一种用于港口起重设备的节能装置的制造方法
【专利摘要】一种用于港口起重设备的节能装置，利用储能重锤作为起吊装置及重物的势能的转换接收体，起吊装置及重物的势能转换成电能回馈到直流母线，回馈电能再送到储能重锤储能，不存在与交流电网不同步的问题，能量回收率高；能够针对不同的起吊装置及重物的重量大小，进行不同程度的储能，且起吊装置及重物与储能重锤基本上同时反向运动，能量利用率高。另外安全保护设置可以对储能重锤进行自动支撑和限位，起到防大风、防止超行程等安全保护。
【专利说明】
一种用于港口起重设备的节能装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种港口起重设备领域，具体涉及一种用于港口起重设备的节能
目.0
【背景技术】
[0002]目前，公知的各种港口起重设备中，起吊的重物下降制动时以摩擦制动装置为主、以电气制动电阻或交-直-交流逆变回馈制动装置为辅。采用摩擦制动或电气制动电阻会导致重物势能转换成热能白白浪费，摩擦制动还使得摩擦片因磨损损耗较快，制动电阻也存在因过热而烧毁的问题，采用交-直-交流逆变回馈制动方式，当重物下降电机转速超过同步转速，电机再生的电流回送到直流侧，再逆变为交流电回馈电网，逆变的交流电要求与电网同步，即随时满足频率一致、相位一致、波型一致这些回馈条件，目前逆变回馈模块的控制电路复杂成本高，但重物势能回收利用率并不高。另外，为了重心平衡，一些港口起重设备在其尾部配置了固定式配重块，而其中部分配重块可设为可升降的储能重锤。
【实用新型内容】
[0003]为了克服现有港口起重设备的重物势能不能充分回收利用的不足的缺点，本实用新型提供一种用于港口起重设备的节能装置。
[0004]本实用新型采用的技术解决方案是:一种用于港口起重设备的节能装置，包括储能重锤与重锤升降机组，所述的储能重锤与重锤升降机组之间通过钢丝绳连接，所述的重锤升降机组采用交-直-交变频模块驱动。
[0005]所述的交-直-交变频模块驱动包括整流模块、直流母线与逆变模块，与驱动起吊装置的电机Ml、控制驱动储能重锤的电机M2共同由PLC控制器控制，所述的电机Ml、电机M2与PLC控制器连接，所述的电机Ml、电机M2与PLC控制器之间还设有第一逆变模块和第二逆变模块，所述的PLC控制器还连接有负荷传感器。
[0006]所述的整流模块与PLC控制器之间还设有电压继电器，所述的整流模块与PLC控制器通过直流母线DC连接，且与电机Ml、电机M2的直流母线相连接。
[0007]所述的储能重锤与上滑轮组及支架之间还设有用于支撑储能重锤的支撑固定机构。
[0008]所述的支撑固定机构包括重锤支撑箱架，所述的重锤支撑箱架包括活动支撑块、弹簧拉杆组件与伸缩推杆，所述的活动支撑块通过销轴铰接在重锤支撑箱架的支座上，所述的弹簧拉杆组件与伸缩推杆的分别一端与活动支撑块连接，另一端固定在重锤支撑箱架的上端，所述的储能重锤的上端还设有与活动支撑块适配的三角支撑块。
[0009]所述的重锤支撑箱架内还设有限制储能重锤最大起吊高度的限位开关。
[0010]所述的钢丝绳两端分别与上滑轮组及支架3和卷筒16连接，并绕过储能重锤6的滑轮对储能重锤6进行吊重。
[0011]所述的重锤升降机组包括电机M2与驱动钢丝绳升降储能重锤的驱动卷筒，所述的电机M2与驱动卷筒之间还设有减速器。
[0012]所述的电机M2与减速器之间还设有用于对储能重锤进行紧急制动的安全制动器。
[0013]所述的驱动卷筒上还设有提供转速反馈信号和限制储能重锤最大下放行程的旋转编码器。
[0014]本实用新型的有益效果是:一种用于港口起重设备的节能装置，利用储能重锤作为起吊装置及重物的势能的转换接收体，起吊装置及重物的势能转换成电能回馈到直流母线，回馈电能再送到储能重锤储能，不存在与交流电网不同步的问题，能量回收率高；能够针对不同的起吊装置及重物的重量大小，进行不同程度的储能，且起吊装置及重物与储能重锤基本上同时反向运动，能量利用率高。另外安全保护设置可以对储能重锤进行自动支撑和限位，起到防大风、防止超行程等安全保护。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型结构示意图，也是本实用新型实施例的示意图。
[0016]图2为本实用新型交-直-交变频模块原理示意图。
[0017]图3为本实用新型图1中F向视图。
[0018]图4为本实用新型图1中A向视图。
[0019]图5为本实用新型图1中B处放大图。
[0020]图6为本实用新型储能重锤自动支撑示意图。
[0021]图7为本实用新型另一结构不意图。
[0022]图中1-港口起重设备，2-负荷传感器，3-上滑轮组及支架，4-重锤升降机组，5-重锤支撑箱架，6-储能重锤，7-配重块，8-起吊装置，9-整流模块，10-电压继电器，11- PLC控制器，12-第一逆变模块，13-第二逆变模块，14-安全制动器，15-减速器，16-驱动卷筒，17-旋转编码器，18-钢丝绳，19-限位开关，20-弹簧拉杆组件，21-伸缩推杆，22-销轴，23-活动支撑块，24-三角支撑块。
【具体实施方式】
[0023]为了克服现有港口起重设备的重物势能不能充分回收利用的不足，本实用新型提供一种用于港口起重设备的节能装置，包括重锤升降机组4与储能重锤6，所述的储能重锤6与重锤升降机组4之间通过钢丝绳18连接，所述的重锤升降机组4采用交-直-交变频模块驱动，港口起重设备I原配配重块7减去了部分重量，增加了可升降的储能重锤6，同样能够实现港机的重心平衡。重锤升降机组4用螺栓固定于港口起重设备I的机器房地板上，上滑轮组及支架3焊装于港口起重设备I的机器房顶盖，用钢丝绳18连接重锤升降机组4的卷筒16与储能重锤6;重锤支撑箱架5焊装于港口起重设备I的机器房侧面，销轴活动支撑块23用销轴22铰接于重锤支撑箱架5的肋板上。其中主要包含可升降的储能重锤6，可回收、贮存和转换再生利用重物势能，它的功能是:起吊的重物下降且其电机Ml的转速超过同步转速后，储能重锤6上升，重物势能转换成储能重锤6的势能贮存;再次进行重物起吊时，储能重锤6贮存的势能释放出来助力，从而可以节省电能的消耗。重物与储能重锤6的反向运动基本上是同时进行的，能量转换效率高。另外针对不同的起吊重量，重物重量大时，储能重锤多升降;重物重量轻或空钩时，储能重锤少升降或不升降，以提高重物势能利用率。
[0024]所述的交-直-交变频模块包括整流模块、直流母线与逆变模块，与驱动起吊装置的电机Ml、控制驱动储能重锤的电机M2共同由PLC控制器控制，所述的电机Ml、电机M2与PLC控制器连接，所述的PLC控制器还连接有负荷传感器2。所述的整流模块9与PLC控制器11之间还设有电压继电器10，所述的整流模块9与PLC控制器11通过直流母线DC连接，且与电机Ml、电机M2的直流母线相连接。可升降的储能重锤由电机卷筒机构驱动，该电机由交-直-交变频模块驱动，该电机的交-直-交变频模块直流母线与起重设备起升电机的交-直-交变频模块直流母线相连;另外，利用检测装置检测起吊重量，检测信号送至PLC控制器，PLC控制器运算后发出相应的频率控制信号，当重载时，输出给交-直-交变频模块的频率比较高，储能重锤多升降；载荷减轻时，输出频率降低，储能重锤少升降；若载荷过轻，储能重锤不升降。工频50HZ交流供电线路经整流模块9送电至直流母线DC，再由第一逆变模块12提供频率可调的交流电给电机Ml，频率的大小由PLC控制器11控制，电机Ml变频驱动港口起重设备I的起吊装置及重物8。当起吊装置及重物8下降，速度过快或减频降速时，起升电机Ml超过同步转速后，在电机Ml的反电动势E大于直流母线DC的额定电压U时，电机Ml不仅不需要消耗直流母线的电能，反而向直流母线送电，即处于回馈制动状态，起吊装置及重物8的势能转换成电能回馈到直流母线DC ο直流电压继电器1的动作电压调为比直流母线DC的额定电压U略高，若回馈时直流母线DC的电压2直流电压继电器10的动作电压，直流电压继电器1发出启动信号给PLC控制器11，允许储能重锤6上升进行储能。电机M2由PLC控制器11控制，经减速器15减速增大扭矩后驱动卷筒16，收放钢丝绳18从而升降储能重锤6。安全制动器14在紧急情况下，可对储能重锤6进行紧急制动，实现安全保护。另外针对不同的起吊重量，负荷传感器2将吊重负荷信号送到PLC控制器11进行运算，满载时PLC控制器11输出最大频率给第二逆变模块13，储能重锤的驱动电机M2以最高转速运行，储能重锤6上升最多，储能也最多，非满载时PLC控制器11按一定比例输出频率信号，储能重锤的驱动电机M2的转速有所降低，储能重锤6上升少，重锤储能减少。当起吊装置及重物8起吊上升，则动作过程与上述相反，PLC控制器11输出控制信号给储能重锤的驱动电机M2下降，同样产生回馈电流到直流母线DC，储能重锤的势能释放，助力起吊，若起吊装置及重物8的重量大，则M2的频率高，单位时间内储能重锤下降高度多，多放能;若起吊装置及重物8的重量小，储能重锤下降少，少放能;若起吊装置及重物8的重量过小，比如低于额定重量的30%，此比例在PLC编程时可调，PLC控制器11发出停止信号给驱动电机M2，储能重锤不下降，不放能，提高储能的利用率。逆变模块13可单独设置，也可以与港口起重设备的其它机构的逆变模块共用以减少投入成本。
[0025]所述的储能重锤6设有重锤支撑箱架5，所述的重锤支撑箱架5包括活动支撑块23、弹簧拉杆组件20与伸缩推杆21，所述的活动支撑块23通过销轴22铰接在重锤支撑箱架5的支座上，所述的弹簧拉杆组件20与伸缩推杆21的分别一端与活动支撑块23连接，另一端固定在重锤支撑箱架5的上端，所述的储能重锤6的上端还设有与活动支撑块23适配的三角支撑块24。从而使在风速过高或港口起重设备长时间停机不用时，储能重锤能够被自动支撑以实现安全保护。当大风来临前或港口起重设备长时间停用时，可单独控制电机M2起吊储能重锤6，起吊过程中，储能重锤6三角支撑块的斜面c可自动滑过活动支撑块23的斜面b，弹簧拉杆组件20被拉长，在储能重锤6三角支撑块越过活动支撑块23之后，弹簧拉杆组件20的弹力使活动支撑块23自动恢复原始位置准备支撑，接着电机M2下放储能重锤6，储能重锤6三角支撑块的下表面d落到活动支撑块23的上表面a之上，从而储能重锤6被支撑不会掉落，以实现安全保护。当港口起重设备和储能重锤6需要投入工作，PLC控制器11发出信号，储能重锤6先提升一定高度，然后伸缩推杆21伸出驱动活动支撑块23绕销轴22旋转，储能重锤6可放下，从而投入工作。
[0026]所述的重锤支撑箱架5内还设有限制储能重锤6最大起吊高度的限位开关19。所述的驱动卷筒16上还设有提供转速反馈信号和限制储能重锤最低下放行程的旋转编码器17。限位开关19是储能重锤6最大起吊高度限位开关，并结合旋转编码器17，可限制储能重锤6最低下放高度，防止出现超行程，实现安全保护。
[0027]所述的钢丝绳18两端分别与上滑轮组及支架3和卷筒16连接，并绕过储能重锤6的滑轮对储能重锤6进行吊重。
[0028]所述的重锤升降机组4包括电机M2与驱动钢丝绳18以升降储能重锤6的驱动卷筒16，所述的电机M2与驱动卷筒16之间还设有减速器15。
[0029]所述的电机M2与减速器15之间还设有用于对储能重锤6进行紧急制动的安全制动器14。
【主权项】
1.一种用于港口起重设备的节能装置，包括储能重锤(6)与重锤升降机组(4)，所述的储能重锤(6)与重锤升降机组(4)之间通过钢丝绳(18)连接，所述的钢丝绳(18)由上滑轮组及支架(3)支撑，所述的重锤升降机组(4)采用交-直-交变频模块驱动。2.根据权利要求1所述的一种用于港口起重设备的节能装置，其特征在于，所述的交-直-交变频模块驱动包括整流模块(9 )与PLC控制器(11)以及控制驱动起吊装置(8 )的电机Ml、控制驱动储能重锤(6)的电机M2，所述的电机Ml、电机M2与PLC控制器(11)连接，所述的电机Ml、电机M2与PLC控制器(11)之间还设有第一逆变模块(12 )和第二逆变模块(13)，所述的PLC控制器(11)还连接有负荷传感器(2)。3.根据权利要求2所述的一种用于港口起重设备的节能装置，其特征在于，所述的整流模块(9)与PLC控制器(11)之间还设有电压继电器(10)，所述的整流模块(9)与电机Ml、电机M2的直流母线相连接。4.根据权利要求1所述的一种用于港口起重设备的节能装置，其特征在于，所述的储能重锤(6)与上滑轮组及支架(3)之间还设有用于支撑储能重锤(6)的支撑固定机构。5.根据权利要求4所述的一种用于港口起重设备的节能装置，其特征在于，所述的支撑固定机构包括重锤支撑箱架(5)，所述的重锤支撑箱架(5)包括活动支撑块(23)、弹簧拉杆组件(20)与伸缩推杆(21)，所述的活动支撑块(23)通过销轴(22)铰接在重锤支撑箱架(5)的支座上，所述的弹簧拉杆组件(20)与伸缩推杆(21)的一端分别与活动支撑块(23)连接，另一端固定在重锤支撑箱架(5)的上端，所述的储能重锤(6)的上端还设有与活动支撑块(23)适配的三角支撑块(24)。6.根据权利要求5所述的一种用于港口起重设备的节能装置，其特征在于，所述的重锤支撑箱架(5)内还设有限制储能重锤(6)最大起吊高度的限位开关(19)。7.根据权利要求1所述的一种用于港口起重设备的节能装置，其特征在于，所述的重锤升降机组(4)包括电机M2与驱动钢丝绳(18)升降储能重锤(6)的驱动卷筒(16)，所述的电机M2与驱动卷筒(16)之间还设有减速器(15)。8.根据权利要求7所述的一种用于港口起重设备的节能装置，其特征在于，所述的钢丝绳(18)两端分别与上滑轮组及支架(3)和驱动卷筒(16)连接，并绕过储能重锤(6)的滑轮对储能重锤(6)进行吊重。9.根据权利要求7所述的一种用于港口起重设备的节能装置，其特征在于，所述的电机M2与减速器(15)之间还设有用于对储能重锤(6)进行紧急制动的安全制动器(14)。10.根据权利要求8所述的一种用于港口起重设备的节能装置，其特征在于，所述的驱动卷筒(16)上还设有提供转速反馈信号和限制储能重锤(6)最低下放行程的旋转编码器(17)。
【文档编号】B66C13/12GK205500597SQ201620245231
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年3月29日
【发明人】韦家础
【申请人】浙江国际海运职业技术学院