[实用新型]一种起重机用混合动力系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种起重机用混合动力系统。

背景技术

现有的起重机供电系统有柴油机供电、柴油机和市电切换供电、市电（轨道滑触线）供电、电池组和市电切换供电等。使用柴油机发电能源消耗大。

发明内容

本实用新型的目的是要提供一种极大地节约燃油消耗，减少废气排放，延长使用寿命的起重机用混合动力系统。

本实用新型实现上述目的的技术方案是，一种起重机用混合动力系统，其创新点在于：包括整流装置、升压逆变器、电池充放电逆变器、电池组和电容组，所述整流装置与升压逆变器电连接，所述升压逆变器与电池充放电控制器电连接，所述电池组与电池充电放电控制器电连接，所述电容组与升压逆变器电连接，且接入升压逆变器与电池充放电控制器之间，所述电池充放电逆变器由至少三组开关管串并联而成，所述升压逆变器由电阻抗和开关管组成，所述整流装置由若干整流管并联而成。

本实用新型采用电池组以及电容组配合在一起使用，针对起重机向上提起重物时消耗能量，下放重物时回馈能量的特点，将起重机下放时的能量回收储存在电池和电容内，在起重机上提时释放能量，并与发电机组配合共同给整台起重机供电，在极大地节约起重机燃油消耗和废气排放的同时，延长作为储能元件的电池和电容的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的电路框图；

图2为本实用新型的电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步详细描述。

如图1所示，一种起重机用混合动力系统，包括整流装置1、升压逆变器2、电池充放电逆变器3、电池组4和电容组5，所述整流装置1与升压逆变器2电连接，所述升压逆变器2与电池充放电控制器3电连接，所述电池组4与电池充电放电控制器3电连接，所述电容组5与升压逆变器2电连接，且接入升压逆变器2与电池充放电控制器3之间，所述电池充放电逆变器3由至少三组开关管串并联而成，所述升压逆变器2由电阻抗和开关管组成，所述整流装置1由若干整流管并联而成。

在起重机电控系统内的直流母线6上，将电池和电容的电能与发电机组9输出的电能配合在一起，利用电容快速充放电特性与电池大储存能量的特点相的结合，互相配合，工作在电池和电容的最佳状态，同时维持直流母线6的平稳，也使得起重机工作状态更加可靠。

图1中为混合动力系统与起重机发电机组9和起重机用电设备之间的连接，以及电池与电容的连接关系。从图1中可以看出，电容组5单独连接在电池充放电逆变器3之外，这样，电容组5将首先承担在直流母线6上的能量需求，然后再将电池组4和发电机组9的能量释放出来。这样的优点是首先利用电容的快速充放电特性，满足起重机运行的快速能量变换需求，同时应用了电池的储能优势。

图中箭头表示能量的不同流向。电池组4部分还配有单独的电池管理器，图上未表示。

能量流（1）：在起重机需要能量时，主要是起重机吊起重物时，发电机组9与电容组5以及电池组4共同向起重机提供电能。

能量流（2）：在起重机回馈能量时，主要是起重机下放重物时，起重机向电容组5和电池组4充电。

能量流（3）：在电池能量不足时，可以由发电机组9单独给电池充电。

能量流（4）：该装置还可实现电池对外部释放能量，该功能主要用来测试电池组4。

能量流（5）：在电池能量足够或者自保护时，起重机回馈的能量将经过耗能设备7在电阻8上消耗，防止设备损坏。

如图2所示，起重机的驱动设备为专用变频器，能耗设备为大功率IGBT和电阻8，在电路正常接通状态下，静态下电容组5和电池组4维持在准备状态。

在起重机起吊重物时，母线电压由于能量需求而降低，电容快速将储存的能量输出，如果能量不足，由升压逆变器2控制的发电机通过整流单元和升压逆变器提供能量，能量仍然不足时，由电池充放电逆变器3控制将电池的能量输出。

在起重机下放重物时，母线电压由于能量输入而升高，电容将首先吸收能量，随着储存能量增多电容电压将升高，引起母线电压升高，电池充放电逆变器3开通电池充电功能，将多余的能量储存在电池中。

在实际应用中，由于起重机上能耗设备的存在，限制了母线的最高电压，电容将不会储存过多的能量，母线的电压变化会因电容组5和电池充放电逆变器3控制而小范围平稳变化。