專利名稱：集裝箱堆場輪胎吊直流供電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集裝箱裝卸技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及集裝箱堆場輪胎吊供電系統(tǒng)領(lǐng)域，具體是指一種集裝箱堆場輪胎吊直流供電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代社會中，各種各樣的集裝箱碼頭越來越多，而集裝箱碼頭堆場裝卸設(shè)備主要采用輪胎吊。現(xiàn)有技術(shù)中的輪胎吊大多是以柴油發(fā)動機為動力，轉(zhuǎn)場靈活，但龐大的柴油發(fā)電機組效率很低，無功消耗大、噪聲大、煙塵污染環(huán)境也大。
同時，在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)出現(xiàn)了一種能夠從交流電網(wǎng)直接供電的系統(tǒng)，從而改變了輪胎吊從用柴油為直接用電能(簡稱“油改電”)，在很大程度上可以降低能耗成本，但往往給輪胎吊的“靈活轉(zhuǎn)場”帶來新的問題。由于柴油機提供的電源是三相低壓交流電，從而最簡單直接的“油改電”方法是向輪胎吊提供相適應(yīng)的交流電網(wǎng)進行供電，但是現(xiàn)有的交流電網(wǎng)供電技術(shù)對于“油改電”項目又存在很多可行性和可操作性的問題首先，由于起重機制動和下放重物時會釋放很多能量，并直接表現(xiàn)為直流狀態(tài)，這是因為目前變頻器都是采用“交流-直流-交流”的結(jié)構(gòu)，變頻器相互之間是采用交流側(cè)相連接的，采用交流電網(wǎng)供電，對輪胎吊之間，輪胎吊的各個變頻調(diào)速裝置和其它電氣之間無法相互之間直接進行直流電源能量的自動分配，這樣在輪胎吊下放重物過程中產(chǎn)生的能量就不得不浪費掉；也有在上述各個變頻調(diào)速裝置中引入從直流到交流電源的逆變模塊的去利用再生電源能量的，也就是把再生的直流電能逆變成交流電網(wǎng)上的交流電，然后再通過正在耗電的另一臺變頻器整流成為直流供其電機使用，相當(dāng)于把讓電能經(jīng)過了“直流-交流-直流”這樣一個額外的變換，由于上述方法需要額外引入逆變模塊(或購買可電網(wǎng)反饋的變頻調(diào)速裝置)，往往成本很高，并且該逆變模塊會產(chǎn)生交流電網(wǎng)諧波和能量再生逆變的損失。
其次，為了減少“油改電”給輪胎吊的“靈活轉(zhuǎn)場”帶來大的問題，需要在集裝箱堆場形成盡可能大的供電電網(wǎng)，從而使得輪胎吊可以采用滑線導(dǎo)電器沿著供電電網(wǎng)移動，而采用交流電網(wǎng)形成大面積長距離低電壓的公共電網(wǎng)有很多麻煩，由于電壓低、對于輸出同樣功率要求的電流就比較大，為了保證電流在導(dǎo)線上傳輸時保持較低的能量和電壓損耗，電線就必須很粗，從而增加成本和施工難度；采用多點供電形式可以幫助解決上述電能長距離傳輸問題，但交流電必須是同相并網(wǎng)，這樣對電網(wǎng)的變壓器、并網(wǎng)的交流電電源相位測量和控制又提出很高的要求，同樣造成該方法成本增加和可靠性下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，提供一種能夠靈活進行電源能量分配、轉(zhuǎn)場靈活方便、能夠充分利用起重機下放重物時釋放的能量進行節(jié)能、結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟實用、成本較低、安全可靠、適用范圍較為廣泛的集裝箱堆場輪胎吊直流供電系統(tǒng)。
為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的集裝箱堆場輪胎吊直流供電系統(tǒng)具有如下構(gòu)成該種集裝箱堆場輪胎吊直流供電系統(tǒng)，包括輪胎吊的供電裝置和受電裝置，其主要特點是，該系統(tǒng)輪胎吊的供電裝置包括在整個集裝箱堆場內(nèi)至少一個交直流轉(zhuǎn)換裝置和公共直流母線電網(wǎng)，所述的公共直流母線電網(wǎng)通過交直流轉(zhuǎn)換裝置與一個高壓交流電源相連接，所述的受電裝置與公共直流母線電網(wǎng)相連接。
該集裝箱堆場輪胎吊直流供電系統(tǒng)的輪胎吊的受電裝置包括每臺輪胎吊至少一個直交流轉(zhuǎn)換輔助電源裝置和僅有逆變的變頻調(diào)速裝置，直交流轉(zhuǎn)換輔助電源裝置和僅有逆變的變頻調(diào)速裝置與該公共直流母線電網(wǎng)相連接。
該集裝箱堆場輪胎吊直流供電系統(tǒng)的交直流轉(zhuǎn)換裝置包括交流變壓模塊和整流電源模塊，所述的交流變壓模塊的輸入端與所述的高壓交流電源相連接，該交流變壓模塊的輸出端通過該整流電源模塊與所述的公共直流母線電網(wǎng)相連接。
該集裝箱堆場輪胎吊直流供電系統(tǒng)的交直流轉(zhuǎn)換裝置的輸出直流電壓為500V～1200V。
該集裝箱堆場輪胎吊直流供電系統(tǒng)的公共直流母線電網(wǎng)包括數(shù)根直流輸電電纜，所述的輪胎吊供電裝置為滑線導(dǎo)電器，該滑線導(dǎo)電器一端與輪胎吊相連接，其另一端與所述的直流母線電網(wǎng)的直流輸電電纜相連接并沿該直流輸電電纜的軸向往返滑動。
該集裝箱堆場輪胎吊直流供電系統(tǒng)的僅有逆變的變頻調(diào)速裝置通過所述的滑線導(dǎo)電器與公共直流母線電網(wǎng)相連接。
該集裝箱堆場輪胎吊直流供電系統(tǒng)的直交流轉(zhuǎn)換輔助電源裝置通過所述的滑線導(dǎo)電器與所述的公共直流母線電網(wǎng)相連接。
采用了該發(fā)明的集裝箱堆場輪胎吊直流供電系統(tǒng)，由于每個輪胎吊有滑線導(dǎo)電器與公共直流母線電網(wǎng)相連，滑線導(dǎo)電器可以在直流電網(wǎng)的輸電電纜上跟隨輪胎吊進行移動，從而保證輪胎吊有充分的機動性，輪胎吊通過滑線導(dǎo)電器與直流供電電網(wǎng)相連獲取直流電源電能，可以利用直流電進行裝卸作業(yè)；由于輪胎吊的各個變頻器和電器可以在直流母線電網(wǎng)上進行電源能量分配，輪胎吊之間也可以進行電源能量分配，由于起重機制動和下放重物時會釋放很多能量，并直接表現(xiàn)為直流狀態(tài)，利用公共直流母線電網(wǎng)直接與輪胎吊的變頻調(diào)速裝置和輔助電源裝置連接的特點，從而到達再生能源的利用進行節(jié)能；另外，由于采用公共直流母線的直流電網(wǎng)形式供電而不是交流電網(wǎng)形式供電，回饋的電能不需要通過附加的逆變模塊回饋到交流電網(wǎng)上而是直接通過公共直流母線傳輸?shù)叫枰娔艿膯卧?，從而避免再生直流電能?jīng)過“直流-交流-直流”這樣一個變換過程，也就避免了產(chǎn)生交流電網(wǎng)諧波和能量再生逆變的損失；由于直流電網(wǎng)供電，電網(wǎng)上可以方便地實行多點供電方式，從而可以按照堆場場地的大小合理地引進多個供電點，從而減少了其它供電方式帶來的不便和損耗，保證了系統(tǒng)的可行性和可操作性；由于現(xiàn)有的變頻調(diào)速裝置，特別是在輪胎吊上基本上都是“交流-直流-交流”結(jié)構(gòu)，采用直流供電方式，變頻調(diào)速裝置可以直接把其中的直流端進行連接，從而對現(xiàn)有輪胎吊的變頻調(diào)速裝置改造不增加成本，對于新造的輪胎吊甚至可以省掉鎮(zhèn)流單元降低成本，并提高可靠性；另一方面，本發(fā)明的直流供電系統(tǒng)經(jīng)濟實用，結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，而且安全可靠，適用范圍較為廣泛，提升了集裝箱輪胎吊設(shè)備節(jié)能降耗，減少污染，為人們的工作帶來了很大的便利。


圖1為本發(fā)明的集裝箱堆場輪胎吊直流供電系統(tǒng)的整體架構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實施例詳細(xì)說明。
請參閱圖1所示，該集裝箱堆場輪胎吊直流供電系統(tǒng)，包括輪胎吊的供電裝置和受電裝置，其中輪胎吊的供電裝置包括在整個集裝箱堆場內(nèi)至少一個交直流轉(zhuǎn)換裝置2和公共直流母線電網(wǎng)3，所述的公共直流母線電網(wǎng)3通過交直流轉(zhuǎn)換裝置2與一高壓交流電源1連接。
同時，該集裝箱堆場輪胎吊直流供電系統(tǒng)中輪胎吊的受電裝置包括每臺輪胎吊至少一個直交流轉(zhuǎn)換輔助電源裝置61和僅有逆變的變頻調(diào)速裝置62，直交流轉(zhuǎn)換輔助電源裝置和僅有逆變的變頻調(diào)速裝置與該公共直流母線電網(wǎng)3連接。
對于集裝箱堆場輪胎吊直流供電系統(tǒng)中的交直流轉(zhuǎn)換裝置2包括交流變壓模塊21和整流電源模塊22，所述的交流變壓模塊21的輸入端與所述的高壓交流電源1相連接，該交流變壓模塊21的輸出端通過該整流電源模塊22與所述的公共直流母線電網(wǎng)3相連接。在本實施方式中，交直流轉(zhuǎn)換裝置2的輸出直流電壓為500V～1200V，形成公共直流母線電網(wǎng)3。同時，該集裝箱堆場輪胎吊直流供電系統(tǒng)中的公共直流母線電網(wǎng)3包括數(shù)根直流輸電電纜31，所述的輪胎吊供電裝置為滑線導(dǎo)電器4，該滑線導(dǎo)電器一端與輪胎吊5相連接，其另一端與所述的公共直流目前電網(wǎng)3的輸電電纜連接并沿該直流輸電電纜的軸向往返滑動。
在本實施方式中，該集裝箱堆場輪胎吊直流供電系統(tǒng)中的輪胎吊上設(shè)置有僅有逆變的變頻調(diào)速裝置61，且該僅有逆變的變頻調(diào)速裝置61通過所述的滑線導(dǎo)電器4與公共直流母線電網(wǎng)3相連接。該集裝箱堆場輪胎吊直流供電系統(tǒng)中的輪胎吊上還設(shè)置有直交流轉(zhuǎn)換輔助電源裝置62，且該直交流轉(zhuǎn)換輔助電源裝置62通過所述的滑線導(dǎo)電器4與公共直流母線電網(wǎng)3相連接。
在實際使用當(dāng)中，本發(fā)明的集裝箱堆場輪胎吊直流供電系統(tǒng)包括把高壓交流電源1引入到適當(dāng)?shù)亩褕龅攸c變壓成低壓交流電的交流變壓模塊21，然后再通過把高壓交流供電電網(wǎng)變成直流供電電網(wǎng)的整流電源模塊22，根據(jù)場地大小，可以有多個高壓供電點(即有多個交流變壓模塊21和整流電源模塊22)，通過這些整流電源模塊22為公共直流母線電網(wǎng)3進行供電，而該公共直流母線電網(wǎng)3的電壓被設(shè)定成一個固定值，根據(jù)輪胎吊5的電氣設(shè)備設(shè)定，其范圍可設(shè)定在500V～1200V，整個集裝箱堆場以直流電網(wǎng)的形式負(fù)責(zé)為的輪胎吊5提供電源，每個輪胎吊5有滑線導(dǎo)電器4與直流電網(wǎng)相連，滑線導(dǎo)電器4可以在直流電網(wǎng)的輸電電纜31上跟隨輪胎吊5進行移動，由于采用直流電網(wǎng)進行供電，輪胎吊5上的電氣設(shè)備需要能夠接受直流電網(wǎng)電能進行工作，從而將輪胎吊5上傳統(tǒng)的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)替換為公共直流母線結(jié)構(gòu)下的直接逆變調(diào)速系統(tǒng)，輪胎吊5上的其它輔助交流電氣通過設(shè)置直流變交流輔助電源供電裝置進行供電。
采用了上述的集裝箱堆場輪胎吊直流供電系統(tǒng)，由于每個輪胎吊5有滑線導(dǎo)電器4與公共直流母線電網(wǎng)3相連，滑線導(dǎo)電器4可以在該公共直流母線電網(wǎng)3的輸電電纜31上跟隨輪胎吊5進行移動，從而保證輪胎吊5有充分的機動性，輪胎吊5通過滑線導(dǎo)電器4與公共直流母線電網(wǎng)3相連獲取直流電源電能，提供給輪胎吊上的直交流轉(zhuǎn)換輔助電源裝置61和僅有逆變的變頻調(diào)速裝置62，從而輪胎吊可以利用直流電進行裝卸作業(yè)；由于輪胎吊5的各個變頻器和電器通過各個輪胎吊上的直流受電單元6可以在公共直流母線電網(wǎng)3上進行電源能量分配，輪胎吊5之間也同樣連接到公共直流母線電網(wǎng)3可以進行電源能量分配，由于起重機制動和下放重物時會釋放很多能量，并直接表現(xiàn)為直流狀態(tài)，利用公共直流母線電網(wǎng)3直接與輪胎吊5的變頻調(diào)速裝置62和輔助電源裝置61連接的特點，從而到達再生能源的利用進行節(jié)能；另外，由于采用公共直流母線3的直流電網(wǎng)形式供電而不是交流電網(wǎng)形式供電，回饋的電能不需要通過附加的逆變模塊回饋到交流電網(wǎng)上，從而避免產(chǎn)生交流電網(wǎng)諧波和能量再生逆變的損失；由于直流電網(wǎng)供電，電網(wǎng)上可以方便地實行多點供電方式，從而可以按照堆場場地的大小合理地引進多個供電點，因此減少其它供電方式帶來的不便和損耗；由于現(xiàn)有的變頻調(diào)速裝置，特別是在輪胎吊上基本上都是“交流-直流-交流”結(jié)構(gòu)，采用直流供電方式，變頻調(diào)速裝置可以直接把其中的直流端進行連接，從而對現(xiàn)有輪胎吊的變頻調(diào)速裝置改造不增加成本，對于新造的輪胎吊甚至可以省掉鎮(zhèn)流單元降低成本，并提高可靠性；另一方面，本發(fā)明的直流供電系統(tǒng)經(jīng)濟實用，結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，而且安全可靠，適用范圍較為廣泛，提升了集裝箱輪胎吊設(shè)備節(jié)能降耗，減少污染，為人們的工作帶來了很大的便利。
在此說明書中，本發(fā)明已參照其特定的實施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，說明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說明性的而非限制性的。
權(quán)利要求
1.一種集裝箱堆場輪胎吊直流供電系統(tǒng)，包括輪胎吊的供電裝置和受電裝置，其特征在于，該系統(tǒng)輪胎吊的供電裝置包括在整個集裝箱堆場內(nèi)至少一個交直流轉(zhuǎn)換裝置和公共直流母線電網(wǎng)，所述的公共直流母線電網(wǎng)通過交直流轉(zhuǎn)換裝置與一高壓交流電源相連接，所述的受電裝置與公共直流母線電網(wǎng)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集裝箱堆場輪胎吊直流供電系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)輪胎吊的受電裝置包括每臺輪胎吊至少一個直交流轉(zhuǎn)換輔助電源裝置和僅有逆變的變頻調(diào)速裝置，直交流轉(zhuǎn)換輔助電源裝置和僅有逆變的變頻調(diào)速裝置與該公共直流母線電網(wǎng)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集裝箱堆場輪胎吊直流供電系統(tǒng)，其特征在于，所述的交直流轉(zhuǎn)換裝置包括交流變壓模塊和整流電源模塊，所述的交流變壓模塊的輸入端與所述的高壓交流電源相連接，該交流變壓模塊的輸出端通過該整流電源模塊與所述的公共直流母線電網(wǎng)相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的集裝箱堆場輪胎吊直流供電系統(tǒng)，其特征在于，所述的交直流轉(zhuǎn)換裝置的輸出直流電壓為500V～1200V。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的集裝箱堆場輪胎吊直流供電系統(tǒng)，其特征在于，所述的公共直流母線電網(wǎng)包括數(shù)根直流輸電電纜，所述的輪胎吊供電裝置為滑線導(dǎo)電器，該滑線導(dǎo)電器一端與輪胎吊相連接，其另一端與所述的直流母線電網(wǎng)的直流輸電電纜相連接并沿該直流輸電電纜的軸向往返滑動。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的集裝箱堆場輪胎吊直流供電系統(tǒng)，其特征在于，所述的僅有逆變的變頻調(diào)速裝置通過所述的滑線導(dǎo)電器與公共直流母線電網(wǎng)相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的集裝箱堆場輪胎吊直流供電系統(tǒng)，其特征在于，所述的直交流轉(zhuǎn)換輔助電源裝置通過所述的滑線導(dǎo)電器與所述的公共直流母線電網(wǎng)相連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種集裝箱堆場輪胎吊直流供電系統(tǒng)，包括輪胎吊的供電裝置和受電裝置，其中輪胎吊的供電裝置包括在整個集裝箱堆場內(nèi)至少一個交直流轉(zhuǎn)換裝置和公共直流母線電網(wǎng)，公共直流母線電網(wǎng)通過交直流轉(zhuǎn)換裝置與一個高壓交流電源連接，受電裝置與公共直流母線電網(wǎng)連接。采用該種結(jié)構(gòu)的集裝箱堆場輪胎吊直流供電系統(tǒng)，輪胎吊具有充分機動性的供電系統(tǒng)，輪胎吊之間、輪胎吊內(nèi)部電氣之間的電氣能量在公共直流母線電網(wǎng)上能進行共享和分配，并減少了損失；而且實現(xiàn)了多點供電方式，經(jīng)濟實用，結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，而且安全可靠，適用范圍較為廣泛，提升了集裝箱輪胎吊設(shè)備節(jié)能降耗，減少污染，為人們的工作帶來了很大的便利。
文檔編號H02M7/00GK101079547SQ20071004145
公開日2007年11月28日 申請日期2007年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月30日
發(fā)明者高旭 申請人:高旭