[发明专利]串联式混合动力堆高机

说明书

技术领域

本发明涉及一种堆高机，具体而言，涉及一种串联式混合动力堆高机。

背景技术

空箱集装箱堆高机是一种集装箱周期性搬运和堆垛的作业设备，在工作过程中需要频繁起动制动和起吊集装箱上下升降。现有的堆高机，一般是吊具起升作业时，通过举升油缸将吊具、内门架及集装箱举升到一定高度；吊具下降过程中，通过调节控制阀的开度来控制吊具的下降速度，通过关闭控制阀来停止吊具下降，吊具下降过程中大部分势能白白消耗，没有回收利用，能量浪费严重，且通过简单的节流口来控制吊具的下降，系统发热严重；此外，堆高机作业工程中，整车启动频繁，导致发动机效率低下，行驶油耗较高。

因此，需要研发节能的堆高机，即可回收堆高机的门架重力势能和制动能。目前，主要有采用液压方式来回收门架重力势能的，但是仍存在很多缺陷。

现有堆高机节能的主要几种方式及其缺陷如下：

1）吊具等重物下降的势能驱动液压马达，将能量存储至蓄能器。该方法，由于液压传动效率较低，蓄能器回收的能量较少，而且蓄能器的特性随着压力、温度等参数的变化难以将能量平稳地存储到蓄能器中，这是这种能量回收方式一直没有解决的难题；

2）吊具等重物下降的势能驱动液压马达，采用在动臂液压缸回油路串接液压马达和发电机组，通过液压马达驱动发电机将势能回收，由于回收时间短，且回收过程中液压油压力波动较大，导致发电机工作在低效率区，能量回收效率低，这是这种能量回收方式的主要缺陷。

发明内容

为解决上述技术问题至少之一，本发明提出了一种串联式混合动力堆高机。

本发明提供的串联式混合动力堆高机包括电能提供装置、整流器、电能储存装置、行走电机和举升电机；所述电能提供装置提供的交流电经所述整流器转换成直流电后与所述电能储存装置并联，并联后的输出端与所述行走电机和/或所述举升电机连接；当所述电能储存装置两端的电压高于所述电能储存装置的电动势电压时，所述电能储存装置充电，储存电能；当所述电能储存装置两端的电压低于所述电能储存装置的电动势电压时，所述电能储存装置放电，利用被存储的电能。所述行走电机和举升电机均为发电机-电动机两用型电机；所述行走电机可驱动所述驱动桥及轮胎行走，所述堆高机制动时所述驱动桥及轮胎可带动所述行走电机发电，将制动能转换为电能；所述举升电机可驱动吊具工作；所述吊具在重物势能的作用下下降时可带动所述举升电机发电，将所述重物的势能转换为电能。

在上述技术方案中，因与电能提供装置并联有电能储存装置，且该电能储存装置可以在系统中电压大于其电动势电压时可以充电、在系统电压小于其电动势电压时放电，从而可以将系统中的多余电能存储起来，在系统电能不足时补充给系统，到达节能的目的，实现堆高机的节能。且实现了将门架下降时的势能转化为电能储存至电能储存装置中，势能回收效率高，节约了能源，节能效率高，而且在堆高机行车制动时可以带动电机发电并储存至电能储存装置中，实现了制动能的回收，降低了成本；而且采用举升电机实现门架及吊具的举升，与举升油缸相比易于控制以及更加环保，启动和停止的冲击小；另外，可以将举升部件放置在堆高机的配重位置，从而减小配重重量。

优选地，还包括可将直流电转换为交流电的逆变器，所述逆变器设置在所述电能提供装置与所述电能储存装置并联后的输出端和所述行走电机和/或所述举升电机之间，将所述电能提供装置和所述电能存储装置并联后输出的所述直流电转换成交流电，驱动所述行走电机和/或所述举升电机。

在该技术方案中，增加所述逆变器，则所述行走电机和/或所述举升电机可以采用交流电机，提高电机的通用性、降低成本。

优选地，还包括行走变频器和举升变频器；所述行走变频器将所述电能提供装置和所述电能存储装置并联后的所述直流电转换成频率和电压可控的交流电，驱动所述行走电机转动；所述举升变频器将所述电能提供装置和所述电能存储装置并联后的所述直流电转换成频率和电压可控的交流电，驱动所述举升电机转动。

在该技术方案中，采用行走变频器和举升变频器，可将直流电转换为电压和频率可控的交流电，来分别驱动行走电机和举升电机，结构简单、利于控制。

优选地，所述电能提供装置包括安装在所述堆高机上的发电机组和/或可与所述堆高机电连接的市电提供系统。在该技术方案中，采用单独或者同时两种电能提供方式，对堆高机的供电实现双重保障，使堆高机工作更加可靠。