一種混合動(dòng)力的rtg起重裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種混合動(dòng)力的RTG起重裝置,該裝置包括:發(fā)電機(jī)組,用于提供電能;蓄能模塊;驅(qū)動(dòng)模塊;控制模塊,所述發(fā)電機(jī)組和整流模塊電連,所述整流模塊通過(guò)直流母線與DC/DC轉(zhuǎn)換器和蓄能模塊電連,所述DC/DC轉(zhuǎn)換器包括升壓驅(qū)動(dòng)器和充放電驅(qū)動(dòng)器,所述整流模塊還與起升驅(qū)動(dòng)模塊電連,所述發(fā)電機(jī)組還與逆變電源電連,所述逆變電源與通過(guò)直流母線與充放電驅(qū)動(dòng)器電連,所述逆變電源與控制模塊電連,控制模塊通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與發(fā)電機(jī)組、蓄能模塊、整流模塊、DC/DC轉(zhuǎn)換器和逆變電源進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。本發(fā)明的有益處在于具有更高的節(jié)油率、更少的排放、更低的噪音、具備互聯(lián)網(wǎng)+功能和大數(shù)據(jù)平臺(tái)。
【專利說(shuō)明】
一種混合動(dòng)力的RTG起重裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及起重機(jī)技術(shù)領(lǐng)域,尤其是一種混合動(dòng)力的RTG起重裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]國(guó)內(nèi)環(huán)境不斷惡化,污染日趨嚴(yán)重,同時(shí),石油資源日漸枯竭,國(guó)際社會(huì)對(duì)環(huán)保、節(jié)能、低耗要求不斷提高。
[0003]輪胎式集裝箱門式起重機(jī)(以下簡(jiǎn)稱RTG)是集裝箱碼頭堆場(chǎng)的主要裝卸設(shè)備,我國(guó)擁有的數(shù)量龐大。該設(shè)備轉(zhuǎn)場(chǎng)靈活,操作效率較高。RTG平均年操作標(biāo)準(zhǔn)箱量在5-10萬(wàn)TEU,消耗柴油費(fèi)用達(dá)到70-120萬(wàn)人民幣,營(yíng)運(yùn)成本較大,同時(shí)產(chǎn)生了污染,噪聲問(wèn)題。RTG由于工況的特殊性,所裝備的柴油發(fā)電機(jī)組功率很大,一般在440-480KW,但實(shí)際使用的平均功率一般在額定容量的1/4左右,因此,柴油發(fā)電機(jī)組幾乎總是運(yùn)行在很低的燃油效率區(qū)段,燃油浪費(fèi)嚴(yán)重,也帶來(lái)大量的廢氣黑煙和噪音。RTG需要按照調(diào)度指令工作,空載等候時(shí)間很長(zhǎng),很多RTG等候的時(shí)間占總運(yùn)行時(shí)間的2/3,而等候期間,照明、空調(diào)、控制系統(tǒng)都需要電力,柴油發(fā)電機(jī)組必須保持持續(xù)運(yùn)行,這時(shí)燃油效率非常低。RTG面對(duì)的是典型的位能型負(fù)載,常規(guī)RTG集裝箱下放產(chǎn)生的勢(shì)能全部通過(guò)制動(dòng)電阻消耗,這部分能源全部浪費(fèi),造成電阻箱發(fā)熱嚴(yán)重。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明目的是為了解決上述問(wèn)題而提供一種更高的節(jié)油率、更少的排放、更低的噪音,同時(shí)具備互聯(lián)網(wǎng)+特征,具有大數(shù)據(jù)平臺(tái)的混合動(dòng)力的RTG起重裝置。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,提供了一種混合動(dòng)力的RTG起重裝置,該裝置包括:發(fā)電機(jī)組,用于提供電能;蓄能t吳塊,用于存儲(chǔ)電能;驅(qū)動(dòng)t吳塊,包括起升驅(qū)動(dòng)t吳塊和制動(dòng)t吳塊;控制模塊,所述發(fā)電機(jī)組和整流模塊電連,所述整流模塊通過(guò)直流母線與DC/DC轉(zhuǎn)換器和蓄能模塊電連,所述DC/DC轉(zhuǎn)換器包括升壓驅(qū)動(dòng)器和充放電驅(qū)動(dòng)器,所述整流模塊還與起升驅(qū)動(dòng)模塊電連,所述發(fā)電機(jī)組還與逆變電源電連,所述逆變電源與通過(guò)直流母線與充放電驅(qū)動(dòng)器電連,所述逆變電源與控制模塊電連,控制模塊通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與發(fā)電機(jī)組、蓄能模塊、整流模塊、DC/DC轉(zhuǎn)換器和逆變電源進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
[0006]在一些實(shí)施方式中,其中所述逆變電源和控制模塊之間的電路上設(shè)有輔助變壓器。由此,還可以具有保證控制模塊用電的穩(wěn)定性的效果。
[0007]在一些實(shí)施方式中,其中所述驅(qū)動(dòng)模塊還包括大車驅(qū)動(dòng)器和/或小車驅(qū)動(dòng)器。由此,還可以具有方便使用靈活操作RTG起重裝置轉(zhuǎn)場(chǎng)和控制起升裝置水平移動(dòng)的效果。
[0008]在一些實(shí)施方式中,其中所述控制模塊設(shè)有互聯(lián)網(wǎng)接入模塊。由此,還可以具有通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程與本發(fā)明設(shè)備通訊,遠(yuǎn)程檢測(cè)本發(fā)明設(shè)備的運(yùn)行狀況和遠(yuǎn)程排除故障的效果O
[0009]在一些實(shí)施方式中,其中所述控制模塊設(shè)有互聯(lián)網(wǎng)接入模塊。由此,還可以具有通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程與本發(fā)明設(shè)備通訊,遠(yuǎn)程檢測(cè)本發(fā)明設(shè)備的運(yùn)行狀況和遠(yuǎn)程排除故障的效果O
[0010]在一些實(shí)施方式中,其中所述蓄能模塊設(shè)有能量管理系統(tǒng)模塊。由此,還可以具有提高蓄能模塊的使用效率和穩(wěn)定性的效果。
[0011]在一些實(shí)施方式中,其中所述蓄能模塊設(shè)有能量管理系統(tǒng)模塊。由此,還可以具有提高蓄能模塊的使用效率和穩(wěn)定性的效果。
[0012]在一些實(shí)施方式中,其中所述蓄能模塊設(shè)有能量管理系統(tǒng)模塊。由此,還可以具有提高蓄能模塊的使用效率和穩(wěn)定性的效果。
[0013]在一些實(shí)施方式中,其中所述蓄能模塊設(shè)有能量管理系統(tǒng)模塊。由此,還可以具有提高蓄能模塊的使用效率和穩(wěn)定性的效果。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明的一實(shí)施方式的一種混合動(dòng)力的RTG起重裝置的原理框圖;
[0015]圖2為本發(fā)明的另一實(shí)施方式的一種混合動(dòng)力的RTG起重裝置的原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0017]實(shí)施例1
[0018]圖1示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的一種混合動(dòng)力的RTG起重裝置,該裝置包括發(fā)電機(jī)組1、蓄能模塊4、驅(qū)動(dòng)模塊8,控制模塊7,發(fā)電機(jī)組I具有遠(yuǎn)程啟停裝置和實(shí)時(shí)油耗監(jiān)測(cè)裝置,方便控制模塊7對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行監(jiān)控和控制,驅(qū)動(dòng)模塊8包括起升驅(qū)動(dòng)模塊81和制動(dòng)模塊84,發(fā)電機(jī)組I和整流模塊2電連,整流模塊2通過(guò)直流母線與DC/DC轉(zhuǎn)換器3和蓄能模塊4電連,整流模塊2還與起升驅(qū)動(dòng)模塊81電連,DC/DC轉(zhuǎn)換器3包括升壓驅(qū)動(dòng)器31和充放電驅(qū)動(dòng)器32,逆變電源5通過(guò)直流母線與充放電驅(qū)動(dòng)器32電連,控制模塊7通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與發(fā)電機(jī)組1、蓄能模塊4、整流模塊2、DC/DC轉(zhuǎn)換器3和逆變電源5進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
[0019]本發(fā)明還安裝了制動(dòng)模塊84和制動(dòng)電阻841,用于消耗直流母線上過(guò)多的電能。
[0020]為了保證控制模塊7的穩(wěn)定運(yùn)行,在逆變電源5和控制模塊7之間的電路上安裝輔助變壓器6。
[0021]整流模塊2是將電機(jī)組I發(fā)出的交流電轉(zhuǎn)換成直流電給蓄能模塊4提供直流電源,也可直接給起升驅(qū)動(dòng)模塊81供電,另外還可以在起升驅(qū)動(dòng)模塊81制動(dòng)或者下放貨柜時(shí)由勢(shì)能轉(zhuǎn)換成的電能通過(guò)整流模塊2供給蓄能模塊4充電。
[0022]DC/DC轉(zhuǎn)換器3包括升壓驅(qū)動(dòng)器31和充放電驅(qū)動(dòng)器32,DC/DC轉(zhuǎn)換器3實(shí)時(shí)檢測(cè)直流母線的電壓,通過(guò)和蓄能模塊4的電壓比較,可以判斷并決定能量的流動(dòng)方向??刂颇K7實(shí)時(shí)檢測(cè)蓄能模塊4的SOC數(shù)值(剩余容量),對(duì)DC/DC轉(zhuǎn)換器3下達(dá)充電或放電指令。
[0023]為了本發(fā)明設(shè)備的擴(kuò)展性,輔助變壓器6上電連有輔助用電接口模塊9,輔助用電接口模塊9主要用于提供照明、空調(diào)等用電設(shè)備的電源接口。
[0024]逆變電源5的功能是保證RTG起重裝置工作模式切換時(shí)穩(wěn)定可靠的電源供應(yīng),使整個(gè)RTG起重裝置不會(huì)斷電。正常工作時(shí),逆變電源5將蓄能模塊4的直流電逆變成交流電,供給控制模塊7和輔助用電接口模塊9,當(dāng)蓄能模塊4無(wú)法供電時(shí),逆變電源5可以無(wú)縫切換至發(fā)電機(jī)組I進(jìn)行供電,確保控制模塊7和輔助用電接口模塊9不至于斷電。
[0025]蓄能模塊4上安裝有能量管理系統(tǒng)模塊41,用于管理蓄能模塊4電能儲(chǔ)存,可以具有提高蓄能模塊4的使用效率和穩(wěn)定性的效果。
[0026]蓄能模塊4的充放電SOC閾值默認(rèn)設(shè)置在30%_80%,即高荷電狀態(tài)。當(dāng)SOC低于30%時(shí)禁止本發(fā)明產(chǎn)品使用蓄能模塊4供電方式進(jìn)行工作,當(dāng)SOC高于80%時(shí),蓄能模塊4充電截止。對(duì)于充放電SOC閾值的范圍值可以在實(shí)際運(yùn)用中靈活設(shè)置。
[0027]控制模塊7設(shè)有互聯(lián)網(wǎng)接入模塊71,用于大數(shù)據(jù)平臺(tái)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程與本發(fā)明設(shè)備通訊,遠(yuǎn)程檢測(cè)本發(fā)明設(shè)備的運(yùn)行狀況和遠(yuǎn)程排除故障。
[0028]控制模塊7,主要是用于控制發(fā)電機(jī)組I和蓄能模塊3的聯(lián)接模式的選擇,包括串聯(lián)模式、并聯(lián)模式、混聯(lián)模式和智能模式。
[0029]控制模塊6用于控制發(fā)電機(jī)組I和蓄能模塊4與驅(qū)動(dòng)模塊8的連接模式。連接模式有以下四種:
[0030]串聯(lián)模式:此模式下,RTG設(shè)備整機(jī)電源僅由蓄能模塊4提供。發(fā)電機(jī)組I提供的電能供給蓄能模塊4,當(dāng)蓄能模塊4的SOC閾值低于某設(shè)定值時(shí),控制模塊7啟動(dòng)電機(jī)組I,以恒定功率且運(yùn)行在最佳燃油效率點(diǎn)上為蓄能模塊4充電,當(dāng)蓄能模塊4的SOC閾值高于某設(shè)定值時(shí),控制模塊7停止電機(jī)組I。在RTG設(shè)備各機(jī)構(gòu)上升、平移、轉(zhuǎn)向、行走時(shí),完全由蓄能模塊4提供能量,在本發(fā)明設(shè)備制動(dòng)、下放貨物時(shí),勢(shì)能轉(zhuǎn)換為電能后由蓄能模塊4吸收并存儲(chǔ)。在這個(gè)模式下電機(jī)組I要么始終運(yùn)行在最佳燃油效率點(diǎn)上為蓄能模塊4充電,要么停止工作。
[0031]并聯(lián)模式:此模式下,當(dāng)RTG工作時(shí),電機(jī)組I與蓄能模塊4共同為本發(fā)明設(shè)備提供工作電能。當(dāng)本發(fā)明設(shè)備各機(jī)構(gòu)上升、平移、轉(zhuǎn)向、行走時(shí),由電機(jī)組I與蓄能模塊4共同提供能量,在本發(fā)明設(shè)備制動(dòng)、下放貨物時(shí),勢(shì)能轉(zhuǎn)換為電能后由蓄能模塊4吸收并存儲(chǔ)。當(dāng)本發(fā)明設(shè)備待機(jī)時(shí),電機(jī)組I自動(dòng)對(duì)蓄能模塊4充電,充電完成后電機(jī)組I停止工作。
[0032]混聯(lián)模式:此模式下是在并聯(lián)模式的基礎(chǔ)上還對(duì)輔助用電接口模塊9上的各用電設(shè)備進(jìn)行供電。
[0033]智能模式:智能計(jì)算節(jié)油率,自動(dòng)選擇工作在串聯(lián)模式還是并聯(lián)模式上,分為兩種智能學(xué)習(xí)方式,即1:自我學(xué)習(xí),2:互相學(xué)習(xí),分別用于改善控制模式、作業(yè)行為對(duì)油耗的影響。1:自我學(xué)習(xí)對(duì)于每一臺(tái)RTG,本發(fā)明都定義了油耗、操作模式、作業(yè)行為有關(guān)的關(guān)鍵基礎(chǔ)油耗數(shù)據(jù)。根據(jù)關(guān)鍵基礎(chǔ)油耗數(shù)據(jù),控制模塊7可以推算出該RTG起重設(shè)備在不同工作模式下的理論油耗,并自動(dòng)控制RTG起重設(shè)備工作在最佳油耗模式下。由于發(fā)電機(jī)組I具有實(shí)時(shí)油耗接口,控制模塊7會(huì)實(shí)時(shí)讀取、存儲(chǔ)該油耗數(shù)據(jù),并根據(jù)這些數(shù)據(jù)定期修正關(guān)鍵基礎(chǔ)油耗數(shù)據(jù),從而不斷修正油耗估算和模式選擇。2:相互學(xué)習(xí)是每臺(tái)RTG設(shè)備都會(huì)將各自的關(guān)鍵基礎(chǔ)油耗數(shù)據(jù)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)接入模塊71上傳到大數(shù)據(jù)平臺(tái)上,大數(shù)據(jù)平臺(tái)會(huì)對(duì)比分析所有的關(guān)鍵基礎(chǔ)油耗數(shù)據(jù),并基于所有歷史關(guān)鍵基礎(chǔ)油耗數(shù)據(jù),形成每臺(tái)特定RTG設(shè)備的最佳關(guān)鍵基礎(chǔ)油耗數(shù)據(jù),此關(guān)鍵基礎(chǔ)油耗數(shù)據(jù)會(huì)定期回傳到相應(yīng)的各RTG設(shè)備上,從而不斷修正油耗估算和作業(yè)行為。
[0034]實(shí)施例2
[0035]在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上,驅(qū)動(dòng)模塊8還可以安裝大車驅(qū)動(dòng)器82和/或小車驅(qū)動(dòng)器83,大車驅(qū)動(dòng)器82是安裝在RTG設(shè)備上,用來(lái)移動(dòng)整個(gè)RTG設(shè)備,這樣方便本發(fā)明產(chǎn)品的轉(zhuǎn)場(chǎng)和控制起升裝置水平移動(dòng),大車驅(qū)動(dòng)器82是用來(lái)操作發(fā)明產(chǎn)品的轉(zhuǎn)場(chǎng),小車驅(qū)動(dòng)器83是用來(lái)控制起升裝置在RTG設(shè)備上水平移動(dòng)的,方便操作者操作起升驅(qū)動(dòng)模塊81提升和放置貨柜。
[0036]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選方式,應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下,還可以做出若干相似的變形和改進(jìn),這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種混合動(dòng)力的RTG起重裝置,其特征在于:該裝置包括: 發(fā)電機(jī)組(I),用于提供電能; 蓄能模塊(4),用于存儲(chǔ)電能; 驅(qū)動(dòng)t吳塊(8),包括起升驅(qū)動(dòng)t吳塊(81)和制動(dòng)t吳塊(84); 控制模塊(7),用于控制指令; 所述發(fā)電機(jī)組(I)和整流模塊(2)電連,所述整流模塊(2)通過(guò)直流母線與DC/DC轉(zhuǎn)換器(3)和蓄能模塊(4)電連,所述DC/DC轉(zhuǎn)換器(3)包括升壓驅(qū)動(dòng)器(31)和充放電驅(qū)動(dòng)器(32),所述整流模塊(2)還與起升驅(qū)動(dòng)模塊(81)電連,所述發(fā)電機(jī)組(I)還與逆變電源(5)電連,所述逆變電源(5)與通過(guò)直流母線與充放電驅(qū)動(dòng)器(32)電連,所述逆變電源(5)與控制模塊(7)電連,控制模塊(7)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與發(fā)電機(jī)組(1)、蓄能模塊(4)、整流模塊(2)、DC/DC轉(zhuǎn)換器(3)和逆變電源(5)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力的RTG起重裝置,其特征在于:所述逆變電源(5)和控制模塊(7)之間的電路上設(shè)有輔助變壓器(6)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混合動(dòng)力的RTG起重裝置,其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)模塊還包括大車驅(qū)動(dòng)器(82)和/或小車驅(qū)動(dòng)器(83)。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混合動(dòng)力的RTG起重裝置,其特征在于:所述控制模塊(7)設(shè)有互聯(lián)網(wǎng)接入模塊(71)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混合動(dòng)力的RTG起重裝置,其特征在于:所述控制模塊(7)設(shè)有互聯(lián)網(wǎng)接入模塊(71)。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種混合動(dòng)力的RTG起重裝置,其特征在于:所述蓄能模塊(4)設(shè)有能量管理系統(tǒng)模塊(41)。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種混合動(dòng)力的RTG起重裝置,其特征在于:所述蓄能模塊(4)設(shè)有能量管理系統(tǒng)模塊(41)。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種混合動(dòng)力的RTG起重裝置,其特征在于:所述蓄能模塊(4)設(shè)有能量管理系統(tǒng)模塊(41)。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種混合動(dòng)力的RTG起重裝置,其特征在于:所述蓄能模塊(4)設(shè)有能量管理系統(tǒng)模塊(41)。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK106044556SQ201610587100
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月22日 公開(kāi)號(hào)201610587100.8, CN 106044556 A, CN 106044556A, CN 201610587100, CN-A-106044556, CN106044556 A, CN106044556A, CN201610587100, CN201610587100.8
【發(fā)明人】朱長(zhǎng)立, 何策衡, 沈超偉, 冒亮建, 葉國(guó)雄
【申請(qǐng)人】常州麒麟自動(dòng)化系統(tǒng)有限公司, 何策衡