一种起重机转场用电池电源的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了起重机转场用电池电源，与市电电源并联有电池放电装置，电池放电装置包括主控制器、整流回馈装置和电池组，整流回馈装置与市电电源电连接，整流回馈装置通过变压器与第二开关电连接，电池组与整流回馈装置电连接，整流回馈装置采集市电电源的电信号波形，并将电池组经整流回馈装置输出的电信号波形与市电电源的电信号波形进行对比后并调整同步，逆变器完成调整后输出完成信号，主控制器根据该完成信号控制市电电源与电池放电装置之间的切换，整流回馈装置由多个整流管串并联而成，且每一路整流管均电连接有电抗器。本实用新型能充分发挥电池的储能优势、节约能耗且保证电源切换时不断电。
【专利说明】一种起重机转场用电池电源
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种起重机用电池电源。
【背景技术】
[0002]目前的起重机供电系统有柴油机供电、柴油机和市电切换供电、市电(轨道滑触线)供电、电池组和市电切换供电等。后两者所采用的方式，由于取消了柴油发电机组而极大的降低了能源的消耗。
[0003]港口起重机在无外围电源期间短期使用的供电配套设备，仅靠发电机组给整台起重机供电，这样极大地浪费起重机燃油消耗和增加废气排放。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是要提供一种能充分发挥电池的储能优势、节约能耗且保证电源切换时不断电的起重机转场用电池电源。
[0005]本实用新型实现上述目的的技术方案是，一种起重机转场用电池电源，在外接市电电源和起重机电气设备电源之间串联有第一开关，其创新点在于:与市电电源并联有电池放电装置，电池放电装置与起重机电气设备电源之间串联有第二开关，所述电池放电装置包括主控制器、整流回馈装置和电池组，整流回馈装置与市电电源电连接，整流回馈装置通过变压器与第二开关电连接，电池组通过第三开关与整流回馈装置电连接，整流回馈装置采集市电电源的电信号波形，并将电池组经整流回馈装置输出的电信号波形与市电电源的电信号波形进行对比后并调整同步，整流回馈装置完成调整后输出完成信号，完成信号经由通讯线路输出至主控制器，主控制器根据该完成信号控制市电电源与电池放电装置之间的切换，所述整流回馈装置由多个开关管串并联而成，且每一路开关管均电连接有电抗器。
[0006]其进一步的创新点在于:还包括电池充电器和电池管理器，所述电池充电器与电池组电连接，电池管理器、主控制器与整流回馈装置之间通过CAN-Open总线连接。
[0007]本实用新型采用电池组和市电切换供电的方式，由于取消了柴油发电机组而极大的降低了能源的消耗，实现了绿色节能环保；由于整流回馈装置完成调整后能输出完成信号，完成信号经由通讯线路输出至主控制器，主控制器根据该完成信号控制市电电源与电池放电装置之间的切换，因此能保证电源切换时不断电。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本实用新型的结构框图。
【具体实施方式】
[0009]以下结合附图对本实用新型做进一步详细描述。
[0010]一种起重机转场用电池电源，在外接市电电源和起重机电气设备电源之间串联有第一开关1，与市电电源并联有电池放电装置2，电池放电装置2与起重机电气设备电源之间串联有第二开关7，所述电池放电装置2包括主控制器3、整流回馈装置4和电池组5，整流回馈装置4与市电电源电连接，整流回馈装置4通过变压器8与第二开关7电连接，电池组5通过第三开关6与整流回馈装置4电连接，整流回馈装置4采集市电电源的电信号波形，并将电池组5经整流回馈装置4输出的电信号波形与市电电源的电信号波形进行对比后并调整同步，整流回馈装置4完成调整后输出完成信号，完成信号经由通讯线路输出至主控制器3，主控制器3根据该完成信号控制市电电源与电池放电装置2之间的切换，所述整流回馈装置4由多个开关管串并联而成，且每一路开关管均电连接有电抗器。还包括电池充电器9和电池管理器10，所述电池充电器9与电池组5电连接，电池管理器10、主控制器3与整流回馈装置4之间通过CAN-Open总线连接。
[0011 ] 本方案是开发一种新型双向变流器与高能充放电电池结合在一起，是针对港口起重机应用而提出的新型电池动力方案，专门为港口起重机在无外围电源期间短期使用的供电配套设备。在系统实现自我控制、保护和管理的前提下，将电池动力系统应用在起重机三相交流电源侧。
[0012]针对港口起重机“油改电”后的特点，起重机在外部电源供电区段内运行时取供电电源，在供电区段外时，使用机上原配柴油发电机组供电。我们提出的方案是:使用一套专用电池放电装置，将电池内储存的能量转变为三相电源输出，替代柴油发电机组，供给起重机在供电区段外时的电源。
[0013]在电源侧加入电池系统，利用电池的储存能量供应起重机在电源切换期间的运行需求。
[0014]向上提起重物时消耗能量，下放重物时回馈能量的特点，将起重机下放时的能量回收储存在电池内，在起重机上提时释放能量，并与发电机组配合共同给整台起重机供电，这样极大地节约起重机燃油消耗和废气排放。
[0015]在起重机的三相交流进线供电侧，将电池系统输出与外部电源通过特殊的切换回路连接在一起，这样起重机将可以在2路电源中取I路做工作电源。
[0016]本方案的优点是，连接简单方便，充分发挥电池的储能优势，利用目前电池新产品的储能大的优势，新产品可以应用在多种供电模式的起重机上，并根据起重机的工作特性做最佳的效能配合。考虑到能效和成本，电池系统电源最多可以供起重机从码头中间行走到维修区，时间大约为1.5小时，期间不能起吊任何重物。整流回馈装置4，不但能控制能量的流向，还能控制逆变电源的同步相位；随着电池能量的损失，电池电压将会下降，在电池容量在允许运行的范围内可以保证逆变电源输出的稳定。
[0017]主控制器3，使用带有多种工业通讯接口的PLC控制器为核心，通过CAN-Open通讯方式读取电池管理器10的电池参数，控制整流回馈装置4的能量方向，以及与上位起重机控制系统信号联锁。
[0018]与起重机控制系统的联锁信号，设计时考虑为适应不同的机型，采用信号触点形式输出和输入。
[0019]图中箭头表示不同控制状态下能量的流向。
[0020]能量流(I):在起重机需要时，控制整流回馈装置4将电池组5电能输出到起重机。[0021 ] 能量流(2):在起重机连接外部电源时，可以通过整流回馈装置4将能量向电池组5充电。
[0022]当市电电源正常时，市电电源直接供起重机电气设备电源使用，电池放电装置2处于待机状态；当市电电源向电池放电装置2也即电池电源切换时，电池放电装置2内部具有电池组5，通过同步控制将输出波形与市电波形调整为一致后，将电池组5的电源经过整流回馈装置4输出提供给起重机电气设备电源，自动断开市电电源连接；电池放电装置2也即电池电源向市电电源切换时，检测市电波形与电池电源波形同步后，市电电源接通供起重机电气设备电源使用，电池放电装置2转为待机状态，断开电池回路和整流回馈装置输出，接通电池充电回路也即电池充电器9开始工作。本实用新型将市电电源作为同步检测的基准，针对经由整流回馈装置4的电池组5电源作为调整对象，并输出调整信号和同步信号，同步调整信号输出调整整流回馈装置4，使得整流回馈装置4输出波形与市电电源同步，完成调整后输出完成信号。主控制器3根据这个完成信号控制切换过程。也即电池组5的电源配合市电电源工作，采集市电电源的电压和波形做同步基准，与电池组5经整流回馈装置4输出后的波形做对比，调整整流回馈装置的输出波形与市电波形同步后，进行电源切换。电池充电由电池充电器9完成，在电池释放能量时不对电池组5充电。
【权利要求】
1.一种起重机转场用电池电源，在外接市电电源和起重机电气设备电源之间串联有第一开关(1)，其特征在于:与市电电源并联有电池放电装置(2)，电池放电装置(2)与起重机电气设备电源之间串联有第二开关(7)，所述电池放电装置(2)包括主控制器(3)、整流回馈装置(4)和电池组(5)，整流回馈装置(4)与市电电源电连接，整流回馈装置(4)通过变压器(8)与第二开关(7)电连接，电池组(5)通过第三开关(6)与整流回馈装置(4)电连接，整流回馈装置(4)采集市电电源的电信号波形，并将电池组(5)经整流回馈装置(4)输出的电信号波形与市电电源的电信号波形进行对比后并调整同步，整流回馈装置(4)完成调整后输出完成信号，完成信号经由通讯线路输出至主控制器(3)，主控制器(3)根据该完成信号控制市电电源与电池放电装置(2)之间的切换，所述整流回馈装置(4)由多个开关管串并联而成，且每一路开关管均电连接有电抗器。
2.根据权利要求1所述的起重机转场用电池电源，其特征在于:还包括电池充电器(9)和电池管理器(10)，所述电池充电器(9)与电池组(5)电连接，电池管理器(10)、主控制器(3)与整流回馈装置(4)之间通过CAN-Open总线连接。
【文档编号】H02J7/00GK203840017SQ201420207757
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年4月28日 优先权日:2014年4月28日
【发明者】赵彪, 杜波, 顾梁, 顾卫锋, 李进琳, 吴强, 张盘生 申请人:常州基腾电气有限公司