CN208522518U - 一种利用超级电容的地铁门式起重机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于超级电容的地铁门式起重机，包括直流电源、电机变频装置、交流三相电机、超级电容、DC/DC变换器和制动器，所述直流电源将交流三相电机的交流电转化为供给门式起重机电机变频装置需要的直流电能，所述超级电容代替电缆卷筒对起重机供电，在制动器启动时超级电容吸收制动电能进行反向充电，在交流三相电机启动时释放存储的电能进行供电，所述DC/DC变换器与超级电容相连，一起并联在直流电源的电缆线上，用于控制超级电容的充放电。该种地铁门式起重机利用了超级电容循环寿命长与大功率快速充放电的特性，对制动过程中电阻损耗的电能进行储存，并在下一次的作业过程中对起重机进行供电，提高了能源的回收利用效率。
Description
技术领域
本实用新型属于门式起重机技术领域，具体涉及一种利用超级电容的地铁门式起重机。
背景技术
近年来，能源和环境问题越来越受到人们的关注，如何保护环境、节约能源已成为不可忽视的问题。全国42个城市在建地铁，盾构机的数量约1000台，结合地铁施工的特点，作为盾构机的后配套设备垂直的运输工具地铁施工门式起重机的数量约1000台，此类门式起重机的特点是起升高度高，大车走行运行距离长，整机的工作级别高，尤其大车行走、小车行走以及起升机构在载运货物下降的过程中，电机在制动时会产生大量的能量。
现有技术中，通常采用两种方式处理这些能量：一种是在变频器直流侧增设能耗电阻，直接消耗再生能量；另一种是将再生能量回馈电网。若增设能耗电阻，制动产生的再生能量就浪费掉了，而且需要很大的散热空间；如果回馈给电网，虽然可以节约能量，但会对电网造成很大冲击，即对电网造成污染。整体采用电缆卷筒的方式进行供电，其供电电压为380V，由于该类门式起重机的大车、小车行走距离以及起升高度均较大，造成主电缆的长度较长，电缆容易损坏，整体的安全性能不好。
发明内容
为了克服现有技术中地铁门式起重机在大车行走、小车行走以及起升机构在载运货物下降的过程中能量易损耗、易对电网形成冲击的技术缺陷，本实用新型提供了一种利用超级电容的地铁门式起重机，将超级电容并联至供电电缆线上，利用超级电容可以大功率快速充放电的特性，将通过电阻损耗的电能进行储存，并在下一次的作业过程中需要的动能，降低了起重机的工作能耗，同时保证设备的平稳运行，减少了对供电电网的冲击。
本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的，一种利用超级电容的地铁门式起重机，包括直流电源、电机变频装置、交流三相电机、超级电容、DC/DC变换器和制动器，所述直流电源将交流三相电机的交流电转化为供给门式起重机电机变频装置要的直流电能，同时取消了电缆卷筒，利用配电柜与充电机直接对超级电容进行充电，在制动器启动时超级电容吸收制动电能进行反向充电，在交流三相电机启动时释放存储的电能进行供电。
上述的一种利用超级电容的地铁门式起重机，所述超级电容采用多个20F/2.7V的单体超级电容串联在一起，超级电容的具体数量根据现场实际工况以及需要的电能存储能力进行确定。
上述的一种利用超级电容的地铁门式起重机，所述DC/DC变换器与超级电容相连，一起并联在直流电源的电缆线上，用于控制超级电容的充放电状态，其控制原理为：当制动器工作时，也即地铁门式起重机的起升机构下降或者大、小车行走机构减速时，直流电源的电缆电压升高，DC/DC变换器检测到电压升高到一定值后给超级电容进行充电；当交流三相电机工作时，也即大、小车处于行走或者起升机构上升时，直流电源的电缆电压下降，DC/DC变换器检测到电压下降到一定值后超级电容进行放电。
总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，可以达到以下有益效果：
1、本实用新型所述的地铁门式起重机充分利用了超级电容循环寿命长与大功率快速充放电的特性，将通过电阻损耗的电能进行储存，并在下一次的作业过程中需要的动能，降低了起重机的工作能耗，提高了能源的利用率，节约了经济成本，同时保证设备的平稳运行，减少了对电网的冲击；
2、该种门式起重机在使用超级电容的基础上，利用充电机直接对超级电容进行充电，从而实现了电能的有效存储，取消了采用电缆卷筒的供电方式，提高了整机的安全性和稳定性。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步详细的说明，其中：
图1为本实用新型一种利用超级电容的地铁门式起重机整体系统框架示意图；
图中：1-直流电源，2-电机变频装置，3-交流三相电机，4-超级电容，5-DC/DC变换器，6-制动器。
具体实施方式
如图1所示，为一种利用超级电容的地铁门式起重机整体结构示意图，包括直流电源1、电机变频装置2、交流三相电机3、超级电容4、DC/DC变换器5和制动器6，所述直流电源1将交流三相电机3的交流电转化为供给门式起重机电机变频装置2需要的直流电能，同时取消了电缆卷筒，利用配电柜与充电机直接对超级电容4进行充电，在制动器6启动时超级电容4吸收制动电能进行反向充电，在交流三相电机启动3时释放存储的电能进行供电，所述DC/DC变换器5与超级电容4相连，一起并联在直流电源1的电缆线上，用于控制超级电容4的充放电状态。
本实用新型在使用时，由配电柜与充电机直接对超级电容4进行充电，使得超级电容4存储一定的电能，保证地铁门式起重机中制冷、照明等系统的正常运行状况。
当起升机构下降或者大、小车行走机构减速时，制动器6启动工作，此时直流电源1的供电电缆电压升高，DC/DC变换器5检测到电压升高到一定值后给超级电容4进行充电，制动工作完成时，供电电缆电压下降至正常值时，DC/DC变换器5停止对超级电容4充电。
当起升机构或者大、小车行走机构开始运行时，交流三相电机3需要瞬间提供大功率电能，此时直流电源1的供电电缆电压下降，DC/DC变换器5检测到电压下降到一定值后超级电容4进行放电，起升机构或者大、小车行走机构运行平稳后，供电电缆电压会回升至正常值时，DC/DC变换器5停止为超级电容4放电。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种利用超级电容的地铁门式起重机，包括直流电源（1）、电机变频装置（2）、交流三相电机（3）、超级电容（4）、DC/DC变换器（5）和制动器（6），所述直流电源（1）将交流三相电机（3）的交流电转化为供给门式起重机电机变频装置（2）需要的直流电能，其特征在于：所述超级电容（4）代替电缆卷筒对起重机供电，在制动器（6）启动时超级电容（4）吸收制动电能进行反向充电，在交流三相电机（3）启动时释放存储的电能进行供电。
2.根据权利要求1所述的一种利用超级电容的地铁门式起重机，其特征在于：所述超级电容（4）采用多个20F/2.7V的单体超级电容串联在一起。
3.根据权利要求1所述的一种利用超级电容的地铁门式起重机，其特征在于：所述DC/DC变换器（5）与超级电容（4）相连，一起并联在直流电源（1）的电缆线上，用于控制超级电容（4）的充放电状态。
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| CN201821314362.8U CN208522518U (zh) | 2018-08-15 | 2018-08-15 | 一种利用超级电容的地铁门式起重机 |
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| CN201821314362.8U CN208522518U (zh) | 2018-08-15 | 2018-08-15 | 一种利用超级电容的地铁门式起重机 |
Publications (1)
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| CN208522518U true CN208522518U (zh) | 2019-02-19 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108695965A (zh) * | 2018-08-15 | 2018-10-23 | 武汉康奥斯机电装备有限公司 | 一种利用超级电容的地铁门式起重机 |
| CN114470536A (zh) * | 2022-01-30 | 2022-05-13 | 清华大学 | 脉冲调制器及其充电方法 |
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2018
- 2018-08-15 CN CN201821314362.8U patent/CN208522518U/zh active Active
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| CN108695965A (zh) * | 2018-08-15 | 2018-10-23 | 武汉康奥斯机电装备有限公司 | 一种利用超级电容的地铁门式起重机 |
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| CN114470536B (zh) * | 2022-01-30 | 2023-06-13 | 清华大学 | 脉冲调制器及其充电方法 |
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