一种轮胎式龙门起重机的双动力节能系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及新能源应用领域，特别涉及一种轮胎式龙门起重机的双动力节能系统。
【背景技术】
[0002]伴随着世界经济的发展，工业生产及交通运输等对石油的依赖程度越来越高，随之而来的温室效应、生态恶化等环境问题日益突出，如何保持经济与环境和谐发展成为全球关注的焦点，码头的常规轮胎式龙门起重机(简称RTG)采用单一发电机组为动力，燃油效率不足30% ;主要原因如下:
[0003]1)装机容量大:由于必须满足RTG短时最高负荷需求，发电机组功率必须按RTG最高需求设计，比RTG实际作业平均功率约大8倍；
[0004]2)燃油效率低:发电机组在最佳经济油耗区运转时，其能源效率是最佳的，轮胎式龙门起重机(RTG)工作时，为了确保控制系统及工作机构的正常供电，发电机组的输出功率必须高于RTG的动力需求，发电机组要不间断地在额定转速下运行，因为RTG不同工况的功率需求不同，发电机组需要实时调整输出功率使之与RTG的功率需求匹配，大部分时间都偏离最佳经济油耗区运转，能源效率低下。
[0005]3)无制动能量回收功能:RTG的起升机构下降、小车运行和大车行走机构减速制动时，因无储能系统，导致回馈的能量无法存储，必须通过能耗电阻实时消耗掉。
【实用新型内容】
[0006]为了克服上述不足，本实用新型的目的是提供一种轮胎式龙门起重机的双动力节能系统，可以提高RTG的能源利用效率，降低RTG的整体能耗，节能减排。
[0007]本实用新型解决其技术问题的技术方案是:
[0008]—种轮胎式龙门起重机的双动力节能系统，分别与辅助用电设备、工作机构连接，所述工作机构包括小车运行机构、大车行走机构和起升机构，所述小车运行机构包括小车运行机构变频器和小车运行机构电机，所述大车行走机构包括大车行走机构变频器和大车行走机构电机，所述起升机构包括起升机构变频器和起升机构电机;包括系统控制器、电池组及管理系统、发电机组、单向DC/AC逆变电源、单向DC/DC直流电源和辅助变压器;所述发电机组分别与所述电池组及管理系统、系统控制器、辅助变压器、单向DC/AC逆变电源和工作机构连接;所述辅助变压器与所述辅助用电设备连接;所述电池组及管理系统通过直流母线依次与所述工作机构、单向DC/AC逆变电源、单向DC/DC直流电源连接;所述单向DC/DC直流电源与控制电源连接。
[0009]作为本实用新型的一种改进，所述电池组的电压工作范围与所述工作机构的变频器电压工作范围相匹配。
[0010]作为本实用新型的进一步改进，所述电池组的充电功率大于所述工作机构的最大回馈能量功率。
[0011]所述发电机组的输出功率大于轮胎式龙门起重机RTG的功率需求，所述电池组输出功率大于轮胎式龙门起重机RTG的功率需求，所述发电机组与所述电池组形成双动力。
[0012]本实用新型采用一套电池组作为主动力电源，电池组可满足RTG在一段时间内的全电作业，实现动力源输出功率与设备功率需求全程完全匹配，提高能源效率;实现RTG制动能量回收并循环利用;发电机组一旦工作便控制在最佳能效下输出功率，能源效率最高；实现发动机不过载、不冒黑烟;缩短发电机组运行时间、延长维护保养周期;在本实用新型中，可以提高RTG的能源利用效率，达到降低RTG的整体能耗的效果，节能减排。
【附图说明】
[0013]为了易于说明，本实用新型由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。
[0014]图1为本实用新型的结构连接框图；
[0015]图2为本实用新型中发电机组中发动机的万有特性曲线图(此处以柴油发动机为例)；
[0016]附图标记:1-系统控制器，2-电池组及管理系统，3-发电机组，4-单向DC/AC逆变电源，5-单向DC/DC直流电源，6-辅助变压器，7-起升机构变频器，8-小车运行机构变频器，9-大车行走机构变频器，10-起升机构电机，11-小车运行机构电机，12-大车行走机构电机。
【具体实施方式】
[0017]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0018]如图1、图2所示，本实用新型的一种轮胎式龙门起重机的双动力节能系统，分别与辅助用电设备、工作机构连接，工作机构包括小车运行机构、大车行走机构和起升机构，小车运行机构包括小车运行机构变频器8和小车运行机构电机11，大车行走机构包括大车行走机构变频器9和大车行走机构电机12，起升机构包括起升机构变频器7和起升机构电机10。
[0019]本实用新型的一种轮胎式龙门起重机的双动力节能系统包括系统控制器1、电池组及管理系统2、发电机组3、单向DC/AC逆变电源4、单向DC/DC直流电源5和辅助变压器6等；发电机组3分别与电池组及管理系统2、系统控制器1、辅助变压器6、单向DC/AC逆变电源4、工作机构连接;辅助变压器6与辅助用电设备连接；电池组及管理系统2通过直流母线依次与工作机构、单向DC/AC逆变电源4、单向DC/DC直流电源5连接;所述单向DC/DC直流电源5与控制电源连接。
[0020]如图1所示，在本实用新型中，电池组及管理系统2与RTG的变频器的直流母线并联，为RTG提供动力以及辅助电源、24V单向DC/DC直流电源5供电；另外，当RTG有逆变能量回馈时，通过直流母线给单向DC/AC逆变电源4供电或回收至电池组;单向DC/AC逆变电源4的输入端与直流母线并联，将直流电逆变转换成交流电输出，输出端连接辅助变压器6，辅助变压器6输出AC380V/220V50HZ三相四线电源，给RTG的照明、空调等辅助用电设备使用；24V单向DC/DC直流电源5的输入端与直流母线联接，输出端为RTG的控制电源供电；发电机组分两路输出，其中一路连接到RTG的起升机构变频器7的交流输入端，经整流后与直流母线并联，为RTG的工作机构、单向DC/AC逆变电源4、24V单向DC/DC直流电源5供电或给电池组充电；另一路连接到辅助变压器6的输入端，发电机组3投入正常工作时，直接为辅助用电设备供电。
[0021]发电机组3和电池组均可独立支持RTG正常作业，RTG以电池组为主动力源，输出功率与需求功率高度匹配;发电机组3间歇性工作，发电机组3—旦投入运转便控制在经济油耗区工作，发电机组要么在经济油耗区工作，要么怠速或熄火停机，节能减排的同时提高RTG动力可靠性。
[0022]进一步，电池组的电压工作范围与工作机构的变频器电压工作范围相匹配。
[0023]再进一步，电池组的充电功