一種用于港口起重設備的節能裝置的制造方法
【專利摘要】一種用于港口起重設備的節能裝置，利用儲能重錘作為起吊裝置及重物的勢能的轉換接收體，起吊裝置及重物的勢能轉換成電能回饋到直流母線，回饋電能再送到儲能重錘儲能，不存在與交流電網不同步的問題，能量回收率高；能夠針對不同的起吊裝置及重物的重量大小，進行不同程度的儲能，且起吊裝置及重物與儲能重錘基本上同時反向運動，能量利用率高。另外安全保護設置可以對儲能重錘進行自動支撐和限位，起到防大風、防止超行程等安全保護。
【專利說明】
一種用于港口起重設備的節能裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種港口起重設備領域，具體涉及一種用于港口起重設備的節能
目.0
【背景技術】
[0002]目前，公知的各種港口起重設備中，起吊的重物下降制動時以摩擦制動裝置為主、以電氣制動電阻或交-直-交流逆變回饋制動裝置為輔。采用摩擦制動或電氣制動電阻會導致重物勢能轉換成熱能白白浪費，摩擦制動還使得摩擦片因磨損損耗較快，制動電阻也存在因過熱而燒毀的問題，采用交-直-交流逆變回饋制動方式，當重物下降電機轉速超過同步轉速，電機再生的電流回送到直流側，再逆變為交流電回饋電網，逆變的交流電要求與電網同步，即隨時滿足頻率一致、相位一致、波型一致這些回饋條件，目前逆變回饋模塊的控制電路復雜成本高，但重物勢能回收利用率并不高。另外，為了重心平衡，一些港口起重設備在其尾部配置了固定式配重塊，而其中部分配重塊可設為可升降的儲能重錘。
【實用新型內容】
[0003]為了克服現有港口起重設備的重物勢能不能充分回收利用的不足的缺點，本實用新型提供一種用于港口起重設備的節能裝置。
[0004]本實用新型采用的技術解決方案是:一種用于港口起重設備的節能裝置，包括儲能重錘與重錘升降機組，所述的儲能重錘與重錘升降機組之間通過鋼絲繩連接，所述的重錘升降機組采用交-直-交變頻模塊驅動。
[0005]所述的交-直-交變頻模塊驅動包括整流模塊、直流母線與逆變模塊，與驅動起吊裝置的電機Ml、控制驅動儲能重錘的電機M2共同由PLC控制器控制，所述的電機Ml、電機M2與PLC控制器連接，所述的電機Ml、電機M2與PLC控制器之間還設有第一逆變模塊和第二逆變模塊，所述的PLC控制器還連接有負荷傳感器。
[0006]所述的整流模塊與PLC控制器之間還設有電壓繼電器，所述的整流模塊與PLC控制器通過直流母線DC連接，且與電機Ml、電機M2的直流母線相連接。
[0007]所述的儲能重錘與上滑輪組及支架之間還設有用于支撐儲能重錘的支撐固定機構。
[0008]所述的支撐固定機構包括重錘支撐箱架，所述的重錘支撐箱架包括活動支撐塊、彈簧拉桿組件與伸縮推桿，所述的活動支撐塊通過銷軸鉸接在重錘支撐箱架的支座上，所述的彈簧拉桿組件與伸縮推桿的分別一端與活動支撐塊連接，另一端固定在重錘支撐箱架的上端，所述的儲能重錘的上端還設有與活動支撐塊適配的三角支撐塊。
[0009]所述的重錘支撐箱架內還設有限制儲能重錘最大起吊高度的限位開關。
[0010]所述的鋼絲繩兩端分別與上滑輪組及支架3和卷筒16連接，并繞過儲能重錘6的滑輪對儲能重錘6進行吊重。
[0011]所述的重錘升降機組包括電機M2與驅動鋼絲繩升降儲能重錘的驅動卷筒，所述的電機M2與驅動卷筒之間還設有減速器。
[0012]所述的電機M2與減速器之間還設有用于對儲能重錘進行緊急制動的安全制動器。
[0013]所述的驅動卷筒上還設有提供轉速反饋信號和限制儲能重錘最大下放行程的旋轉編碼器。
[0014]本實用新型的有益效果是:一種用于港口起重設備的節能裝置，利用儲能重錘作為起吊裝置及重物的勢能的轉換接收體，起吊裝置及重物的勢能轉換成電能回饋到直流母線，回饋電能再送到儲能重錘儲能，不存在與交流電網不同步的問題，能量回收率高；能夠針對不同的起吊裝置及重物的重量大小，進行不同程度的儲能，且起吊裝置及重物與儲能重錘基本上同時反向運動，能量利用率高。另外安全保護設置可以對儲能重錘進行自動支撐和限位，起到防大風、防止超行程等安全保護。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型結構示意圖，也是本實用新型實施例的示意圖。
[0016]圖2為本實用新型交-直-交變頻模塊原理示意圖。
[0017]圖3為本實用新型圖1中F向視圖。
[0018]圖4為本實用新型圖1中A向視圖。
[0019]圖5為本實用新型圖1中B處放大圖。
[0020]圖6為本實用新型儲能重錘自動支撐示意圖。
[0021]圖7為本實用新型另一結構不意圖。
[0022]圖中1-港口起重設備，2-負荷傳感器，3-上滑輪組及支架，4-重錘升降機組，5-重錘支撐箱架，6-儲能重錘，7-配重塊，8-起吊裝置，9-整流模塊，10-電壓繼電器，11- PLC控制器，12-第一逆變模塊，13-第二逆變模塊，14-安全制動器，15-減速器，16-驅動卷筒，17-旋轉編碼器，18-鋼絲繩，19-限位開關，20-彈簧拉桿組件，21-伸縮推桿，22-銷軸，23-活動支撐塊，24-三角支撐塊。
【具體實施方式】
[0023]為了克服現有港口起重設備的重物勢能不能充分回收利用的不足，本實用新型提供一種用于港口起重設備的節能裝置，包括重錘升降機組4與儲能重錘6，所述的儲能重錘6與重錘升降機組4之間通過鋼絲繩18連接，所述的重錘升降機組4采用交-直-交變頻模塊驅動，港口起重設備I原配配重塊7減去了部分重量，增加了可升降的儲能重錘6，同樣能夠實現港機的重心平衡。重錘升降機組4用螺栓固定于港口起重設備I的機器房地板上，上滑輪組及支架3焊裝于港口起重設備I的機器房頂蓋，用鋼絲繩18連接重錘升降機組4的卷筒16與儲能重錘6;重錘支撐箱架5焊裝于港口起重設備I的機器房側面，銷軸活動支撐塊23用銷軸22鉸接于重錘支撐箱架5的肋板上。其中主要包含可升降的儲能重錘6，可回收、貯存和轉換再生利用重物勢能，它的功能是:起吊的重物下降且其電機Ml的轉速超過同步轉速后，儲能重錘6上升，重物勢能轉換成儲能重錘6的勢能貯存;再次進行重物起吊時，儲能重錘6貯存的勢能釋放出來助力，從而可以節省電能的消耗。重物與儲能重錘6的反向運動基本上是同時進行的，能量轉換效率高。另外針對不同的起吊重量，重物重量大時，儲能重錘多升降;重物重量輕或空鉤時，儲能重錘少升降或不升降，以提高重物勢能利用率。
[0024]所述的交-直-交變頻模塊包括整流模塊、直流母線與逆變模塊，與驅動起吊裝置的電機Ml、控制驅動儲能重錘的電機M2共同由PLC控制器控制，所述的電機Ml、電機M2與PLC控制器連接，所述的PLC控制器還連接有負荷傳感器2。所述的整流模塊9與PLC控制器11之間還設有電壓繼電器10，所述的整流模塊9與PLC控制器11通過直流母線DC連接，且與電機Ml、電機M2的直流母線相連接。可升降的儲能重錘由電機卷筒機構驅動，該電機由交-直-交變頻模塊驅動，該電機的交-直-交變頻模塊直流母線與起重設備起升電機的交-直-交變頻模塊直流母線相連;另外，利用檢測裝置檢測起吊重量，檢測信號送至PLC控制器，PLC控制器運算后發出相應的頻率控制信號，當重載時，輸出給交-直-交變頻模塊的頻率比較高，儲能重錘多升降；載荷減輕時，輸出頻率降低，儲能重錘少升降；若載荷過輕，儲能重錘不升降。工頻50HZ交流供電線路經整流模塊9送電至直流母線DC，再由第一逆變模塊12提供頻率可調的交流電給電機Ml，頻率的大小由PLC控制器11控制，電機Ml變頻驅動港口起重設備I的起吊裝置及重物8。當起吊裝置及重物8下降，速度過快或減頻降速時，起升電機Ml超過同步轉速后，在電機Ml的反電動勢E大于直流母線DC的額定電壓U時，電機Ml不僅不需要消耗直流母線的電能，反而向直流母線送電，即處于回饋制動狀態，起吊裝置及重物8的勢能轉換成電能回饋到直流母線DC ο直流電壓繼電器1的動作電壓調為比直流母線DC的額定電壓U略高，若回饋時直流母線DC的電壓2直流電壓繼電器10的動作電壓，直流電壓繼電器1發出啟動信號給PLC控制器11，允許儲能重錘6上升進行儲能。電機M2由PLC控制器11控制，經減速器15減速增大扭矩后驅動卷筒16，收放鋼絲繩18從而升降儲能重錘6。安全制動器14在緊急情況下，可對儲能重錘6進行緊急制動，實現安全保護。另外針對不同的起吊重量，負荷傳感器2將吊重負荷信號送到PLC控制器11進行運算，滿載時PLC控制器11輸出最大頻率給第二逆變模塊13，儲能重錘的驅動電機M2以最高轉速運行，儲能重錘6上升最多，儲能也最多，非滿載時PLC控制器11按一定比例輸出頻率信號，儲能重錘的驅動電機M2的轉速有所降低，儲能重錘6上升少，重錘儲能減少。當起吊裝置及重物8起吊上升，則動作過程與上述相反，PLC控制器11輸出控制信號給儲能重錘的驅動電機M2下降，同樣產生回饋電流到直流母線DC，儲能重錘的勢能釋放，助力起吊，若起吊裝置及重物8的重量大，則M2的頻率高，單位時間內儲能重錘下降高度多，多放能;若起吊裝置及重物8的重量小，儲能重錘下降少，少放能;若起吊裝置及重物8的重量過小，比如低于額定重量的30%，此比例在PLC編程時可調，PLC控制器11發出停止信號給驅動電機M2，儲能重錘不下降，不放能，提高儲能的利用率。逆變模塊13可單獨設置，也可以與港口起重設備的其它機構的逆變模塊共用以減少投入成本。
[0025]所述的儲能重錘6設有重錘支撐箱架5，所述的重錘支撐箱架5包括活動支撐塊23、彈簧拉桿組件20與伸縮推桿21，所述的活動支撐塊23通過銷軸22鉸接在重錘支撐箱架5的支座上，所述的彈簧拉桿組件20與伸縮推桿21的分別一端與活動支撐塊23連接，另一端固定在重錘支撐箱架5的上端，所述的儲能重錘6的上端還設有與活動支撐塊23適配的三角支撐塊24。從而使在風速過高或港口起重設備長時間停機不用時，儲能重錘能夠被自動支撐以實現安全保護。當大風來臨前或港口起重設備長時間停用時，可單獨控制電機M2起吊儲能重錘6，起吊過程中，儲能重錘6三角支撐塊的斜面c可自動滑過活動支撐塊23的斜面b，彈簧拉桿組件20被拉長，在儲能重錘6三角支撐塊越過活動支撐塊23之后，彈簧拉桿組件20的彈力使活動支撐塊23自動恢復原始位置準備支撐，接著電機M2下放儲能重錘6，儲能重錘6三角支撐塊的下表面d落到活動支撐塊23的上表面a之上，從而儲能重錘6被支撐不會掉落，以實現安全保護。當港口起重設備和儲能重錘6需要投入工作，PLC控制器11發出信號，儲能重錘6先提升一定高度，然后伸縮推桿21伸出驅動活動支撐塊23繞銷軸22旋轉，儲能重錘6可放下，從而投入工作。
[0026]所述的重錘支撐箱架5內還設有限制儲能重錘6最大起吊高度的限位開關19。所述的驅動卷筒16上還設有提供轉速反饋信號和限制儲能重錘最低下放行程的旋轉編碼器17。限位開關19是儲能重錘6最大起吊高度限位開關，并結合旋轉編碼器17，可限制儲能重錘6最低下放高度，防止出現超行程，實現安全保護。
[0027]所述的鋼絲繩18兩端分別與上滑輪組及支架3和卷筒16連接，并繞過儲能重錘6的滑輪對儲能重錘6進行吊重。
[0028]所述的重錘升降機組4包括電機M2與驅動鋼絲繩18以升降儲能重錘6的驅動卷筒16，所述的電機M2與驅動卷筒16之間還設有減速器15。
[0029]所述的電機M2與減速器15之間還設有用于對儲能重錘6進行緊急制動的安全制動器14。
【主權項】
1.一種用于港口起重設備的節能裝置，包括儲能重錘(6)與重錘升降機組(4)，所述的儲能重錘(6)與重錘升降機組(4)之間通過鋼絲繩(18)連接，所述的鋼絲繩(18)由上滑輪組及支架(3)支撐，所述的重錘升降機組(4)采用交-直-交變頻模塊驅動。2.根據權利要求1所述的一種用于港口起重設備的節能裝置，其特征在于，所述的交-直-交變頻模塊驅動包括整流模塊(9 )與PLC控制器(11)以及控制驅動起吊裝置(8 )的電機Ml、控制驅動儲能重錘(6)的電機M2，所述的電機Ml、電機M2與PLC控制器(11)連接，所述的電機Ml、電機M2與PLC控制器(11)之間還設有第一逆變模塊(12 )和第二逆變模塊(13)，所述的PLC控制器(11)還連接有負荷傳感器(2)。3.根據權利要求2所述的一種用于港口起重設備的節能裝置，其特征在于，所述的整流模塊(9)與PLC控制器(11)之間還設有電壓繼電器(10)，所述的整流模塊(9)與電機Ml、電機M2的直流母線相連接。4.根據權利要求1所述的一種用于港口起重設備的節能裝置，其特征在于，所述的儲能重錘(6)與上滑輪組及支架(3)之間還設有用于支撐儲能重錘(6)的支撐固定機構。5.根據權利要求4所述的一種用于港口起重設備的節能裝置，其特征在于，所述的支撐固定機構包括重錘支撐箱架(5)，所述的重錘支撐箱架(5)包括活動支撐塊(23)、彈簧拉桿組件(20)與伸縮推桿(21)，所述的活動支撐塊(23)通過銷軸(22)鉸接在重錘支撐箱架(5)的支座上，所述的彈簧拉桿組件(20)與伸縮推桿(21)的一端分別與活動支撐塊(23)連接，另一端固定在重錘支撐箱架(5)的上端，所述的儲能重錘(6)的上端還設有與活動支撐塊(23)適配的三角支撐塊(24)。6.根據權利要求5所述的一種用于港口起重設備的節能裝置，其特征在于，所述的重錘支撐箱架(5)內還設有限制儲能重錘(6)最大起吊高度的限位開關(19)。7.根據權利要求1所述的一種用于港口起重設備的節能裝置，其特征在于，所述的重錘升降機組(4)包括電機M2與驅動鋼絲繩(18)升降儲能重錘(6)的驅動卷筒(16)，所述的電機M2與驅動卷筒(16)之間還設有減速器(15)。8.根據權利要求7所述的一種用于港口起重設備的節能裝置，其特征在于，所述的鋼絲繩(18)兩端分別與上滑輪組及支架(3)和驅動卷筒(16)連接，并繞過儲能重錘(6)的滑輪對儲能重錘(6)進行吊重。9.根據權利要求7所述的一種用于港口起重設備的節能裝置，其特征在于，所述的電機M2與減速器(15)之間還設有用于對儲能重錘(6)進行緊急制動的安全制動器(14)。10.根據權利要求8所述的一種用于港口起重設備的節能裝置，其特征在于，所述的驅動卷筒(16)上還設有提供轉速反饋信號和限制儲能重錘(6)最低下放行程的旋轉編碼器(17)。
【文檔編號】B66C13/12GK205500597SQ201620245231
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月29日
【發明人】韋家礎
【申請人】浙江國際海運職業技術學院