[发明专利]流动式起重设备的供电方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及流动式起重设备，更具体地说，涉及一种流动式起重设备的供电方法及系统。

背景技术

目前，市场上常见的流动式起重设备的种类有很多，包括轮胎吊、船浮吊以及汽车式、履带式起重机等。而上述的各起重设备较为普遍的采用了其机上配置的柴油发电机组燃烧柴油来获取工作动力。

如图1所示，传统的流动式起重设备的供电方案是通过大功率的柴油发电机组101发出的电，通过断路器102、103、104将电供给所述起重设备，其中，一部分电通过变压器105给起重设备的其他辅助机构106(如照明、空调等)供电，另外一部分通过逆变器107和相应的变频器传输给所述起重设备的大功率运行机构(即各作业电机)，具体的是起升变频器108为起升电机181供电，起重机的小车(或旋转)变频器109以及大车(或行走)变频器110、111为相应的电机供电，由于工作性质和动力配置上的原因，导致传统的起重设备的供电方案的燃油利用率仅为8％---13％，并且当起重设备的吊具下降时可使起升电机181产生电能，但是这部分再生电能没有得到有效的利用，而被相关设备的电阻转换为热能而消耗掉(比如被制动单元112和制动电阻113消耗)。另外，其还存在噪声大、废气排放量大、维修费用及运行成本都很高的缺点。

针对起重设备油耗高的问题，目前市场上出现了一些节油技术方案。如：超级电容储能、飞轮储能以及按功率需求调节柴油机转速等。据报道，这些方案的节油效果在20％---40％之间。

如图2所示，柴油发电机组201发出的交流电经逆变器202处理，并经变频器203为电机204供电，增加一个超级电容205直接并联在直流母排上。这种供电方案可以将能耗下降11～13％以上。但是，这种供电方案配置的柴油发电机组跟传统起重设备的柴油发电机组一样大，由于直流母排电压的上限和下限是有要求的，因此超级电容可以利用的充放电容量范7围受到很大的限制。

再如图3所示，301为柴油发电机组，超级电容305通过DC/DC变换器306并联到直流母排上。

上述两种供电方案均是以柴油发电机组为主，只是把超级电容作为能量回收和辅助动力装置。

后来，市场上也出现了起重设备变烧油为使用地面电网交流电上机的“油改电”方案。据报道，起重设备“油改电”方案的节能效果搞得好的也是在40％左右，但“油改电”又带来了初始投资大、转场作业费时费力，牺牲了起重设备本来具备的机动、灵活的特点。

经过分析，导致起重设备燃油消耗大的主要原因有：

1、柴油机功率配置过大

为了满足起重设备在起升和小车两个机构都以最大负荷、额定速度和额定加速度运行时的峰值功率需要，厂家一般都针对峰值功率再加余量来选择大功率柴油发电机组，而起重设备通常作业时的持续功率仅为其几分之一。

2、柴油机低负荷时间比例过高

据统计：柴油机负荷低于25％的运转时间达85％以上，在此期间柴油机仍然以全速运行，大量的储备功率导致燃油浪费严重。

3、空载等候时间过长

由于港口、码头等作业性质决定，空载等候时间一般为50％---65％。但由于通讯、照明、空调机的需要，大功率柴油机仍需要全速运行，空烧柴油。

4、重物下降和机构减速过程产生的电能没有得到利用

重物下降和机构减速过程中产生的再生电能被制动电阻白白消耗掉了，无法得到回收利用。

发明内容

针对目前的起重设备存在的油耗高、污染重及其结构复杂等缺陷，本发明的目的是提供一种流动式起重设备的供电方法及系统，该方法和系统不仅可以大幅度减小起重设备的油耗，提高燃油的利用率，达到节能减排目的，而且可以保证起重设备的机动灵活性。

为此，本发明的起重设备的供电方法，包括如下步骤：

a、平时采用起重设备的柴油发电机组进行小功率发电；

b、将步骤a中生成的交流电通过AC/DC转换成直流电；

c、通过智能功率管理模块进行控制，将步骤b中的直流电输入蓄能单元内进行充电；

d、采用蓄能单元的电能经DC/DC转换后，对起重设备各大功率运行机构的作业以及辅助机构用电进行供电。

在步骤c冲，通过智能功率管理模块对蓄能单元内的工作参数进行检测，并控制蓄能单元的充电，具体的充电控制步骤包括：

c1、将步骤b中波动的直流电变换成恒定的直流电，供蓄能单元充电；

c2、当蓄能单元处于储能不多，内阻很低的初始状态时，对蓄能单元的预充电进行限流管理；