[发明专利]法拉电容器驱动的挖掘机系统

说明书

本发明公开了一种法拉电容器驱动的挖掘机系统，属于地下矿山开采技术领域，其中，电容器装置通过直流开关电源变换器给控制装置供电，电容器装置通过开关电路与开关磁阻电机调速系统相连，开关磁阻电机调速系统与工作机构相连；所述控制装置分别控制开关电路和开关磁阻电机调速系统；所述法拉电容管理电路接收法拉电容组的数据，控制装置读取法拉电容管理电路所接收的法拉电容组数据并在显示屏显示，控制装置控制法拉电容充电机构动作。本发明具有结构简单，稳定性高，不受距离限制，不会对环境造成污染特点，此种挖掘机系统可减少液压损失、减少机械磨损、延长液压油更换周期，降低生产成本。

技术领域

本发明涉及一种法拉电容器驱动的挖掘机系统，属于地下矿山开采技术领域。

背景技术

电动挖掘机、柴油挖掘机被广泛的应用于地下的矿山开采，电动挖掘机具有结构简洁，操作简单、工作效率高、维修简单、没有空气污染的特点，然而受电缆的限制工作半径一般不超过90米，电缆损坏率高造成开采成本上升，且电缆箱不仅限制了视野，还会造成重心过高，减小了整机的稳定性。柴油挖掘机具有工作距离不受限制，工作效率高的特点，然而柴油机维护保养繁琐，结构复杂，尾气排放造成二次污染。同时传统的挖掘机一般由溢流阀控制油泵压力，此种方式会造成液压损失、加大机械磨损、造成液压油更换周期频繁，增大了生产成本。而法拉电容电池又叫黄金电容、超级电容电池，它通过极化电解质来储能，属于双电层电容的一种。由于其储能的过程并不发生化学反应，因此这种储能过程是可逆的，正因为此法拉电容器可以反复充放电数十万次。法拉电容一般使用活性碳电极材料，具有吸附面积大，静电储存多的特点，在新能源汽车中有广泛使用。

发明内容

本发明目的在于提供一种法拉电容器驱动的挖掘机系统，具有结构简单，稳定性高，不受距离限制，不会对环境造成污染，视野开阔的特点，同时此种挖掘机系统可减少液压损失、减少机械磨损、延长液压油更换周期，降低生产成本。

为解决上述问题，本发明提供一种法拉电容器驱动的挖掘机系统，其中，电容器装置通过直流开关电源变换器给控制装置供电，电容器装置通过开关电路与开关磁阻电机调速系统相连，开关磁阻电机调速系统与工作机构相连；所述控制装置分别控制开关电路和开关磁阻电机调速系统；所述电容器装置包括法拉电容组、法拉电容管理电路、法拉电容充电机构、电容容置箱，法拉电容组安装在电容容置箱内，电容容置箱设置在车后架上，法拉电容充电机构与法拉电容组相连，所述法拉电容管理电路接收法拉电容组的数据，所述数据包括法拉电容组的充电状态、电压、电流、温度；控制装置读取法拉电容管理电路所接收的法拉电容组数据并在显示屏显示，控制装置控制法拉电容充电机构动作。

法拉电容电池又叫黄金电容、法拉电容，它通过极化电解质来储能，属于双电层电容的一种。由于其储能的过程并不发生化学反应，因此这种储能过程是可逆的，正因为此法拉电容器可以反复充放电数十万次。法拉电容一般使用活性碳电极材料，具有吸附面积大，静电储存多的特点。

优选的，开关磁阻电机调速系统包括直流开关磁阻电机和调速电路，所述控制装置通过控制调速电路控制直流开关磁阻电机的转速。此电机具有:电机结构简单、坚固、维护方便甚至免维护，启动及低速时转矩大、启动电流小;高速恒功率区范围宽、性能好，在宽广转速和功率范围内都具有高输出和高效率，控制技术成熟，频率设定简单，容易和液压设备配套。由于具有以上优点，很适合负荷波动频繁的挖掘机提供动力。通过调速电路将恒速的电动机变为变速可调，不仅节约能源还延长法拉电容使用时间。

开关磁阻电机调速系统是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统之后发展起来的最新一代无级调速系统，是集现代微电子技术、数字技术、电力电子技术、红外光电技术及现代电磁理论、设计和制作技术为一体的光、机、电一体化高新技术。它兼具直流、交流两类调速系统的优点。英、美等经济发达国家对开关磁阻电机调速系统的研究起步较早，并已取得显著效果，产品功率等级从数w直到数百kw，广泛应用于家用电器、航空、航天、电子、机械及电动车辆等领域。