[实用新型]场桥节能辅助电源装置

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及起重机用电源装置，特别是涉及一种场桥节能辅助电源装置。 

【背景技术】

工业及建筑行业以及港口、码头广泛使用着包括场桥在内的各种类型的起重机，其中场桥(直线移动的轮胎门式起重机)都是以大功率柴油机供电。现有场桥无论在作业情况下还是待命情况下，柴油机均保持开启，而由于在待命状态时场桥的电力只用来供给司机房的空调与通讯设备，而功率高达500KW左右的柴油机却保持全速开启，这必然导致发电机利用效率大大降低以及燃油的大量浪费。 

【发明内容】

本实用新型旨在解决上述问题，而提供一种可有效减少燃油消耗，节约电能，减少烟气排放，有利于保护环境的场桥节能辅助电源装置。 

为达到上述目的，本实用新型提供一种场桥节能辅助电源装置，该装置包括储能单元、充电管理与逆变转换单元及系统管理与显示单元，其中，所述充电管理与逆变转换单元由交流变压器、AC/DC转换器及DC/AC转换器串接而成，交流变压器的输入端与柴油发电机相连接，DC/AC转换器的输出端与交流变压器相连接；所述储能单元为可充电电池，其并接于所述AC/DC转换器与DC/AC转换器之间；所述系统管理与显示单元为嵌入式控制器，其与充电管理单元通过串口232协议通讯。 

所述可充电电池为铅酸蓄电池。 

AC/DC转换器及DC/AC转换器包括结构相同的单相全控桥结构的MOSFET场效应管及与之相连接的单片机，所述单片机上设有与系统管理与显示单元通信的串口，在市电接通状态下，由AC/DC转换器通过MOSFET场效应管整流，向电池充电；在市电断开状态下，由DC/AC转换器自动切换成为逆变状态，而向负载供电。 

所述嵌入式控制器为基于ARM的微控制器，其上设有LCD显示屏。 

本实用新型的积极效果在于，它有效解决了现有场桥运行中的电能浪费问题。由于本实用新型设置了双向可逆可控能量的充电管理与逆变转换单元，使其在场桥工作时可为蓄电池充电，而在场桥处于非工作状态时可关闭柴油机，并通过备用电源为场桥的不可切断负载，如司机室的通讯、定位设备以及空调等供电，从而可有效减少柴油机燃油消耗，节约能源和生产成本，并大大减少烟气的排放，降低噪音，有特于保护环境。 

【附图说明】

图1是本实用新型的整体结构框图。 

图2是本实用新型的电路原理图。 

【具体实施方式】

参阅图1、图2，本实用新型的场桥节能辅助电源装置包括储能单元10、充电管理与逆变转换单元20及系统管理与显示单元30。所述储能单元10为可充电电池，更具体地，所述可充电电池为铅酸蓄电池，本例中，储能单元10包括两节相串联的230AH铅酸蓄电池，其单节电压为12V，所提供电池能量为5520W/H。该储能单元10并接于所述AC/DC转换器22与DC/AC转换器23之间。所述充电管理与逆变转换单元20由交流变压器21、AC/DC转换器22及DC/AC转换器23串接而成，其中，AC/DC转换器22起整流作 用，DC/AC转换器23则起逆变器作用。所述交流变压器21的输入端与场桥的柴油发电机40相连接，该变压器将220V交流市电转换为24V交流电。所述AC/DC转换器22及DC/AC转换器23的结构相同，其包括单相全控桥结构的第一MOSFET场效应管221、第二MOSFET场效应管231及与之相连接的单片机222、232，所述单片机222、232用于对其触发状态进行控制，本例中，该单片机采用基于16位RISC结构的，德州仪器公司的MSP430单片机，其上设有与系统管理与显示单元30通信的串口，它能够将市电输入状态，以及储能单元的电池的电压、输出电压等参数通过串口发送到系统管理与显示单元30。如图1，AC/DC转换器22的输入端与交流变压器21串接，其输出端与DC/AC转换器23串接，DC/AC转换器23的输出端与交流变压器21连接，经交流变压器21转换为交流电后，为场桥司机室的通讯、定位等不可切断负载及空调50供电。在所述充电管理与逆变转换单元20中，AC/DC转换器22是通过第一MOSFET场效应管221、第二MOSFET场效应管231的整流将变压器输出的24V交流电整流为直流电，而DC/AC转换器23则是将储能单元的电池中的24V直流电逆变为50HZ、24V的交流电，再返回变压器转换为220V，50HZ交流，以供其他电气设备使用。由于在本装置中，整流或逆变状态在同一时刻只会有一种状态存在，因此，当市电接通时，充电管理与逆变转换单元20工作在整流状态，220V市电通过变压器转换成为24V交流，再通过AC/DC转换器22的单相全控整流桥整流后向储能单元10的蓄电池充电。当市电断开后，其自动切换成为逆变状态，由DC/AC转换器23将蓄电池所放出的直流电逆变为24V交流电，再通过变压器21升压转换为220V交流电，从而向场桥驾驶室中的通讯设备与空调供电。所述系统管理与显示单元30为嵌入式控制器，具体地说，嵌入式控制器为基于ARM的微控制器，其芯片具有多个外围接口，能够搭载多种常用计算机设备，如串口，USB接口，SD卡，液晶屏，音响等，且基于ARM的嵌入式平台上可搭载嵌入式操作系统，如WINCE，LINUX。本实施例中，嵌入式 控制器为基于ARM9的三星2440，处理器为CPU的嵌入式控制主板，该嵌入式控制器上搭载有WINCE5.0操作系统，主要用于对整个系统工作状态进行监视，统计与记录。该控制器上还搭载有3.5存LCD显示屏，能够将由串口从充电管理与逆变转换单元20中读取的系统状态，如蓄电池电压，市电状态等进行显示。它还可记录系统的运行过程，如启动或停止时间，系统运行时间等，并以文本格式保存在其自带的FLASH存储中。此外，该控制器还能进行某些逻辑判断，如检测到电池电压低于一定值时，控制器通过声音报警及控制器所带I/O切断负载，从而保护电池寿命。在充电管理与逆变转换单元20及系统管理与显示单元30均设有串口，充电管理与逆变转换单元20将所采集的电路状态送到其单片机222、232，并通过串口发送给系统管理与显示单元30，由系统管理与显示单元读取后利用其LCD屏进行显示。充电管理与逆变转换单元20及系统管理与显示单元30通过串口232协议通讯。