[发明专利]一种用于起重设备的节能电机

说明书

技术领域

本发明涉及电机领域，尤其涉及一种用于起重设备的节能电机。

背景技术

近几年大型机械装备制造行业进入了快速发展阶段，设备类型众多，规格繁杂，结构、机构复杂多样。况且，随着我国经济的快速发展，在大型工程机械上，电器设备越来越多，用电量也日益增加，工程规模的扩大，就势必使节能电能成为大型机械设备设计过程中的重要内容。

传统的大型设备，如起重设备，需要电机采用多级启动，才能正常进行工作。电机在直接启动方式下，启动电流是额定电流的4～8倍，启动转矩是额定转矩的0.5～1.5倍。这些特点使得电机带负载启动能力的下降，容易发生过载损坏，同时过大的启动电流也会给供电电网带来很大的电流冲击，导致电网的供电质量下降，影响电网的其他用电设备的正常运行。然而现有的起重设备起升机构重载下降时，重力势能会通过电机转变为电能，大部分起重机械将这部分电能通过电阻发热消耗，造成极大能量浪费。因此，为了能实现大载荷情况下，平稳、可靠的启动设备，减少设备的运行成本，降低设备的故障维修率，就需要研发一种可回收利用起重设备起升机构势能的节能电机，在节能的同时减少电机启动电流，确保电机设备的正常运行。

同时，目前的起重设备所处的工作环境中，现场货物灰尘较大，并且容易形成严重的腐蚀，从而降低了起重机械电气元件的可靠性，导致故障发生，为降低起重机械发生事故的概率，就需要监控起重机械的运行状态，增加起重机械的安全保护装置。

因此，就需要研制一种具有安全保护装置，并用于起重设备的节能电机。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于起重设备的节能电机，包括直流电机、外接电源、直流调速器、电机激励动态控制器、储能单元，所述直流电机一端与起重设备的起升机构相连，所述直流电机另一端与所述外接电源相连，所述外接电源用于为所述直流电机工作提供电能，所述直流电机用于控制起升机构的上升或下降；

所述直流电机的数量为两台，每台所述直流电机均由主电机和辅电机组成，两台所述直流电机的主电机采用同轴相连，形成同轴组态主电机，两台所述直流电机的辅电机采用同轴相连，形成同轴组态辅电机；

所述直流调速器与所述同轴组态主电机相连，所述直流调速器用于控制所述同轴组态主电机的工作，所述电机激励动态控制器的一端与所述同轴组态辅电机相连，所述电机激励动态控制器的另一端与所述储能单元相连，所述电机激励动态控制器用于控制所述同轴组态辅电机工作，所述储能单元用于储存和释放电能。

优选地，当所述起升机构下降时，所述直流调速器控制所述同轴组态主电机不工作，所述电机激励动态控制器控制所述同轴组态辅电机工作，所述同轴组态辅电机将所述起升机构下降时的势能转化为电能，并将所述电能储存至所述储能单元中。

具体地，当所述起升机构上升时，所述同轴组态主电机和所述同轴组态辅电机同时驱动所述起升机构；所述直流调速器控制所述同轴组态主电机工作，所述同轴组态主电机工作消耗所述外接电源中的电能，所述电机激励动态控制器控制所述同轴组态辅电机工作，所述同轴组态辅电机工作消耗所述储能单元中的电能。

可选地，所述具有节能电机的起重设备还包括安全保护装置。

具体地，所述安全保护装置包括起重量超载保护器、下降超速保护装置。

进一步地，所述下降超速保护装置包括速度传感器、报警器，所述速度传感器用于识别所述同轴组态辅电机的转速。

具体地，所述报警器为语音报警器或声光报警器。

可选地，所述储能单元为超级电容。

本发明的一种用于起重设备的节能电机，具有如下有益效果：

1.本发明采用的每台组态直流电动机都由同轴的主电机和辅电机组成，在起重设备的起升机构下降时，同轴主电机不工作，控制同轴辅电机工作，并将势能转化为电能储存在储存单元内；在起重设备的起升机构上升时，控制同轴主电机和辅电机同时工作，辅电机工作消耗储存单元内的电能。这样采用两套电机分步进行工作，突破了以往传统的节能思路，回收的势能转化的电能不回馈电网，也不与电源系统合并，而是通过一套相对独立的电机系统进行势能的回收、储存及循环利用，达到节约能源、降低使用成本的目的。

2.通过组态同轴辅电机将势能转换的电能无需经过逆变直接进行回收，不用逆变装置，简化电控线路，提高可靠性及降低制造成本。将回收的电能采用可靠性高、循环使用寿命长、能量转换效率高的超级电容进行储存，并不是回馈到国家电网上，对电网无污染，对其他外围设备无干扰，是将能量进行清洁储存，起升机构可自循环利用该能量，降低设备使用成本。