專利名稱：一種位能負(fù)載及能量回收再利用的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電機(jī)拖動及再生能量的回收領(lǐng)域，特別是一種適用于起重機(jī)械、各類升降機(jī)的位能負(fù)載及能量回收再利用的裝置。本實用新型的裝置也可以用于礦山機(jī)械及電力運輸機(jī)械。
背景技術(shù)：
隨著社會的發(fā)展和進(jìn)步，人們對節(jié)能降耗、綠色環(huán)保越來越關(guān)注，各行各業(yè)在節(jié)能降耗、綠色環(huán)保方面均不同程度進(jìn)行了大量的研究和應(yīng)用。電機(jī)拖動在工程起重運輸機(jī)械中得到廣泛應(yīng)用，研究工程起重運輸機(jī)械中具有位能負(fù)載或制動再生能量的回收及應(yīng)用有 著積極意義。傳統(tǒng)工程起重運輸機(jī)械中，起重機(jī)械重物下降過程和電機(jī)制動的能量全部或部分轉(zhuǎn)變成熱能，消耗在電阻或制動器上，這既浪費了能源，又增加了維護(hù)成本，也縮短了機(jī)構(gòu)傳動零部件的壽命，且具有噪音大、振動大等缺點。目前，起重機(jī)械重物下降過程的能量回收是采用逆變方式直接回饋到接入的電網(wǎng)，節(jié)能經(jīng)濟(jì)效果難以體現(xiàn)在同一設(shè)備上，諧波污染不同程度的降低了供電質(zhì)量和影響供電裝置的穩(wěn)定性。另外，采用具備能量回饋功能的控制裝置，必須滿足最大拖動功率要求，采用具備能量回饋功能與不具備回饋功能的設(shè)備對吸收電源供電設(shè)備的電能是相同，再之具備能量回饋功能的裝置成本高，營運成本居高不下，技術(shù)維護(hù)困難等，因此限制了它的應(yīng)用。采用直流母線超級電容儲能方式的再生能量技術(shù)雖能有效降低電源供電容量，但由于生產(chǎn)成本高昂，是傳統(tǒng)電控系統(tǒng)價格的10倍以上，因此使產(chǎn)品缺乏競爭力。中國專利201020237216. 7公開了一種起重機(jī)的自饋式電能回收系統(tǒng)，可以回收重物下降時的位能，從而達(dá)到節(jié)能的效果。存在的問題是電機(jī)只能采用直流電機(jī)，電控系統(tǒng)復(fù)雜，性價比不高。中國專利201120203379. 8公開了一種用于電動車的能量回收控制系統(tǒng)，通過單獨設(shè)置的驅(qū)動電機(jī)和發(fā)電機(jī)，可以回收在減速過程中產(chǎn)生的能量，但是發(fā)電機(jī)在驅(qū)動時空轉(zhuǎn)，既不驅(qū)動也不發(fā)電，仍存在設(shè)備和能量浪費的狀況。中國專利201010197265. 7公開了一種機(jī)床能量回收系統(tǒng)，通過在電機(jī)軸上設(shè)置的繞組軸線圈及永磁體，并配合空載檢測裝置回收空載能量。存在問題同樣是該繞組線圈也僅在回收空載能量時起作用，而驅(qū)動時不動作。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種位能負(fù)載及能量回收再利用的裝置，可以最大限度的利用設(shè)備，并降低設(shè)備配置成本，提高整個裝置的性價比。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是一種位能負(fù)載及能量回收再利用的裝置，包括拖動電動機(jī)和回饋電動機(jī)，回饋電動機(jī)與拖動電動機(jī)的輸出軸機(jī)械連接，用于同時驅(qū)動負(fù)載；[0010]拖動電動機(jī)獨立地與拖動電機(jī)驅(qū)動裝置電連接；回饋電動機(jī)為直流串勵電動機(jī)，回饋電動機(jī)與儲能單元電連接，用于回收能量并在驅(qū)動負(fù)載時為回饋電動機(jī)提供電能。所述的儲能單元中，回饋電動機(jī)通過導(dǎo)向二極管與電能儲放器電連接，電能儲放器與輔助充電裝置電連接。所述的電能儲放器為蓄電池、超級電容器或普通電容器，或者前述元件的組合。所述的拖動電機(jī)驅(qū)動裝置由單獨的電源供電。拖動電動機(jī)為交流電動機(jī)或直流電動機(jī)。拖動電動機(jī)與回饋電動機(jī)之間的功率配比為2. 5 1: I。 本實用新型提供的一種位能負(fù)載及能量回收再利用的裝置，通過由拖動電動機(jī)和回饋電動機(jī)組成復(fù)合電機(jī)，既可滿足拖動時所需功率，又能實現(xiàn)倒拖時回饋能量的回收和應(yīng)用，且回饋電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)是獨立電控系統(tǒng)，對拖動電機(jī)供電控制系統(tǒng)無干涉。在同等負(fù)載情況下，本實用新型所選拖動電動機(jī)功率可減少50%以上，大大降低拖動電動機(jī)主回路電控系統(tǒng)容量，從而大幅降低成本。同時，系統(tǒng)回饋能量又可再應(yīng)用，可降低能耗40%以上，這既降低了設(shè)備制造成本和營運成本，也實現(xiàn)了節(jié)能降耗的效果。且本實用新型中的拖動電動機(jī)可以采用交流電動機(jī)或直流電動機(jī)，從而配置更為靈活，也有利于降低成本。例如一臺起重設(shè)備起升機(jī)構(gòu)電動機(jī)設(shè)計功率是200KW，主拖動采用變頻調(diào)速，那么對應(yīng)變頻調(diào)速器也是200KW。而由本實用新型拖動電動機(jī)和回饋電動機(jī)組成復(fù)合電機(jī)，即可組成100KW+100KW的配置，拖動電機(jī)驅(qū)動裝置中的變頻調(diào)速器相應(yīng)地減小到100KW，IOOKff回饋電動機(jī)由電能儲放器把位能負(fù)載再生能量吸收再驅(qū)動回饋電動機(jī)，位能負(fù)載再生能量不足時由電網(wǎng)補(bǔ)充。需要說明的是，由于能量吸收過程中存在損耗，因此現(xiàn)有技術(shù)中回收的能量必然不足以驅(qū)動負(fù)載復(fù)位，例如升降裝置中的升和降，即下降中回收的電能，必然不足以驅(qū)動負(fù)載再提升到初始位置。而在本實用新型中，由于提升時采用的是復(fù)合電機(jī)驅(qū)動，即拖動電動機(jī)和回饋電動機(jī)同時實現(xiàn)提升，以負(fù)載200kw為例，拖動電動機(jī)和回饋電動機(jī)各lOOkw，提升時回饋電動機(jī)輸出功率為lOOkw，而在回收時，位能負(fù)載的輸入為200kw，SP回饋電動機(jī)理論上可以實現(xiàn)能量的自給自足。本實用新型的裝置簡單、經(jīng)濟(jì)可靠、成本低、節(jié)能效果明顯，可廣泛應(yīng)用于起重機(jī)、礦山機(jī)械及各類升降機(jī)械。
以下結(jié)合附圖
和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明圖I為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型中采用直流串勵電動機(jī)驅(qū)動裝置簡圖。圖3為本實用新型中采用交流繞線式電動機(jī)驅(qū)動裝置簡圖。
具體實施方式
如圖I中，一種位能負(fù)載及能量回收再利用的裝置，包括拖動電動機(jī)Ml和回饋電動機(jī)M2，回饋電動機(jī)M2與拖動電動機(jī)Ml的輸出軸機(jī)械連接，用于同時的驅(qū)動負(fù)載，即在驅(qū)動負(fù)載時拖動電動機(jī)Ml和回饋電動機(jī)M2同時輸出功率；如圖2、3中，拖動電動機(jī)Ml可采用交流電動機(jī)或直流電動機(jī)，從而配置更為靈活，且采用交流電機(jī)可以降低裝置的整體成本。拖動電動機(jī)Ml獨立地與拖動電機(jī)驅(qū)動裝置電連接；所述的拖動電機(jī)驅(qū)動裝置由單獨的電源供電。即拖動電動機(jī)和回饋電動機(jī)的電氣控制系統(tǒng)各自獨立互不干涉?；仞侂妱訖C(jī)M2為直流串勵電動機(jī)，回饋電動機(jī)M2與 儲能單元電連接，用于回收能量并在驅(qū)動負(fù)載時為回饋電動機(jī)M2提供電能。所述的儲能單元中，回饋電動機(jī)M2通過導(dǎo)向二極管DI、D2與電能儲放器C電連接，電能儲放器C與輔助充電裝置電連接，具體由圖2、圖3中所示。倒拖(制動)時，回饋電動機(jī)發(fā)電給與之相連的電能儲放器C充電，回饋電動機(jī)與電能儲放器C之間設(shè)有的導(dǎo)向二極管DI、D2，是確?；仞侂妱訖C(jī)發(fā)電時可適時對電能儲放器C充電，同時在拖動狀態(tài)時起隔離作用。需要說明的是，輔助充電裝置還與電源連接，用于對于電能儲放器C補(bǔ)充充電。所述的電能儲放器C為蓄電池、超級電容器或普通電容器，或者前述元件的組合。拖動電動機(jī)Ml與回饋電動機(jī)M2之間的功率配比為2. 5 I: I。例如工作機(jī)構(gòu)電機(jī)功率為100kw，拖動電機(jī)可在7(T50Kw之間選取，回饋電機(jī)可在3(T50kw之間選取，由拖動電動機(jī)與回饋電動機(jī)同時驅(qū)動負(fù)載。
權(quán)利要求1.一種位能負(fù)載及能量回收再利用的裝置，其特征是 包括拖動電動機(jī)(Ml)和回饋電動機(jī)(M2)，回饋電動機(jī)(M2)與拖動電動機(jī)(Ml)的輸出軸機(jī)械連接，用于同時驅(qū)動負(fù)載； 拖動電動機(jī)(Ml)獨立地與拖動電機(jī)驅(qū)動裝置電連接； 回饋電動機(jī)(M2)為直流串勵電動機(jī)，回饋電動機(jī)(M2)與儲能單元電連接，用于回收能量并在驅(qū)動負(fù)載時為回饋電動機(jī)(M2)提供電能。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種位能負(fù)載及能量回收再利用的裝置，其特征是所述的儲能單元中，回饋電動機(jī)(M2)通過導(dǎo)向二極管(D1,D2)與電能儲放器(C)電連接，電能儲放器(C)與輔助充電裝置電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種位能負(fù)載及能量回收再利用的裝置，其特征是所述的電能儲放器(C)為蓄電池、超級電容器或普通電容器，或者前述元件的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種位能負(fù)載及能量回收再利用的裝置，其特征是所述的拖動電機(jī)驅(qū)動裝置由單獨的電源供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種位能負(fù)載及能量回收再利用的裝置，其特征是拖動電動機(jī)(Ml)為交流電動機(jī)或直流電動機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種位能負(fù)載及能量回收再利用的裝置，其特征是拖動電 動機(jī)(Ml)與回饋電動機(jī)(M2)之間的功率配比為2. 5 1:1。
專利摘要一種位能負(fù)載及能量回收再利用的裝置，包括拖動電動機(jī)和回饋電動機(jī)，回饋電動機(jī)與拖動電動機(jī)的輸出軸機(jī)械連接，用于同時的驅(qū)動負(fù)載；拖動電動機(jī)獨立地與拖動電機(jī)驅(qū)動裝置電連接；回饋電動機(jī)為直流串勵電動機(jī)，回饋電動機(jī)與儲能單元電連接，用于回收能量并在驅(qū)動負(fù)載時為回饋電動機(jī)提供電能。本實用新型通過由拖動電動機(jī)和回饋電動機(jī)組成復(fù)合電機(jī)，既可滿足拖動時所需功率，又能實現(xiàn)倒拖時回饋能量的回收和應(yīng)用，降低了設(shè)備制造成本和營運成本，也達(dá)到了節(jié)能降耗的效果。
文檔編號H02J15/00GK202513678SQ20122016978
公開日2012年10月31日 申請日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者張焱清, 胡玲華 申請人:宜昌力道起重機(jī)械有限公司