专利名称：轮胎臂架式起重机的动力驱动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于轮胎臂架式起重机，尤其涉及一种轮胎臂架式起重机的 动力驱动装置。
背景技术：
轮胎臂架式起重机是港口码头和各种建筑工程最常用的装卸机械，可以 长距离行驶，灵活转换作业场地，机动性好。目前一种轮胎臂架式起重机的 动力驱动是采用内燃机带动发电机组发电再驱动电动机进行重物提升作业。 其作业特点是周期性、间歇作业，频繁将数吨到几十吨的货物上升和下降、 起动和制动。由于在超大负荷变化下，要求短短几秒内完成起动和制动，需
要很大的功率，则给传统轮胎臂架式起重机带来如下不利因素
1. 要求内燃机及发电机供电的装机容量很大。为了适应轮胎臂架式起重 机短时大功率的运行要求，以内燃机供电的轮胎臂架式起重机动力装置中必 须配备大容量大功率的发电机，大大加重轮胎臂架式起重机整机容量，而在 起动时，内燃机必须加大油门，快速大量供油，由此严重导致柴油机噪声增 大，燃料燃烧不完全，并排放黑烟，造成环境污染，同时增加油耗，加大了 运营成本；
2. 轮胎臂架式起重机工作过程中再生能量没有得到合理利用。轮胎臂架 式起重机的下降势能只能通过能耗制动的方式消耗掉，既浪费能源又增加整 才几的热污染；
3. 冲击很大，轮胎臂架式起重机整机运行不够平稳。由于大功率的短时 频繁起动，对机组负荷及整机的电力系统冲击很大，容易造成电器设备损坏。
实用新型内容
3本实用新型是为了克服现有技术中的不足，提供一种轮胎臂架式起重机 的动力驱动装置，利用超级电容回》11^重机起升才几构下降时的势能，作为所 需能量，可以减少能量回馈时对起重机电力系统的冲击，大大减小了整机装 机容量。
本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现 一种轮胎臂架式 起重机的动力驱动装置，包括内燃机、交流发电机组和电动机组成的动力驱 动装置，其特征是所述动力驱动装置的交流发电机组通过直流母线依次连 接整流器、稳压电容、逆变器和电动机，在直流母线上并联有电力储能装置。
所迷电力储能装置由超级电容、双向DC/DC变换器、DSP控制器、能耗 单元组成，超级电容经双向DC/DC变换器并联到直流母线的稳压电容上，DSP 控制器与双向DC/DC变换器及能耗单元连接，能耗单元与直流母线并联。
所述能耗单元由动态緩冲器和能耗电阻组成，所述动态緩冲器与DSP控 制器连接并通过能耗电阻与直流母线并联。
本实用新型有益效果采用了利用超级电容的电力储能装置，实现超级 电容与发电机组共同为系统供电，有效改善轮胎臂架式起重机动力装置平稳 性。同时具有如下优点
1. 运用超级电容回收起升机构反馈的再生能量作为工作所需能量，节省 能量；
2. 使用超级电容作为辅助动力源对系统供电，无噪音，还可以减少整机 装机容量；
3. 再生能量的回收再利用减少了由于回收能量的回馈对起重机电力系统 的冲击。
图l本实用新型的电路连接原理图； 图2是系统控制流程图。
具体实施方式
以下结合较佳实施例，对依据本实用新型提供的具体实施方式
详述如下一种轮胎臂架式起重机的动力驱动装置，包括内燃机、交流发电机組和 电动机组成的动力驱动装置，所述动力驱动装置的交流发电机组通过直流母 线依次连接整流器、稳压电容、逆变器和电动机，在直流母线上并联有电力
储能装置。所述电力储能装置由超级电容、双向DC/DC变换器、DSP控制器、 能耗单元组成，超级电容经双向DC/DC变换器并联到直流母线的稳压电容上， DSP控制器与双向DC/DC变换器及能耗单元连接，能耗单元与直流母线并联。 所述能耗单元由动态緩冲器和能耗电阻组成，所述动态緩冲器与DSP控制器 连接并通过能耗电阻与直流母线并联。
工作原理交流发电机组从空载启动开始给超级电容充电，当超级电容 充电到一定程度停止充电，进入发电机组与超级电容协调工作阶段。当起升 电动机处于能量回馈状态时，能量由直流母线经双向DC/DC转换器对超级 电容充电。此时实时检测直流母线电压与超级电容电压。当超级电容电压超 过设定最高值而直流母线电压继续上升时，认为电容能量已充满，多余势能 转由动态緩冲器(能耗单元)消耗掉。当各机构处于能量消耗状态时，由超 级电容经双向DC/DC转换器给各机构工作电机供电。发电机组与直流母线 连接处有功率整流管保证超级电容放电电流无法流回发电机组而全部供给工 作机构。此时实时检测直流母线电压与超级电容电压。当超级电容电压低于 设定的最低值而直流母线电压继续下降时，认为电容能量已放光，工作初韵 转由发电机组供电继续工作。DSP控制器监测直流母线电压的变化情况，当 起升机构电机再生反馈电能引起直流母线电压上升时，超级电容进入充电状 态，随着超级电容的不断充电，其端电压上升，超级电容吸收了起升机构反 馈的再生能量。当工作机构处于需要供能动作时，工作机构电机工作导致直 流母线电压下降，超级电容放电，随着超级电容不断放电，其端电压下降， 超级电容储存的电能逐步释放。
设置电力储能装置可以减小内燃机的功率配置，让其始终工作在额定的 高效区域附近，燃料燃烧充分，既减少废气排放又降低整机噪声污染，同时 能耗电阻基本不发热，减少对环境造成的热污染。采用的超级电容是一种新型储能元件，储能过程是可逆的，其电容量可高达法拉级甚至上万法拉，能
够实现快速大电流充放电，并比蓄电池具有更高的功率密度(可达l,000W/kg 数量级)和更长的循环使用寿命(充放电次数可达100万次)，同时可在低温等 极端恶劣的环境中使用，并且无环境污染。超级电容经双向DC/DC变换器并 联到直流母线上，实现超级电容与发电机组共同为系统供电。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的结 构作任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作 的任何筒单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术方案的范围 内。
权利要求1. 一种轮胎臂架式起重机的动力驱动装置，包括内燃机、交流发电机组和电动机组成的动力驱动装置，其特征是所述动力驱动装置的交流发电机组通过直流母线依次连接整流器、稳压电容、逆变器和电动机，在直流母线上并联有电力储能装置。
2、 根据权利要求1所述的轮胎臂架式起重机的动力驱动装置，其特征是 所述电力储能装置由超级电容、双向DC/DC变换器、DSP控制器、能耗单元 组成，超级电容经双向DC/DC变换器并联到直流母线的稳压电容上，DSP控 制器与双向DC/DC变换器及能耗单元连接，能耗单元与直流母线并联。
3、 根据权利要求2所述的轮胎臂架式起重机的动力驱动装置，其特征 是所述能耗单元由动态緩沖器和能耗电阻组成，所述动态緩冲器与DSP控 制器连接并通过能耗电阻与直流母线并联。
专利摘要本实用新型涉及一种轮胎臂架式起重机的动力驱动装置，包括内燃机、交流发电机组和电动机组成的动力驱动装置，其特征是所述动力驱动装置的交流发电机组通过直流母线依次连接整流器、稳压电容、逆变器和电动机，在直流母线上并联有电力储能装置。本实用新型有益效果采用了利用超级电容的电力储能装置，实现超级电容与发电机组共同为系统供电，有效改善轮胎臂架式起重机动力装置平稳性。同时具有如下优点1.运用超级电容回收起升机构反馈的再生能量作为工作所需能量，节省能量；2.使用超级电容作为辅助动力源对系统供电，无噪音，还可以减少整机装机容量；3.再生能量的回收再利用减少了由于回收能量的回馈对起重机电力系统的冲击。
文档编号H02P3/18GK201284192SQ200820075048
公开日2009年8月5日 申请日期2008年6月17日 优先权日2008年6月17日
发明者余红飞, 周新民, 张明江, 勋 李, 华 李, 李志俊, 明 杜, 王旺生, 董明望, 陈永安, 黄力军 申请人:天津港(集团)有限公司;武汉理工大学;中国长江航运集团红光港机厂