[实用新型]轮胎臂架式起重机可再生能源回收装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及轮胎臂架式起重机，特别涉及一种利用超级电容组成的储能器进行可再生能源的回收与利用的新型节能环保型轮胎臂架式起重机。

背景技术

轮胎臂架式起重机是一种应用广泛的流动式起重机，其具有长距离行驶、灵活转场、机动性好的特点，因而得到广泛应用。轮胎臂架式起重机的动力装置是柴油——发电机组，通过调速装置分别驱动各工作机构。其特点是作业频繁，连续不断地将货物起升和下降、起动和制动，负荷特性需要很大的起动功率，同时其作业特点也造成能源利用率低下，也包括了惯性制动、机械势能、空闲损耗等多方面的能量损耗，主要表现在以下几方面：

1．起重设备在每一个工作循环中，必然包含重物下降环节。此时，势能转化为动能，自身会产生一定数量的再生能量，这种可再生的能源也是起重机械中最主要的潜在可回收能源。

2．起吊和下降环节都伴随有空载工作状态，故空闲时间占有一定比例，此时，发动机处于怠速状态，发动机利用不充分，空耗耗能严重。

3．为满足起动瞬间和加速阶段的对动力要求，其动力配置一般要大于额定吨位所需驱动功率，运行效率低，耗能严重。

4．绝大多数时间是搬运小于额定载荷的欠负荷运行工况，故发动机处于低功率运行，能源转换效率低，造成浪费，对环境的污染也较为严重。

轮胎臂架式起重机回收与利用上述潜在的可回收能源。具有很好的节能减排效果和巨大的潜在价值，具有重要的社会意义。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种能够回收与利用上述潜在的可再生能源的装置，此装置用于新型轮胎臂架式起重机的设计与传统轮胎臂架式起重机的节能减排改造，起到节省能源消耗，降低废气排放和污染且使用长久的新型节能环保型轮胎臂架式起重机。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：

本实用新型提供的轮胎臂架式起重机可再生能源回收装置，是一种在起重重物下降时，ARM处理器通过控制与驱动电路将直流电动机转换为直流发电机，重物势能拖动直流发电机工作并输出电能，通过充/放电变换器将此电能储存在超级电容模组中；而在起重重物上升时，回收电能与內燃发电机组共同提升重物，怠机电能同时储存在超级电容模组中的装置；

该装置设有全桥式充/放电变换器，其和超级电容模组、內燃发电机组、直流电动机/发电机、DC/DC模块、控制与驱动电路相连，设有分段电压检测电路和模拟电压检测电路，其分别检测超级电容模组及直流电动机/发电机端电压，并送ARM处理器；ARM处理器的输入端连接控制输入及上位机监控，ARM处理器的输出端接控制与驱动电路。

所述的超级电容模组为80F/135V的超级电容模组，其由400F/2.7V的单体超级电容器串并联组成，单体超级电容器设计了一个由芯片SI2302和XC61C组成的均压电路。

所述的充/放电变换器采用全桥结构，具有充、放电升压功能，以提升能源回收装置的利用效率，由型号为PM600HSA120的智能功率模块构成。

所述的分段电压检测电路由光耦及附属电路组成，其中：第一光耦IC1输入端与稳压管D1、D2、D3及电阻R4相串连，IC1的输出端通过电阻与两级反相器相连，由IN_1输出至ARM，确定超级电容模组端电压的下限。第二光耦IC2的输入端与D4、D5、D6及R1相串连，光耦IC2的输出端通过电阻与反相器相连后由IN_2送ARM，确定超级电容模组端电压的上限保护值。

所述的模拟电压检测电路由两个光耦及附属电路组成，其中：第三光耦IC3与稳压管D7及电阻R7串联，ADC1_1为第三光耦IC3输出端，隔离监控超级电容模组的准确端电压值；第四光耦IC4与稳压管D8及电阻R8串联，ADC1_2为第四光耦IC4输出端，隔离监测端发电机端电压的大小。

所述的ARM处理器通过串口与上位机通讯。

本实用新型具有如下优点：

1．由于利用超级电容组成的储能器进行可再生能源的回收与利用，大大降低了內燃发电机组产生的废气与噪声污染，明显改善了柴油机在加速时冒黑烟的现象，实验并通过理论计算节能不低于                                               ，达到了很好的节能减排效果。

2．采用电动机/发电机的可再生能源的回收系统大大降低了轮胎臂架式起重机的动力配置，柴油机组、电动机的功率配置减小了，超级电容模组和内燃发电机动力系统的共同驱动提高了起重机的加速性能。