[實用新型]一種船用抓斗挖掘機的節能裝置

有效

• 申請號: 201120563712.6
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN202544010U
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 宓祖田;劉金濤;肖奇斌;曾軍;薛有民
• 申請（專利權）人: 杭州杭重工程機械有限公司
• 主分類號: E02F9/20
• 分類號: E02F9/20
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所 33209
• 代理人: 董力平

技術領域

本實用新型涉及一種船用抓斗挖掘機的節能裝置，特別是一種利用超級電容作為緩沖動力源的節能裝置，應用于船用抓斗挖掘機中。?

背景技術

現有的在能源日趨嚴峻的今天，節能減排已經成為了社會跟企業共同關注的話題。因為它不僅能夠減少社會的能源損耗，減輕環境的負擔，而且能夠增加企業的經濟效益。?

船用抓斗挖掘機因為作業情況的特殊性，抓斗從高位置下放到水下，抓取水下泥沙，升高到高位置，轉動到卸載船位置。卸載泥沙，然后再轉會原來位置，完成一個作業周期。?

在整個過程中，抓斗提升跟回轉需要消耗外部能量，在抓斗下放跟回轉制動過程中產生再生能量，此部分能量目前的處理方法是通過能耗電阻消耗掉，白白浪費掉。具體為船用抓斗挖掘機采用的是PLC變頻控制系統，在產生再生能量時，交流電機工作在發電狀態，電能回饋到直流母線，使直流母線電壓升高，制動單元（DBU）檢測直流母線電壓，當母線電壓升高到制動單元打開的設定值時，DBU的IGBT打開，電流通過能耗電阻，以熱能的方式消耗再生制動能量，從而使母線電壓保持在正常范圍內。按照能量守恒，理論上整個作業過程所需消耗的能量只需要目前所需消耗的60%。這就意味著目前有40%的能量是白白浪費了，這些包括了：抓斗下放過程中和回轉制動過程中消耗在能耗電阻上的制動能量，以及能量轉換過程中產生的消耗等等。?

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種結構設計合理、能高效的回收浪費的能量、工作安全可靠、運行穩定的船用抓斗挖掘機的節能裝置。?

本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案是該船用抓斗挖掘機的節能裝置，其特點是：由電流互感器、提升變頻器、提升電機、回轉變頻器、回轉電機、超級電容器組件、電容管理及其均衡組件和DC/DC轉換裝置組成，所述DC/DC轉換裝置由正反兩個方向工作的雙向DC/DC轉換裝置與單向DC/DC轉換裝置組成，所述提升變頻器、回轉變頻器和電容管理及其均衡組件與發電機組相連，所述提升變頻器和回轉變頻器并聯設置，所述提升變頻器與提升電機串連，所述回轉變頻器與回轉電機串連，所述雙向DC/DC轉換裝置一端與提升變頻器直流母線相連，一端與超級電容相連，所述單向DC/DC轉換裝置一端與回轉變頻器相連，一端與超級電容相連，所述DC/DC轉換裝置設有電源電路，控制電路，所述電源電路與電容管理及其均衡組件相連，所述控制電路與電容管理及其均衡組件和電流互感器相連。?

本實用新型所述的DC/DC轉換裝置的220V電源電路與電容均衡及其管理組件相連。由電容均衡及其管理組件供電。?

本實用新型所述的DC/DC轉換裝置的升壓信號端、降壓信號端、反饋端與電容均衡及其管理組件相連。?

本實用新型所述的雙向DC/DC轉換裝置的控制電路與電流互感器相連。?

本實用新型所述的雙向DC/DC轉換裝置與提升變頻器相連的導線上設置有雙向DC/DC電壓自檢裝置、雙向DC/DC電流自檢裝置。?

本實用新型所述的單向DC/DC轉換裝置與回轉變頻器相連的導線上設置有單向DC/DC電壓自檢裝置、單向DC/DC電流自檢裝置。?

本實用新型還設置有節能柜，所述的DC/DC轉換裝置、電容管理及其均衡組件、超級電容器組件設置在節能柜中。?

本實用新型同現有技術相比具有以下優點及效果：?

（1）功率補償功能——該節能裝置可在保證主機性能及各項技術參數符合要求的前提下，降低主機發動機功率，減少發動機組的負荷，從而達到節能的目的。

（2）再生能源回收功能——該裝置在挖掘機的抓斗下降的過程中，可高效的回收下降過程所產生的再生電能，將這些電能貯存在電容器中，以便再次利用。?

（3）延長發動機壽命——該系統可以改善發動機的運行工況，降低對發動機的沖擊，使發動機始終平穩的工作在輕負荷下。?

（4）節油功能——采用了該裝置以后，發動機的運行工況得以改善，提高了燃油利用率，并且該裝置能高效回收抓斗下降過程中產生的再生電能，從而降低了發動機的油耗。?

本實用新型技術方案的使用，有效的把消耗在能耗電阻上的再生能量儲存起來加以利用，不但可以減少浪費，而且還可以降低對柴油機功率的需求。由此可以得知，儲存和利用船用抓斗挖掘機再生制動能量的研究與運用將有重大的現實意義和經濟利益。整個裝置設計合理，工作過程智能可靠。?

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。?