线电源15输出的交流电通过整流器8整流后变成直流电源，整流器8输出端的直流母线上挂接有起升变频器9、大车变频器11、小车变频器13和双向DC/DC转换电源3，通过起升变频器9控制起升电机10的正反转工作；通过大车变频器11控制大车电机12的正反转工作；通过小车变频器13控制小车电机14的正反转工作，进而实现升降控制。

在E-RTG起升集装箱时，不但AC460V滑线电源15提供交流电作为能量源，同时，超级电容器2通过双向DC/DC转换电源3变换为适合的电压等级后输出直流电源也为主变频器供电，超级电容器2在E-RTG起升集装箱时提供大部分启动功率，减小对电网的冲击；在集装箱下降时将制动产生的能量回收到超级电容器2储存起来，供下一次起升时使用，该制动能量是通过双向DC/DC转换电源3这一回路回收至超级电容器2中的。

当E-RTG打算转场时，首先通过切换电路6控制AC460V滑线电源15通过充电机1给超级电容器2，短时间就可以将超级电容器2电能充满，离开堆场时，自动切换至超级电容器2为能量源进行供电，待E-RTG进入下一个堆场后再自动切换至市电供电。

超级电容器2的直流电源通过逆变器4将直流变换为AC380V给切换电路6，AC460V滑线电源15通过辅助变压器5将AC460V变换成AC380V电源也送到切换电路6。如果E-RTG在堆场内，切换电路6将来自辅助变压器5输出的AC380V电送到辅助电源7；如果E-RTG离开堆场，切换电路6将来自逆变器4的AC380V电送到辅助电源7。AC380V辅助电源7是为E-RTG的照明、控制系统、通讯、空调等设备供电。

Claims (1)

1.利用超级电容储能式E-RTG转场电源，其特征在于，它包括充电机(1)、超级电容器(2)、双向DC/DC转换电源(3)、逆变器(4)、辅助变压器(5)、切换电路(6)、AC380V辅助电源(7)、整流器(8)、起升变频器(9)、大车变频器(11)、小车变频器(13)和AC460V滑线电源(15)；

AC460V滑线电源(15)的主交流电输出端与整流器(8)的交流输入端相连，整流器(8)输出端直流母线上挂接起升变频器(9)、大车变频器(11)、小车变频器(13)和双向DC/DC转换电源(3)；起升变频器(9)的输出端连接起升电机(10)的始能端；大车变频器(11)的输出端与大车电机(12)的始能端相连；小车变频器(13)的输出端与小车电机(14)的始能端相连；

AC460V滑线电源(15)的充电指令输出端与充电机(1)的输入端相连，充电机(1)的输出端与超级电容器(2)的充电输入端相连；超级电容器(2)的直流输入输出端与双向DC/DC转换电源(3)的直流输入输出端相连；超级电容器(2)的辅助直流电源输出端与逆变器(4)的直流输入端相连，逆变器(4)的交流输出端与切换电路(6)的第一交流输入端相连；

AC460V滑线电源(15)的辅助电源输出端与辅助变压器(5)的输入端相连，辅助变压器(5)的输出端与切换电路(6)的第二交流输入端相连；切换电路(6)的输出端与AC380V辅助电源(7)的交流输入端相连。