CN204823829U - 一种用于起重设备的节能电机 - Google Patents

Abstract

一种用于起重设备的节能电机，其特征在于，包括两台直流电机、直流调速器、电机激励动态控制器和储能单元、起升机构，直流电机与起升机构相连，直流电机用于控制起升机构的上升或下降；每台直流电机均由主电机和辅电机组成，两个主电机采用同轴相连，形成同轴组态主电机，两个辅电机采用同轴相连，形成同轴组态辅电机；直流调速器与同轴组态主电机相连，电机激励动态控制器的一端与同轴组态辅电机相连，电机激励动态控制器的另一端与储能单元相连，储能单元具有储存和释放电能的作用，本实用新型利用储能单元进行势能的回收、储存及循环利用，达到节约能源、降低使用成本的目的。

Description

一种用于起重设备的节能电机

技术领域

本发明涉及电机领域，尤其涉及一种用于起重设备的节能电机。

背景技术

近几年大型机械装备制造行业进入了快速发展阶段，设备类型众多，规格繁杂，结构、机构复杂多样。况且，随着我国经济的快速发展，在大型工程机械上，电器设备越来越多，用电量也日益增加，工程规模的扩大，就势必使节能电能成为大型机械设备设计过程中的重要内容。

传统的大型设备，如起重设备，需要电机采用多级启动，才能正常进行工作。电机在直接启动方式下，启动电流是额定电流的4～8倍，启动转矩是额定转矩的0.5～1.5倍。这些特点使得电机带负载启动能力的下降，容易发生过载损坏，同时过大的启动电流也会给供电电网带来很大的电流冲击，导致电网的供电质量下降，影响电网的其他用电设备的正常运行。然而现有的起重设备起升机构重载下降时，重力势能会通过电机转变为电能，大部分起重机械将这部分电能通过电阻发热消耗，造成极大能量浪费。因此，为了能实现大载荷情况下，平稳、可靠的启动设备，减少设备的运行成本，降低设备的故障维修率，就需要研发一种可回收利用起重设备起升机构势能的节能电机，在节能的同时减少电机启动电流，确保电机设备的正常运行。

同时，目前的起重设备所处的工作环境中，现场货物灰尘较大，并且容易形成严重的腐蚀，从而降低了起重机械电气元件的可靠性，导致故障发生，为降低起重机械发生事故的概率，就需要监控起重机械的运行状态，增加起重机械的安全保护装置。

因此，就需要研制一种具有安全保护装置，并用于起重设备的节能电机。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于起重设备的节能电机，包括直流电机、外接电源、直流调速器、电机激励动态控制器、储能单元，所述直流电机一端与起重设备的起升机构相连，所述直流电机另一端与所述外接电源相连，所述外接电源用于为所述直流电机工作提供电能，所述直流电机用于控制起升机构的上升或下降；

所述直流电机的数量为两台，每台所述直流电机均由主电机和辅电机组成，两台所述直流电机的主电机采用同轴相连，形成同轴组态主电机，两台所述直流电机的辅电机采用同轴相连，形成同轴组态辅电机；

所述直流调速器与所述同轴组态主电机相连，所述直流调速器用于控制所述同轴组态主电机的工作，所述电机激励动态控制器的一端与所述同轴组态辅电机相连，所述电机激励动态控制器的另一端与所述储能单元相连，所述电机激励动态控制器用于控制所述同轴组态辅电机工作，所述储能单元用于储存和释放电能。

优选地，当所述起升机构下降时，所述直流调速器控制所述同轴组态主电机不工作，所述电机激励动态控制器控制所述同轴组态辅电机工作，所述同轴组态辅电机将所述起升机构下降时的势能转化为电能，并将所述电能储存至所述储能单元中。

具体地，当所述起升机构上升时，所述同轴组态主电机和所述同轴组态辅电机同时驱动所述起升机构；所述直流调速器控制所述同轴组态主电机工作，所述同轴组态主电机工作消耗所述外接电源中的电能，所述电机激励动态控制器控制所述同轴组态辅电机工作，所述同轴组态辅电机工作消耗所述储能单元中的电能。

可选地，所述具有节能电机的起重设备还包括安全保护装置。

具体地，所述安全保护装置包括起重量超载保护器、下降超速保护装置。

进一步地，所述下降超速保护装置包括速度传感器、报警器，所述速度传感器用于识别所述同轴组态辅电机的转速。

具体地，所述报警器为语音报警器或声光报警器。

可选地，所述储能单元为超级电容。

本发明的一种用于起重设备的节能电机，具有如下有益效果：

1.本发明采用的每台组态直流电动机都由同轴的主电机和辅电机组成，在起重设备的起升机构下降时，同轴主电机不工作，控制同轴辅电机工作，并将势能转化为电能储存在储存单元内；在起重设备的起升机构上升时，控制同轴主电机和辅电机同时工作，辅电机工作消耗储存单元内的电能。这样采用两套电机分步进行工作，突破了以往传统的节能思路，回收的势能转化的电能不回馈电网，也不与电源系统合并，而是通过一套相对独立的电机系统进行势能的回收、储存及循环利用，达到节约能源、降低使用成本的目的。

2.通过组态同轴辅电机将势能转换的电能无需经过逆变直接进行回收，不用逆变装置，简化电控线路，提高可靠性及降低制造成本。将回收的电能采用可靠性高、循环使用寿命长、能量转换效率高的超级电容进行储存，并不是回馈到国家电网上，对电网无污染，对其他外围设备无干扰，是将能量进行清洁储存，起升机构可自循环利用该能量，降低设备使用成本。

3.通过组态同轴辅电机将超级电容储存的电能转换为动能与主电机的动能共同驱动机构，是将系统回收、储存的能量进行动能的合并及利用，不是将系统回收、储存的能量进行电能合并后再转换成动能进行利用。不同的动能合并容易，利用简单，系统可靠性高，制造成本低；不同的电能合并困难，利用复杂，系统可靠性低，制造成本高。

4.本发明在起重设备上加装安全保护装置，安全保护装置包括起重量超载保护器、下降超速保护装置，起重量超载保护器能够在起升机构加载重物超重时，直流调速器控制同轴组态主电机停止工作；下降超速保护装置能够在所述起升机构下降速度超速时，电机激励动态控制器控制所述同轴组态辅电机停止工作，并通过报警器发出报警信号，防止下降速度过快引发不必要的损失。

5.本发明提供的一种可回收利用起重设备起升机构势能的节能电机，在节能的同时减少电机启动电流，确保电机设备的正常运行，实现了在大载荷情况下，平稳、可靠的启动设备，减少了设备的运行成本，降低了设备的故障维修率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本发明实施例提供的一种用于起重设备的节能电机的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于起重设备的节能电机，包括直流电机、外接电源、直流调速器、电机激励动态控制器、储能单元，所述直流电机一端与起重设备的起升机构相连，所述直流电机另一端与所述外接电源相连，所述外接电源用于为所述直流电机工作提供电能，所述直流电机用于控制起升机构的上升或下降；

所述直流电机的数量为两台，每台所述直流电机均由主电机和辅电机组成，两台所述直流电机的主电机采用同轴相连，形成同轴组态主电机，两台所述直流电机的辅电机采用同轴相连，形成同轴组态辅电机；

所述直流调速器与所述同轴组态主电机相连，所述直流调速器用于控制所述同轴组态主电机的工作，所述电机激励动态控制器的一端与所述同轴组态辅电机相连，所述电机激励动态控制器的另一端与所述储能单元相连，所述电机激励动态控制器用于控制所述同轴组态辅电机工作，所述储能单元用于储存和释放电能。

优选地，当所述起升机构下降时，所述直流调速器控制所述同轴组态主电机不工作，所述电机激励动态控制器控制所述同轴组态辅电机工作，所述同轴组态辅电机将所述起升机构下降时的势能转化为电能，并将所述电能储存至所述储能单元中。

具体地，当所述起升机构上升时，所述同轴组态主电机和所述同轴组态辅电机同时驱动所述起升机构；所述直流调速器控制所述同轴组态主电机工作，所述同轴组态主电机工作消耗所述外接电源中的电能，所述电机激励动态控制器控制所述同轴组态辅电机工作，所述同轴组态辅电机工作消耗所述储能单元中的电能。

可选地，所述具有节能电机的起重设备还包括安全保护装置。

具体地，所述安全保护装置包括起重量超载保护器、下降超速保护装置。

进一步地，所述下降超速保护装置包括速度传感器、报警器，所述速度传感器用于识别所述同轴组态辅电机的转速。

具体地，所述报警器为语音报警器。

可选地，所述储能单元为超级电容。

下面对本发明提供的一种用于起重设备的节能电机的工作原理进行进一步阐述：

本发明由两套组态直流电机构成同轴组态主电机和同轴组态辅电机，在起重设备的起升机构下降时，控制同轴组态主电机不工作，仅仅同轴组态辅电机工作，并将下降的势能转化为电能储存在储存单元内；当起重设备的起升机构上升时，控制同轴组态主电机工作，消耗外接电源内的电能，也控制同轴组态辅电机工作，消耗储存单元内的电能，间接把势能消耗的能量转化为起升机构的动能，如此这样循环，就构成了一套相对独立的起重设备电机势能回收利用的系统。

本发明中加装的安全保护装置，具有起重量超载保护器、下降超速保护装置，在起升机构上升时，超载保护器检测到重物过重，直流调速器控制直流电机停止工作，用于保护起重设备，在起升机构下降时，下降超速保护装置中的速度传感器识别到下降速度超速，将速度信号传递给报警器和电机激励动态控制器，报警器发出报警信号，同时电机激励动态控制器控制同轴组态辅电机停止工作。

本发明的一种用于起重设备的节能电机，具有如下有益效果：

1.本发明采用的每台组态直流电动机都由同轴的主电机和辅电机组成，在起重设备的起升机构下降时，同轴主电机不工作，控制同轴辅电机工作，并将势能转化为电能储存在储存单元内；在起重设备的起升机构上升时，控制同轴主电机和辅电机同时工作，辅电机工作消耗储存单元内的电能。这样采用两套电机分步进行工作，突破了以往传统的节能思路，回收的势能转化的电能不回馈电网，也不与电源系统合并，而是通过一套相对独立的电机系统进行势能的回收、储存及循环利用，达到节约能源、降低使用成本的目的。

2.通过组态同轴辅电机将势能转换的电能无需经过逆变直接进行回收，不用逆变装置，简化电控线路，提高可靠性及降低制造成本。将回收的电能采用可靠性高、循环使用寿命长、能量转换效率高的超级电容进行储存，并不是回馈到国家电网上，对电网无污染，对其他外围设备无干扰，是将能量进行清洁储存，起升机构可自循环利用该能量，降低设备使用成本。

3.通过组态同轴辅电机将超级电容储存的电能转换为动能与主电机的动能共同驱动机构，是将系统回收、储存的能量进行动能的合并及利用，不是将系统回收、储存的能量进行电能合并后再转换成动能进行利用。不同的动能合并容易，利用简单，系统可靠性高，制造成本低；不同的电能合并困难，利用复杂，系统可靠性低，制造成本高。

4.本发明在起重设备上加装安全保护装置，安全保护装置包括起重量超载保护器、下降超速保护装置，起重量超载保护器能够在起升机构加载重物超重时，直流调速器控制同轴组态主电机停止工作；下降超速保护装置能够在所述起升机构下降速度超速时，电机激励动态控制器控制所述同轴组态辅电机停止工作，并通过报警器发出报警信号，防止下降速度过快引发不必要的损失。

5.本发明提供的一种可回收利用起重设备起升机构势能的节能电机，在节能的同时减少电机启动电流，确保电机设备的正常运行，实现了在大载荷情况下，平稳、可靠的启动设备，减少了设备的运行成本，降低了设备的故障维修率。

实施例二：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于起重设备的节能电机，包括直流电机、外接电源、直流调速器、电机激励动态控制器、储能单元，所述直流电机一端与起重设备的起升机构相连，所述直流电机另一端与所述外接电源相连，所述外接电源用于为所述直流电机工作提供电能，所述直流电机用于控制起升机构的上升或下降；

所述直流电机的数量为两台，每台所述直流电机均由主电机和辅电机组成，两台所述直流电机的主电机采用同轴相连，形成同轴组态主电机，两台所述直流电机的辅电机采用同轴相连，形成同轴组态辅电机；

所述直流调速器与所述同轴组态主电机相连，所述直流调速器用于控制所述同轴组态主电机的工作，所述电机激励动态控制器的一端与所述同轴组态辅电机相连，所述电机激励动态控制器的另一端与所述储能单元相连，所述电机激励动态控制器用于控制所述同轴组态辅电机工作，所述储能单元用于储存和释放电能。

优选地，当所述起升机构下降时，所述直流调速器控制所述同轴组态主电机不工作，所述电机激励动态控制器控制所述同轴组态辅电机工作，所述同轴组态辅电机将所述起升机构下降时的势能转化为电能，并将所述电能储存至所述储能单元中。

具体地，当所述起升机构上升时，所述同轴组态主电机和所述同轴组态辅电机同时驱动所述起升机构；所述直流调速器控制所述同轴组态主电机工作，所述同轴组态主电机工作消耗所述外接电源中的电能，所述电机激励动态控制器控制所述同轴组态辅电机工作，所述同轴组态辅电机工作消耗所述储能单元中的电能。

可选地，所述具有节能电机的起重设备还包括安全保护装置。

具体地，所述安全保护装置包括起重量超载保护器、下降超速保护装置。

进一步地，所述下降超速保护装置包括速度传感器、报警器，所述速度传感器用于识别所述同轴组态辅电机的转速。

具体地，所述报警器为声光报警器。

可选地，所述储能单元为超级电容。

下面对本发明提供的一种用于起重设备的节能电机的工作原理进行进一步阐述：

本发明由两套组态直流电机构成同轴组态主电机和同轴组态辅电机，在起重设备的起升机构下降时，控制同轴组态主电机不工作，仅仅同轴组态辅电机工作，并将下降的势能转化为电能储存在储存单元内；当起重设备的起升机构上升时，控制同轴组态主电机工作，消耗外接电源的电能，也控制同轴组态辅电机工作，消耗储存单元内的电能，间接把势能消耗的能量转化为起升机构的动能，如此这样循环，就构成了一套相对独立的起重设备电机势能回收利用的系统。

本发明中加装的安全保护装置，具有起重量超载保护器、下降超速保护装置，在起升机构上升时，超载保护器检测到重物过重，直流调速器控制直流电机停止工作，用于保护起重设备，在起升机构下降时，下降超速保护装置中的速度传感器识别到下降速度超速，将速度信号传递给报警器和电机激励动态控制器，报警器发出报警信号，同时电机激励动态控制器控制同轴组态辅电机停止工作。

本发明的一种用于起重设备的节能电机，具有如下有益效果：

1.本发明采用的每台组态直流电动机都由同轴的主电机和辅电机组成，在起重设备的起升机构下降时，同轴主电机不工作，控制同轴辅电机工作，并将势能转化为电能储存在储存单元内；在起重设备的起升机构上升时，控制同轴主电机和辅电机同时工作，辅电机工作消耗储存单元内的电能。这样采用两套电机分步进行工作，突破了以往传统的节能思路，回收的势能转化的电能不回馈电网，也不与电源系统合并，而是通过一套相对独立的电机系统进行势能的回收、储存及循环利用，达到节约能源、降低使用成本的目的。

2.通过组态同轴辅电机将势能转换的电能无需经过逆变直接进行回收，不用逆变装置，简化电控线路，提高可靠性及降低制造成本。将回收的电能采用可靠性高、循环使用寿命长、能量转换效率高的超级电容进行储存，并不是回馈到国家电网上，对电网无污染，对其他外围设备无干扰，是将能量进行清洁储存，起升机构可自循环利用该能量，降低设备使用成本。

3.通过组态同轴辅电机将超级电容储存的电能转换为动能与主电机的动能共同驱动机构，是将系统回收、储存的能量进行动能的合并及利用，不是将系统回收、储存的能量进行电能合并后再转换成动能进行利用。不同的动能合并容易，利用简单，系统可靠性高，制造成本低；不同的电能合并困难，利用复杂，系统可靠性低，制造成本高。

4.本发明在起重设备上加装安全保护装置，安全保护装置包括起重量超载保护器、下降超速保护装置，起重量超载保护器能够在起升机构加载重物超重时，直流调速器控制同轴组态主电机停止工作；下降超速保护装置能够在所述起升机构下降速度超速时，电机激励动态控制器控制所述同轴组态辅电机停止工作，并通过报警器发出报警信号，防止下降速度过快引发不必要的损失。

5.本发明提供的一种可回收利用起重设备起升机构势能的节能电机，在节能的同时减少电机启动电流，确保电机设备的正常运行，实现了在大载荷情况下，平稳、可靠的启动设备，减少了设备的运行成本，降低了设备的故障维修率。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于起重设备的节能电机，其特征在于，包括直流电机、外接电源、直流调速器、电机激励动态控制器、储能单元，所述直流电机一端与起重设备的起升机构相连，所述直流电机另一端与所述外接电源相连，所述外接电源用于为所述直流电机工作提供电能，所述直流电机用于控制起升机构的上升或下降；

所述直流电机的数量为两台，每台所述直流电机均由主电机和辅电机组成，两台所述直流电机的主电机采用同轴相连，形成同轴组态主电机，两台所述直流电机的辅电机采用同轴相连，形成同轴组态辅电机；

所述直流调速器与所述同轴组态主电机相连，所述直流调速器用于控制所述同轴组态主电机的工作，所述电机激励动态控制器的一端与所述同轴组态辅电机相连，所述电机激励动态控制器的另一端与所述储能单元相连，所述电机激励动态控制器用于控制所述同轴组态辅电机工作，所述储能单元用于储存和释放电能。

2.根据权利要求1所述的一种用于起重设备的节能电机，其特征在于，所述具有节能电机的起重设备还包括安全保护装置。

3.根据权利要求2所述的一种用于起重设备的节能电机，其特征在于，所述安全保护装置包括起重量超载保护器、下降超速保护装置。

4.根据权利要求3所述的一种用于起重设备的节能电机，其特征在于，所述下降超速保护装置包括速度传感器、报警器，所述速度传感器用于识别所述同轴组态辅电机的转速。

5.根据权利要求4所述的一种用于起重设备的节能电机，其特征在于，所述报警器为语音报警器或声光报警器。

6.根据权利要求3-5中任意一项所述的一种用于起重设备的节能电机，其特征在于，所述储能单元为超级电容。