轮胎吊的调速装置及其调速方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于轮胎式集装箱起重机的调速装置及其调速方法，包括柴油机、发电机、整流单元、控制单元、运动控制器、至少一个第一变频器以及至少一个电机，还包括控制网络网关、速度控制单元，所述控制单元经过所述控制网络网关与所述速度控制单元相连接，所述速度控制单元与所述柴油机相连接，以控制所述柴油机的转速。因此可以根据实际功率调节柴油机转速，与传统轮胎吊相比可以节约大量燃油，节能环保，充分体现轮胎吊的灵活性，而且如果用户需要也可以采用岸电(市电)供电，节约成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种智能调速装置及其调速方法，尤其涉及一种用于混合动力轮胎式集装箱起重机节能的智能调速装置及其调速方法。
技术介绍
轮胎式集装箱起重机(轮胎吊)是集装箱货物进行堆码作业的专用机械。近年来为了响应国家节能减排的要求，以及应对受油价影响不断攀升的运营成本，寻求最合理的节能方案对国内各港口来说是一个亟待解决的问题。传统轮胎吊采用常速柴油机拖动发电机，为了保持输出电压稳定，柴油机不分工况一直全速运行，空载时燃油浪费严重。
技术实现思路
为此，根据本专利技术的一个方面，提出了一种用于轮胎式集装箱起重机节能的智能调速装置，当轮胎吊用柴油机做为动力时，拖动可调速柴油机拖动同步伺服发电机，智能调速控制器根据轮胎吊运行实际需要的功率结合柴油机特性曲线计算出柴油机给定转速，控制柴油机在怠速与全速之间连续调节转速，连续调速期间变频器侧直流母线电压可保持在正常工作范围。根据实际负载调节柴油机转速，能够有效达到节约燃油的目的。当轮胎吊用岸电供电时，接通整流单元预充电电路，直流母线带超级电容，正常工作状态当提升机构每次带重箱下降时反馈的能量可以存储在超级电容里，供给其他机构使用。根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于轮胎式集装箱起重机的调速装置，包括柴油机、发电机、整流单元、控制单元、运动控制器、至少一个第一变频器以及至少一个电机，还包括控制网络网关、速度控制单元，所述控制单元经过所述控制网络网关与所述速度控制单元相连接，所述速度控制单元与所述柴油机相连接，以控制所述柴油机的转速。在本专利技术的另一个示意性的实施方式中，上述调速装置，还包括第二电源、主回路断路器、预充电电路，所述第二电源的输出端与所述主回路断路器的输入端相连接，所述主回路断路器的输出端与所述预充电电路的输入端相连接，所述预充电电路的输出端与所述整流单元的输入端相连接。优选地，上述第二电源为岸电电源或者市电电源。在本专利技术的又一个示意性的实施方式中，上述调速装置还包括储能单元，与所述整流单元的输出母线相连接。优选地，上述储能单元为超级电容。在本专利技术的又一个示意性的实施方式中，上述调速装置还包括第二变频器、滤波器、隔离变压器，所述第二变频器的输入端分别与所述整流单元的输出母线、以及与所述运动控制器相连接，所述第二变频器的输出端与所述滤波器、隔离变压器依次相连接。在本专利技术的又一个示意性的实施方式中，上述控制单元为PLC可编程逻辑控制器，所述运动控制器为西门子Simotion D435控制器，所述至少一个第一变频器为西门子S120变频器。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种用于上述调速装置的调速方法，包括步骤：-所述运动控制器采集所述至少一个第一变频器的实时运行参数信息；-所述运动控制器根据所述实时运行参数信息获得所述柴油机的输出功率，并根据所述柴油机的特性曲线，获得所述柴油机的设定速度，并将所述设定速度发送给所述控制单元；-所述控制单元根据所述设定速度通过所述控制网络网关将对应的设定速度控制信号发送给所述速度控制单元；-所述速度控制单元根据所述设定速度控制信号控制所述柴油机的转速。本专利技术提供的调速装置以及调速方法，可根据轮胎吊运行实际所需功率连续调节柴油机转速，优选地，动力可以油电混合切换。因此，相对于国内有些港口迫于高油价成本，不得已将传统轮胎吊供电方式由柴油发电机改为市电供电，限制了轮胎吊起重机的灵活性，而且受供电系统制约。而采用油电混合动力，柴油发电机供电可以根据实际功率调节柴油机转速，与传统轮胎吊相比节约大量燃油，节能环保，充分体现轮胎吊的灵活性，而且如果用户需要也可以采用岸电(市电)供电，节约成本。附图说明以下附图仅对本专利技术做示意性说明和解释，并不限定本专利技术的范围。图1为现有技术的轮胎式集装箱起重机调速装置。图2为根据本专利技术的一个实施例的轮胎式集装箱起重机的调速装置。标号说明10 柴油机20 发电机21 第二电源22 主回路断路器23 预充电电路30 整流单元40 控制单元50 运动控制器60 第二变频器61 第一变频器62 第一变频器63 第一变频器64 第一变频器65 储能单元71 制动电阻72 电机73 电机74 电机75 电机76 电机77 滤波器78 隔离变压器80 控制网络网关90 速度控制单元具体实施方式为了对专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本专利技术相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示它们的重要程度及顺序等。在本文中，“电性连接”即表示两个结构之间的直接的连接，还表示两个结构通过其他器件的间接连接。图1为现有技术的轮胎式集装箱起重机调速装置。图2为根据本专利技术的一个实施例的轮胎式集装箱起重机的调速装置。下面结合图1和图2，详细说明本专利技术的具体实施方式。如图1所示，一个轮胎吊系统包括柴油机10，柴油机带动发电机20进行发电，发电机20所产生的交流电以一定的电压/电流/频率参数输入至整流单元30，经过整流单元30的整流作用，输出直流电并具有一定的电压/电流/频率参数。整流单元30经直流母线将直流电能输送至变频器61、62、63、64，这些变频器根据控制单元40以及运动控制器50的控制，控制电机72、73、74、75、76的运转，或者与制动电阻71相连接。在图1所示的系统中，由于柴油机10无法感知到电机72、73、74、75、76等的实时电能需求，因此采用常速运转的方式，所以往往造成能源的浪费，也造成码头作业的环保问题，不经济同时也不环保。图2为根据本专利技术的一个实施例的轮胎式集装箱起重机的调速装置。根据本专利技术的一个实施例，如图2所示，用于混合动力轮胎式集装箱起重机的调速装置包括柴油机10、发电机20、整流单元30、控制单元40、运动控制器50、第一变频器61、62、63、64，电机72、73、74、75、76，还包括控制网络网关80、速度控制单元90，控制单元40经过控制网络网关80与速度控制单元90相连接，速度控制单元90与柴油机10相连接，以控制柴油机10的转速。当轮胎吊采用可调速柴油机10做为动力时，拖动同步伺服发电机20进行发电，控制单元40可采用西门子PLC 317-2DP，运动控制器50可采用西门子Simotion D435运动控制器，变频器61、62、63、64可采用西门子S120系列变频器。运动控制器50根据柴油机10的特性曲线建立数学模型，并控制变频器61、62、63、64。变频器61、62、63、64拖动轮胎吊各机构对应的电机72、73、74、75、76运行时的实时电流、力矩等实时运行参数信息采集到运动控制器50，运动控制器50计算得出需要柴油机10提供的功率，根据柴油机10的特性曲线得到柴油机10的设定速度，控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于轮胎式集装箱起重机的调速装置，包括柴油机(10)、发电机(20)、整流单元(30)、控制单元(40)、运动控制器(50)、至少一个第一变频器(61、62、63、64)以及至少一个电机(72、73、74、75、76)，其特征在于，还包括：控制网络网关(80)、速度控制单元(90)，所述控制单元(40)经过所述控制网络网关(80)与所述速度控制单元(90)相连接，所述速度控制单元(90)与所述柴油机(10)相连接，以控制所述柴油机(10)的转速。

【技术特征摘要】
1.一种用于轮胎式集装箱起重机的调速装置，包括柴油机(10)、发电机(20)、整流单元(30)、控制单元(40)、运动控制器(50)、至少一个第一变频器(61、62、63、64)以及至少一个电机(72、73、74、75、76)，其特征在于，还包括：控制网络网关(80)、速度控制单元(90)，所述控制单元(40)经过所述控制网络网关(80)与所述速度控制单元(90)相连接，所述速度控制单元(90)与所述柴油机(10)相连接，以控制所述柴油机(10)的转速。2.如权利要求1所述的调速装置，其特征在于，还包括第二电源(21)、主回路断路器(22)、预充电电路(23)，所述第二电源(21)的输出端与所述主回路断路器(22)的输入端相连接，所述主回路断路器(22)的输出端与所述预充电电路(23)的输入端相连接，所述预充电电路(23)的输出端与所述整流单元(30)的输入端相连接。3.如权利要求2所述的调速装置，其特征在于，还包括储能单元(65)，所述储能单元(65)与所述整流单元(30)的输出母线相连接。4.如权利要求2所述的调速装置，其特征在于，还包括第二变频器(60)、滤波器(77)、隔离变压器(78)，所述第二变频器(60)的输入端分别与所述整流单元(30)的输出母...

【专利技术属性】
技术研发人员：王吉明，肖自立，袁晓东，
申请(专利权)人：西门子工厂自动化工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11