专利名称：轮胎式龙门集装箱起重机供电系统及方法
技术领域：
本发明涉及港口起重设备，更具体地说，涉及一种轮胎式龙门集装箱 起重机供电系统及方法。
背景技术：
当前，世界集装箱运输发展迅猛，港口集装箱装卸作业日益繁忙，目 前主要是以轮胎式龙门集装箱起重机(龙门吊)作为堆码机械，全球总配
备量超过6500台，占总堆码机械的90%以上，这些轮胎式龙门集装箱起重 机大多釆用机上配置柴油发电机组，通过燃烧柴油来获取动力，参见图3， 柴油机发电机1发出的电通过断路器2、 3、 4将电供给所述起重机，一 部分电通过变压器5给轮胎式龙门集装箱起重机的其他辅助设备6供电， 发出的电的另外一部分通过逆变器7和相应的变频器传输给所述轮胎式龙 门集装箱起重机的工作电机，具体的是起升变频器8为起升电机81供电， 起重机的小车变频器9以及大车的变频器l0、 1l为相应的电机供电， 当轮胎式龙门集装箱起重机的吊具下降时可使起升电机81产生电能，但是 这部分再生电能没有得到有效的利用，而被相关设备的电阻转换为热能而 消耗掉(比如被制动单元l 2和制动电阻1 3消耗)，所以可以看出，传 统的轮胎式龙门集装箱起重机存在能耗高、噪声大、废气排放量大、维修 费用及运行成本都很高的缺点，此外，它也不能实现电能的再生利用。据 统计以柴油发电机组为动力的轮胎式龙门集装箱起重机每完成一个集装 箱作业，平均要消耗1.5升柴油。随着节能减排、绿色环保理念深入人心， 以及柴油价格高涨给企业经济效益产生越来越大的影响，迫切需要对轮胎 式龙门集装箱起重机能源利用效率和能源种类进行改造和变换，目前出现 了一些技术改造方案，以下是所述各种技术改造方案的介绍及其分析
1 )在配置柴油发电机组基础上采用超级电容储能，这样超级电容可以 存储轮胎式龙门集装箱起重机吊具下降时的再生电能，相应减少了柴油的
能耗，但是其缺点是超级电容价格过于昂贵，成本太高。
2 )地面交流电上轮胎式龙门集装箱起重机机(分为电缆卷简方式和架 空滑触线方式)，即通过交流电驱动所述轮胎式龙门集装箱起重机，优点 是不会产生黑烟，比较环保，但其缺点是由于釆用交流电而导致系统结构 复杂，需要增设较多的设备，另外还限制了轮胎式龙门集装箱起重机应有 的灵活性。
发明内容
针对目前的轮胎式龙门集装箱起重机存在的油耗高、污染重及其结构 复杂等缺陷，本发明的目的是提供一种轮胎式龙门集装箱起重机供电系统 及方法，该系统和方法能以直流电能替代柴油和交流电，进而节省了相当 的能源，并且其结构较简单，同时又能保证轮胎式龙门集装箱起重机的灵 活性。
为实现上述目的， 一方面，本发明提供一种轮胎式龙门集装箱起重机
供电方法，包括以下步骤
a .将交流电网的交流电通过整流器进行转换为直流电并输送至所述 轮胎式龙门集装箱起重机的供电线路上；
b. 所述轮胎式龙门集装箱起重机通过一受电装置获取所述供电线路 上的直流电；
c. 建立控制装置,'监控所述轮胎式龙门集装箱起重机及其供电线路上 的供电负载平衡信号和起重机设备运动参数，并按预定的设置进行控制。
所述方法还包括建立逆变装置，所述逆变装置由所述控制装置控制， 所述逆变装置输出端与所述交流电网连接，输入端连接在所述轮胎式龙门 集装箱起重机的供电线路上。
所述控制装置为PLC程序控制，按以下步骤对所述轮胎式龙门集装箱 起重机的再生电能进行控制
1) 当轮胎式龙门集装箱起重机的吊具下降产生电能时，首先将该电能 供给其本机的其他设备使用；
2) 当执行步骤l)后所述电能还有富余时，将所述富余电能供给所述
供电线路上其他轮胎式龙门集装箱起重机使用；
3)当执行步骤2)后所述电能还有富余时，将所述富余电能通过所述逆变装置反馈至所述交流电网。
所述轮胎式龙门集装箱起重机包括DC/AC变频器，所述DC/AC变频器 接收所述受电装置输出的直流电，并将直流电转换为交流电供所述轮胎式 龙门集装箱起重机的辅助机构及控制回路使用。
所述轮胎式龙门集装箱起重机的受电装置输入端与所述供电线路活动 连接并在其上滑行，所述受电装置输出端通过隔离开关向所述轮胎式龙门 集装箱起重机的主体供电。
另一方面，本发明提供一种为轮胎式龙门集装箱起重机供应直流电的 系统，包括
直流电源装置，输入端与交流电网连接，其输出端与所述轮胎式龙门 集装箱起重机的供电线路连接，轮胎式龙门集装箱起重机的输入端与所述供电线路活动连接；
控制装置，与所述轮胎式龙门集装箱起重机连接，用于监控相关线路 上的电信号以及轮胎式龙门集装箱起重机的运动参数，并按预定的设置对 系统进行控制。
所述直流电源装置包括整流电路，所述整流电路输入端与巿网交流电 连接，输出端与所述供电线路连接，所述供电线路为两线制直流输电网。
所述轮胎式龙门集装箱起重机具有受电装置，所述受电装置输入端与 所述供电线路活动连接并在其上滑行，所述受电装置输出端通过隔离开关 与所述轮胎式龙门集装箱起重机的主体连接。
所述轮胎式龙门集装箱起重机包括DC/AC变频器，所述DC/AC变频器 输入端与所述受电装置输出端连接，输出端与轮胎式龙门集装箱起重机的 辅助机构及控制回路连接。
所述直流电供电系统还包括逆变装置，所述逆变装置与所述控制装置 连接，所述逆变装置输出端与所述交流电网连接，输入端连接在所述轮胎 式龙门集装箱起重机的供电线路上。
采用本发明所述的一种轮胎式龙门集装箱起重机供电系统及方法，首
先因为其釆用了直流电，这样就没有柴油的燃烧引起的黑烟和二氧化碳， 不污染环境，同时也避免了采用交流电时导致的系统结构复杂且不灵活的 现象，根据分析测算，轮胎式龙门集装箱起重机釆用了直流电驱动后，可
以取消传统龙门吊起重机上大容量柴油发电机组(360KW及以上)、交流 整流装置、制动单元和制动电阻等，大大节省了龙门吊的配置成本，并且 由于直接采用直流供电，每完成一个集装箱作业，平均消耗电力约1. 2kwh, 动力成本可节省约80%，操作环境大大改善、设备故障率明显下降、设备 维修保养变得简单；另外由于本发明所述的系统和方法还包括逆变装置并 拥有控制装置，这样在控制装置的控制下，当轮胎式龙门集装箱起重机吊 具下降时带动电机产生的再生电能可以供给该起重机或者其他起重机使 用，还有富余时，可以通过逆变装置将富余的电能反馈给交流电网，这样 一来就可以大大节省能源，在当今能源紧张的背景之下，本发明具有很高 的使用价值并具有广阔的应用前景。
图l是本发明所述的供应直流电的方法的流程示意图2是本发明所述的控制装置的控制流程示意图3是传统的柴油轮胎式龙门集装箱起重机的系统配置示意图4是本发明所述的供应直流电的系统的结构示意简图5是本发明所述的轮胎式龙门集装箱起重机的结构示意简图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。 参见图l,实现本发明包括以下步骤
IOI.将交流电网的交流电转换为直流电并输送至供电线路上。见图5 ， 建立直流电源装置20,所述直流电源装置20可以是整流电路，所述整流 电路输入端与交流电网连接，其输出端与所述轮胎式龙门集装箱起重机的 供电线路26连接，轮胎式龙门集装箱起重机22的输入端与所述供电线路 26活动连接，这样所述整流电路就可以将交流电网的交流电转换为直流电 通过所述供电线路26供给所述起重机。
102. 将受电装置活动连接在所述供电线路上。即所述轮胎式龙门集装 箱起重机通过一受电装置获取所述供电线路上直流电，所述供电线路26为 两线制直流输电网，参见图4 ,所述轮胎式龙门集装箱起重机22具有受电 装置12,所述受电装置12输入端与所述供电线路26活动连接并在其上滑 行，所述受电装置12输出端通过隔离开关13与所述轮胎式龙门集装箱起 重机2 2的主体连接，这样所述供电线路26下方可以连接若千数量的轮胎 式龙门集装箱起重机并为他们供电，比如图5中的起重机22、 23、 24以及 25。
103. 建立逆变装置21,连接在交流电网和起重机供电线路26之间。 所述逆变装置21由控制装置28控制，所述逆变装置21输出端与所述交流 电网连接，输入端连接在所述轮胎式龙门集装箱起重机的供电线路26上， 其可以将供电线路26上的富余电能反馈给所述交流电网，参考图5。
104. 监控电信号和运动参数，并按预定的设置进行控制。参见图5， 即建立控制装置28,该控制装置28可以是PLC程序控制，监控所述轮胎 式龙门集装箱起重机22、 23、 24、 25及其供电线路26上的电信号和运动
参数，并按预定的设置进行控制。当轮胎式龙门集装箱起重机的吊具下降 时，其带动起升电机81发电产生再生电能，参见图4，控制装置28按以
下步骤对所述轮胎式龙门集装箱起重机的再生电能进行控制
201. 将该电能供给其本机的其他设备使用。即当轮胎式龙门集装箱起 重机的吊具下降产生电能时，首先通过起升变频器8将该电能供给其本机 的其他设备使用，比如供给其他辅助设备l7使用。
202. 将执行步骤201后富余的电能供给其他起重机使用。即当执行步 骤l)后所述电能还有富余时，此时控制装置28检测到电压信号值的富余， 此时将所述富余电能供给所述供电线路上其他轮胎式龙门集装箱起重机使 用。
203. 将执行步骤202后富余的电能反馈给交流电网。即当执行步骤2) 后所述电能还有富余时，此时控制装置28检测到电压信号值的富余，此时 将所述富余电能通过所述逆变装置21反馈至所述交流电网。
另夕卜，该控制装置28还可以对起重机运动时产生的偏移进行纠正和控制。
作为一个实施例，参见图4，所述轮胎式龙门集装箱起重机22还包括 DC/AC变频器14,所述DC/AC变频器14接收所述受电装置12输出的一部 分直流电，并将直流电转换为交流电并通过正弦滤波器15、变压器16供 所述轮胎式龙门集装箱起重机的其他辅助设备17使用，受电装置12输出 的另外一部分直流电通过起升变频器8、供给起升电机81，通过小车变频 器9以及大车变频器10、 ll供给相应的电机。
作为一个实施例，所述轮胎式龙门集装箱起重机的受电装置12为受电 弓，受电弓是从所述供电线路26上的接触导线上受取电流的一种受流装 置，它安装在起重机机顶上，当受电弓升起时，受电弓滑板与接触导线接 触，将电流引入起重机内，受电弓工作的特点是靠滑动接触而受流，受电 弓按其杆臂的结构形式可分为双臂和单臂受电弓两种，起重机上可以装有 两台受电弓，正常运行时只升后弓，前弓备用。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说 明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围 内，对以上实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
权利要求
1.一种轮胎式龙门集装箱起重机供电方法，其特征在于，包括以下步骤a.将交流电网的交流电通过整流器进行转换为直流电并输送至所述轮胎式龙门集装箱起重机的供电线路上；b.所述轮胎式龙门集装箱起重机通过一受电装置获取所述供电线路上的直流电；c.建立控制装置，监控所述轮胎式龙门集装箱起重机及其供电线路上的供电负载平衡信号和起重机设备运动参数，并按预定的设置进行控制。
2. 如权利要求l所述的供电方法，其特征在于， 所述方法还包括建立逆变装置，所述逆变装置由所述控制装置控制，所述逆变装置输出端与所述交流电网连接，输入端连接在所述轮胎式龙门 集装箱起重机的供电线路上。
3. 如权利要求2所述的供电方法，其特征在于，所迷控制装置为PLC 程序控制，按以下步骤对所述轮胎式龙门集装箱起重机的再生电能进行控 制1) 当轮胎式龙门集装箱起重机的吊具下降产生电能时，首先将该电能 供给其本机的其他设备使用；2) 当执行步骤l)后所述电能还有富余时，将所述富余电能供给所述 供电线路上其他轮胎式龙门集装箱起重机使用；3) 当执行步骤2)后所述电能还有富余时，将所述富余电能通过所述 逆变装置反馈至所述交流电网。
4. 如权利要求1或2或3所述的供电方法，其特征在于，所述轮胎式 龙门集装箱起重机包括DC/AC变频器，所述DC/AC变频器接收所述受电装 置输出的直流电，并将直流电转换为交流电供所述轮胎式龙门集装箱起重 机的辅助机构及控制回路使用。
5. 如权利要求4所述的供电方法，其特征在于，所述轮胎式龙门集装箱起重机的受电装置输入端与所述供电线路活动连接并在其上滑行，所述受电装置输出端通过隔离开关向所述轮胎式龙门集装箱起重机的 主体供电。
6. —种轮胎式龙门集装箱起重机供电系统，其特征在于，包括直流电源装置，输入端与交流电网连接，其输出端与所述轮胎式龙门 集装箱起重机的供电线路连接，轮胎式龙门集装箱起重机的输入端与所述 供电线路活动连接；控制装置，与所述轮胎式龙门集装箱起重机连接，用于监控相关线路 上的电信号以及轮胎式龙门集装箱起重机的运动参数，并按预定的设置对 系统进行控制。
7. 如权利要求6所述的供应直流电的系统，其特征在于，所述直流电 源装置包括整流电路，所述整流电路输入端与市网交流电连接，输出端与 所述供电线路连接，所述供电线路为两线制直流输电网。
8. 如权利要求6或7所述的供应直流电的系统，其特征在于，所述轮胎式龙门集装箱起重机具有受电装置，所述受电装置输入端与所述供电线 路活动连接并在其上滑行，所述受电装置输出端通过隔离开关与所述轮胎 式龙门集装箱起重机的主体连接。
9. 如权利要求8所述的供应直流电的系统，其特征在于，所述轮胎式 龙门集装箱起重机包括DC/AC变频器，所述DC/AC变频器输入端与所述受 电装置输出端连接，输出端与轮胎式龙门集装箱起重机的辅助机构及控制 回路连接。
10. 如权利要求6所述的供应直流电的系统，其特征在于，所述直流 电供电系统还包括逆变装置，所述逆变装置与所述控制装置连接，所述逆 变装置输出端与所述交流电网连接，输入端连接在所述轮胎式龙门集装箱 起重机的供电线路上。
全文摘要
本发明涉及一种轮胎式龙门集装箱起重机供电系统及方法，提供直流电给所述起重机使用，并且还具有控制装置和逆变装置。因为其采用了直流电，这样就没有柴油的燃烧引起的黑烟和二氧化碳，不污染环境，同时也避免了采用交流电时导致的系统结构复杂且不灵活的现象；另外由于本发明还包括逆变装置并拥有控制装置，这样在控制装置的控制下，当轮胎式龙门集装箱起重机吊具下降时带动电机产生的再生电能可以供给该起重机或者其他起重机使用，还有富余时，可以通过逆变装置将富余的电能反馈给交流电网，这样一来就可以大大节省能源，在当今能源紧张的背景之下，本发明具有很高的使用价值并具有广阔的应用前景。
文档编号B66C13/18GK101195463SQ200710173160
公开日2008年6月11日 申请日期2007年12月26日 优先权日2007年12月26日
发明者严小安 申请人:严小安