絞車用電容儲能裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬機械領域，涉及一種絞車用電容儲能裝置。
【背景技術】
[0002]目前常用的各種絞車，無論是機械式(參見圖1)還是電動式(參見圖2)，都會存在以下問題:絞車是一種勢能載荷，在傳統的傳動控制系統中，當系統下放時的能量是要通過其它方式消耗以平衡下放過程重物的位能，而在提升時為滿足提升的力矩需要，要消耗較大的功率。如果將重物下放過程中的能量通過電動機逆變單元及控制器儲存在超級電容內，在提升時放出驅動電動機，可實現能量的回收及減少在提升過程的對動力系統及電源的沖擊，目前尚未有這類的絞車系統出現。
【實用新型內容】
[0003]為了解決【背景技術】中存在的上述技術問題，本實用新型提供了一種能量使用率高、結構簡單以及應用范圍廣的絞車用電容儲能裝置。
[0004]本實用新型的技術解決方案是:絞車用電容儲能裝置，其特殊之處在于:包括進線開關Q、整流單元RF、逆變單元IV、電動機M以及電容器C，所述進線開關Q與整流單元RF相連；所述整流單元RF與逆變單元IV并聯后與電容器C連接；所述逆變單元IV與絞車電動機M相連接。
[0005]還包括接口控制器10、儲能裝置控制器SC、絞車速度傳感器NW、游車載荷傳感器LT，儲能裝置控制器SC通過網絡系統或控制電纜分別與整流單元RF、逆變單元IV、接口控制器1相連接，逆變單元IV與電動機連接，逆變單元IV還與電容器C的正極連接，整流單元RF與電容器C連接，接口控制器1與絞車速度傳感器NW、游車載荷傳感器LT以及離合器CL連接，在絞車電機上安裝兩個用于測量電動機的速度和轉向的傳感器，傳感器的輸出連接至接口控制器10。
[0006]還包括離合器CL，離合器CL與接口控制器1連接。
[0007]逆變單元IV與電容器C之間還連接有電容控制器CC，電容控制器CC與逆變單元IV、整流單元RF連接；
[0008]電容器C為超級電容。
[0009]本實用新型的優點是:
[0010](I)本實用新型提供的絞車用電容儲能裝置，將絞車下放時的產生的能量不通過其它方式消耗，而是通過電動機M、逆變單元IV、儲存在電容C中，在提升時為滿足提升的力矩需要，將能量通過電容器C、逆變單元IV、電動機M提供給絞車系統，實現了能量的回收利用，并減小了絞車系統上升時對動力系統及電源的沖擊。
[0011](2)增加了電容控制器CC，可以實現調節充電電流的功能。
【附圖說明】
[0012]圖1是傳統的機械式絞車結構框架圖；
[0013]圖2是傳統的電動式絞車結構框架圖；
[0014]圖3是實施例一運用本實用新型電容儲能裝置的機械式絞車裝置結構框圖；
[0015]圖4是實施例一運用本實用新型電容儲能裝置的電動式絞車裝置結構框圖；
[0016]圖5是實施例一絞車控制的拓撲關系圖；
[0017]圖6是實施例二運用本實用新型電容儲能裝置的機械式絞車裝置結構框圖；
[0018]圖7是實施例二運用本實用新型電容儲能裝置的電動式絞車裝置結構框圖；
[0019]圖8是實施例二絞車控制的拓撲關系圖；
[0020]其中:
[0021]Q:進線開關；
[0022]RF:整流單元，實現將交流電轉換為直流電；
[0023]IV:逆變單元，實現將的對交流電動機的控制及能量的雙向傳遞；
[0024]M:電動機，驅動絞車或傳動箱；
[0025]CC:電容控制器，實現對電容器充放電控制及能量的雙向傳遞；
[0026]C:電容器，實現電能的存儲；
[0027]SC:儲能裝置控制器；
[0028]IR:整流單元電流；
[0029]BU:制動單元；
[0030]BR:制動電阻；
[0031]NW:絞車速度傳感器，安裝絞車滾筒上，測量絞車滾筒轉速；
[0032]LT:游車載荷傳感器，死繩固定器的液壓液壓管線上，測量游車系統的懸重；
[0033]CL:離合器；
[0034]Dff:絞車；
[0035]CB:鏈條箱；
[0036]MP:泥漿泵;
[0037]TB:游車；
[0038]IKF:整流單元直流輸出電流；
[0039]Icc:電容器電流；
[0040]Iiv:逆變單元直流母線側電流。
【具體實施方式】
[0041]實施例一:
[0042]本實用新型的工作原理是:將絞車系統下放時產生的位能通過電動機M、逆變單元IV及電容器C儲存起來，在提升時放出，實現能量的回收利用，減少絞車系統對電源或動力系統的沖擊。
[0043]儲能裝置的設計結構可以滿足機械及電動絞車。
[0044](I)機械絞車用電容儲能裝置
[0045]見圖3所示，此裝置的構成:包括進線開關Q、整流單元RF、逆變單元IV、驅動電動機M以及電容器C，逆變單元IV—端通過驅動電動機M與絞車并車箱或絞車連接，逆變單元IV的另一端與電容器C連接，逆變單元IV的另一端還通過整流單元RF與進線開關Q連接。進線開關Q的另一端可以連接發電機或電網。電動機M可以采用交流變頻電動機。整流單元是用于本裝置初次啟動時為電容器C充電及在工作過程中補償絞車工作過程中所消耗的能量。
[0046]機械式絞車的電動機的轉向是不變，絞車的轉向靠換擋改變方向，所以在鉆機上安裝了一個傳感器:一個傳感器作用是測量電動機的速度和轉向，傳感器的輸出與控制器的I/o模塊相連。
[0047](2)電動絞車用電容儲能裝置
[0048]見圖4所示，此裝置的構成:包括進線開關Q、整流單元RF、逆變單元IV、驅動電動機M以及電容器C，逆變單元IV—端通過驅動電動機M與電動絞車的離合器或者絞車速度傳感器連接；逆變單元IV的另一端與電容器C連接，逆變單元IV的另一端還通過整流單元RF與進線開關Q連接。進線開關Q的另一端可以連接發電機或電網。驅動電動機M可以采用交流變頻電動機。整流單元是用于本裝置初次啟動時為電容器充電及在工作過程中補償絞車工作過程中所消耗的能量。采用本實用新型的電容儲能裝置之后，省略了原本電動絞車的制動單元BU和制動電阻BR。
[0049]由圖3和圖4可見，機械絞車與電動絞車的電容儲能裝置的拓撲結構相同，電容儲能裝置具有同一性與互換性。
[0050]絞車運行分為三種狀態:
[0051]1.絞車靜止，此狀態下整流單元為電容器充電。
[0052]絞車靜止η載荷不變一整流單元能量到電容器C
[0053]a)電動機在停止狀態
[0054]b)整流單元電流Ikf流向電容器C，有以下公式:
[0055]Ic= I KF
[0056]2.絞車下放，此狀態絞車電動機為電容器充電。
[0057]絞車提升η載荷增加一電動機能量到逆變單元一逆變單元到電容器
[0058]a)電動機在發電狀態
[0059]b)逆變單元電流Iiv流向電容器C
[0060]c)整流單元電流Ikf流向電容器C，有以下公式:
[0061 ] Ic= I jv+1