[实用新型]一种变频器应用场合中的能量回收装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及的是一种能量回收的装置，特别涉及的是一种应用需要再生发电的变频器中的能量回收装置。

背景技术：

集装箱运输业作为现代物流的核心产业，正在日新月异的迅猛发展，其中冷藏集装箱储运是一种高利润、高风险的集装箱储运，它需要高技术的可靠支持，才能有效避免高风险而获得高利润。目前，常规的冷藏集装箱热工性能测试中功率一般采用继电器控制，直接调节箱内加热器的电压，包括加热器风机的电压，这种控制调节方式使得系统的功率波动不易稳定，所得的测试结果不能满足新的各个相关标准、协议的要求。此外箱内控制加热部分没有单独的稳压设备，更易使系统的功率控制超标，导致新造冷藏集装箱不满足或不符合相关标准、协议的问题，使得制造企业面临箱东的索赔而面临巨额赔偿。

随着城市港口业务的快速发展，集装箱运输更加频繁，而常规的冷藏集装箱的热工性能测试功率控制系统尚不完善，系统的功率控制容易超标，影响检测结果和效率，容易给相关制造企业和箱东造成损失。

集装箱港口作为全球经贸活动的重要枢纽，面临的环境压力越来越大，当前绿色运输已成为全球经济发展的趋势。在港口行业大力开展节能降耗工作，不仅是国家完成“十一五”规划中国内生产总值能耗降低20％左右，主要污染物排放总量减少10％的约束性指标的需要，也是港口企业提高自身经济效益的需要。随着国际石油资源的日益短缺和价格的不断攀升，以及国际社会环保意识的加强，我国也相应制定和实行了港口油耗、能耗的配额制度。其中，港口的装卸生产能耗占港口总能耗比例最大，是影响港口能耗的最大因素。例如集装箱码头的生产用能占总能耗的80％以上，而生产用能中，主要装卸设备(如岸桥、场桥)用能量最大，其中岸桥用电就占装卸生产用能量的20％-30％。

集装箱码头节能包括两个技术层面，一、管理节能(“软节能”)，也即在营运层面上的节能；主要通过对码头物流系统的合理资源配置，期望在集装箱转场过程中，产生的搬运次数最少，集卡的使用效能最高，港口营运达到效率最优。二、设备节能(“硬节能”)，传统码头起重机在制动过程中所产生的再生发电能量基本是通过制动电阻消耗掉的，同时在怠速状态，柴油发电机组能量损耗也非常大，这两部分损耗占总耗能的40％～60％左右；如何有效利用再生能量以及降低怠速机组油耗是“硬节能”的关键内容。

中国专利公开号CN200951934和公开号CN201038814的两个专利中分别介绍了场桥和岸桥等主要港口耗电设备“硬节能”的各种节能方法。总结大致可以分为两大类：一、改造原来的柴油发电机组。场桥和岸桥工作在大功率阶段的时间并不长，更多时刻工作在低功率状态。为此有两种改造方案，一种方案是降低机组额定容量，在大功率运行时的差额功率部分通过储能装置来弥补，而这些储能装置回收起升机构下降过程、大车和小车机构减速过程中产生的再生能量；一种方案是根据场桥或岸桥在不同工况情况下对功率需求的不同，改变柴油机的转速，调整输出功率，实现精确的动态功率管理，从而实现节省油耗降低成本，提高整机能源利用率。二、充分利用市电。让廉价的市电为场桥和岸桥提供主要的能源，并将制动时产生的能量直接回馈电网。

从环保以及长远节能效果看，采用市电作为主要供电能源的第二种设备节能方案是技术发展的必然趋势，也应该是新规划码头的技术首选。目前采用电能双向流动的整流器有可控硅相控整流以及全控器件的电压型PWM整流两大类。然而，电压型PWM AC/DC整流电路目前很少应用于港口提升机。主要因为成本原因，比如港口低压母线交流电压一般为380V～460V，经二极管不可控整流与平波电容滤波后，直流母线电压一般为510V～625V，这样的直流电压等级两电平输出电路可以采用1200V耐压的模块；如果AC/DC采用电压型PWM整流电路，直流母线电压将可能达到750V以上，大容量逆变器必须考虑足够安全裕量，逆变环节与整流环节的功率器件如果采用两电平结构将不得不采用1700V耐压等级的功率器件，因而成本大大增加；或者勉强使用1200V耐压等级的功率器件，装置工作可靠性大大下降。同时可控硅与普通二极管的耐单次不重复10倍过流能力在5mS以上，而IGBT的耐单次不重复10倍过流能力在10uS以下。这意味着采用PWM整流电路取代传统可控硅或二极管整流桥后，整机成本提高将超过一倍，而可靠性下降至少一半。