[实用新型]绞车用交流电动机储能装置

说明书

技术领域

本实用新型属机械领域，涉及一种绞车，尤其涉及一种绞车用交流电动机储能装置。 

背景技术

目前常用的各种绞车，无论是机械式还是电动式(参见图1和图2)，都会存在以下问题：绞车是一种势能性载荷，在传统的传动控制系统中，当系统下放时的能量是要通过其它方式消耗，而在提升时又要满足提升的力矩需要，所以要消耗较大的功率。如果将储能系统的功率在下放时存储，在提升时放出，可实现能量的回收及减少在提升过程的冲击力，目前尚未有这类的绞车系统出现。 

实用新型内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种结构简单、能量使用率高以及应用范围广的绞车用交流电动机储能装置。 

本实用新型的技术解决方案是：本实用新型提供了一种绞车用交流电动机储能装置，包括整流单元以及与整流单元相连的逆变器；其特殊之处在于：所述绞车用交流电动机储能装置还包括电容、飞轮装置以及飞轮；所述整流单元与逆变器并联后分别与电容和飞轮装置连接；所述飞轮装置接入飞轮。 

上述飞轮装置是能量存储释放的同步电机控制器。 

上述飞轮是飞轮储能器。 

本实用新型的优点是： 

本实用新型提供的轿车用交流电动机储能装置，将绞车下放时的产生的能量不通过其它方式消耗，而是储存在FW飞轮中，在提升时为满足提升的力矩需要，将能量提供给绞车系统，实现了能量的回收利用，并减小了绞车系统上升时对电源或动力系统的冲击。 

附图说明

图1是传统的机械式绞车结构框架图； 

图2是传统的电动式绞车结构框架图； 

图3是本实用新型所提供的储能式绞车结构框架示意图； 

其中： 

M-电动机；FWP-飞轮装置；FW-飞轮；BU-制动单元；R-电阻；RF-整流单元；IV-逆变器。 

具体实施方式

参见图3，本实用新型的工作原理是：将绞车系统下放时产生的功率储存起来，在提升时放出，实现能量的回收利用，经减少绞车系统对电源或动力系统的冲击。 

储能系统的设计结构可以满足机械及电动绞车。 

储能绞车的结构 

(1)机械式储能系统绞车 

此结构的构成：电动机可以采用交流变频的异步电动机；飞轮装置采用同步电机控制器；整流是用于系统初次启动时为电动机提供激励电流。 

(2)电动式储能绞车 

由图可见机械与电动的储能系统的电气系统的结构是相同的，因此在此系统中的设计中应该考虑系统的同一性与互换性。 

系统设计的原则 

1)电动机的电压选择为现在钻机用的最多的系统，电机为600和690V； 

2)逆变器的标准直流母线电压 。

UED：直流母线的额定电压 。

UMAX：直流母线制动电阻的开放电压 。

URWO：飞轮向直流母线输出时的电压(发电)储能 。

UFWI：飞轮向直流母线输入时的电压(电动)储能 。

控制系统结构分析： 

机械式绞车的电动机的转向是不变的，所以要增加两个传感器。 

DWD：绞车速度编码器，安装绞车滚筒上，测量绞车滚筒转速； 

LT：悬重传感器，安装在司钻层悬重液压管线上，测量绞车系统的悬重。 

在绞车提升∩载荷增加 飞轮发电 。

在绞车下放∩载荷增加  飞轮储能 。

a.电动机在发电状态 。

b.逆变器的电压为UED＜UD＜UMax 。

c.绞车为下放运行 。

4.储能系统的结构要求： 

1)飞轮储能系统为交流系统 。

2)飞轮储能系统具有交流并联功能 。

3)飞轮储能系统在并联时有以下两条 。

a)输入输出电流的负荷分配及平衡 。

b)储能与放能过程的能量存放的平衡 。

3)控制的逻辑关系流 

(1)放能(由飞轮系统向交流系统送电) 。

a.电动机在电动状态 。

b.电动机的逆变器电压为UED 。

发电动作的条件： 

K＜1的系数 。

PP是发动机或设定的启动功率 。

(2)储能(电动机向飞轮系统送电) 。