[實用新型]輪胎臂架式起重機可再生能源回收裝置

有效

• 申請號: 201220366518.3
• 申請日: 2012-07-27
• 公開（公告）號: CN202808217U
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 陳永泰;唐靜;魏體鑒;劉潘勝;程龍;余雙;彭俊杰;吳冕;張偉華;劉凱
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B66C23/62
• 分類號: B66C23/62;B66C13/12;H02J7/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王守仁

技術領域

本實用新型涉及輪胎臂架式起重機，特別涉及一種利用超級電容組成的儲能器進行可再生能源的回收與利用的新型節能環保型輪胎臂架式起重機。

背景技術

輪胎臂架式起重機是一種應用廣泛的流動式起重機，其具有長距離行駛、靈活轉場、機動性好的特點，因而得到廣泛應用。輪胎臂架式起重機的動力裝置是柴油——發電機組，通過調速裝置分別驅動各工作機構。其特點是作業頻繁，連續不斷地將貨物起升和下降、起動和制動，負荷特性需要很大的起動功率，同時其作業特點也造成能源利用率低下，也包括了慣性制動、機械勢能、空閑損耗等多方面的能量損耗，主要表現在以下幾方面：

1．起重設備在每一個工作循環中，必然包含重物下降環節。此時，勢能轉化為動能，自身會產生一定數量的再生能量，這種可再生的能源也是起重機械中最主要的潛在可回收能源。

2．起吊和下降環節都伴隨有空載工作狀態，故空閑時間占有一定比例，此時，發動機處于怠速狀態，發動機利用不充分，空耗耗能嚴重。

3．為滿足起動瞬間和加速階段的對動力要求，其動力配置一般要大于額定噸位所需驅動功率，運行效率低，耗能嚴重。

4．絕大多數時間是搬運小于額定載荷的欠負荷運行工況，故發動機處于低功率運行，能源轉換效率低，造成浪費，對環境的污染也較為嚴重。

輪胎臂架式起重機回收與利用上述潛在的可回收能源。具有很好的節能減排效果和巨大的潛在價值，具有重要的社會意義。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種能夠回收與利用上述潛在的可再生能源的裝置，此裝置用于新型輪胎臂架式起重機的設計與傳統輪胎臂架式起重機的節能減排改造，起到節省能源消耗，降低廢氣排放和污染且使用長久的新型節能環保型輪胎臂架式起重機。

本實用新型解決其技術問題采用的技術方案是：

本實用新型提供的輪胎臂架式起重機可再生能源回收裝置，是一種在起重重物下降時，ARM處理器通過控制與驅動電路將直流電動機轉換為直流發電機，重物勢能拖動直流發電機工作并輸出電能，通過充/放電變換器將此電能儲存在超級電容模組中；而在起重重物上升時，回收電能與內燃發電機組共同提升重物，怠機電能同時儲存在超級電容模組中的裝置；

該裝置設有全橋式充/放電變換器，其和超級電容模組、內燃發電機組、直流電動機/發電機、DC/DC模塊、控制與驅動電路相連，設有分段電壓檢測電路和模擬電壓檢測電路，其分別檢測超級電容模組及直流電動機/發電機端電壓，并送ARM處理器；ARM處理器的輸入端連接控制輸入及上位機監控，ARM處理器的輸出端接控制與驅動電路。

所述的超級電容模組為80F/135V的超級電容模組，其由400F/2.7V的單體超級電容器串并聯組成，單體超級電容器設計了一個由芯片SI2302和XC61C組成的均壓電路。

所述的充/放電變換器采用全橋結構，具有充、放電升壓功能，以提升能源回收裝置的利用效率，由型號為PM600HSA120的智能功率模塊構成。

所述的分段電壓檢測電路由光耦及附屬電路組成，其中：第一光耦IC1輸入端與穩壓管D1、D2、D3及電阻R4相串連，IC1的輸出端通過電阻與兩級反相器相連，由IN_1輸出至ARM，確定超級電容模組端電壓的下限。第二光耦IC2的輸入端與D4、D5、D6及R1相串連，光耦IC2的輸出端通過電阻與反相器相連后由IN_2送ARM，確定超級電容模組端電壓的上限保護值。

所述的模擬電壓檢測電路由兩個光耦及附屬電路組成，其中：第三光耦IC3與穩壓管D7及電阻R7串聯，ADC1_1為第三光耦IC3輸出端，隔離監控超級電容模組的準確端電壓值；第四光耦IC4與穩壓管D8及電阻R8串聯，ADC1_2為第四光耦IC4輸出端，隔離監測端發電機端電壓的大小。

所述的ARM處理器通過串口與上位機通訊。

本實用新型具有如下優點：

1．由于利用超級電容組成的儲能器進行可再生能源的回收與利用，大大降低了內燃發電機組產生的廢氣與噪聲污染，明顯改善了柴油機在加速時冒黑煙的現象，實驗并通過理論計算節能不低于???????????????????????????????????????????????，達到了很好的節能減排效果。

2．采用電動機/發電機的可再生能源的回收系統大大降低了輪胎臂架式起重機的動力配置，柴油機組、電動機的功率配置減小了，超級電容模組和內燃發電機動力系統的共同驅動提高了起重機的加速性能。