【摘要】： 隨著人們對資源和環(huán)境認識的不斷提高,節(jié)能降耗逐漸成為機械設(shè)備的發(fā)展趨勢,同時也是企業(yè)降低運行成本的技術(shù)手段。起重設(shè)備是一類具有較大節(jié)能潛力的機械,其工作過程是貨物被提升后再下降。而下降運動是靠機械勢能驅(qū)動的,鑒于安全性又不允許其自由下降,要通過能耗制動把多余的機械能進行消耗。本課題的研究鑒于起重設(shè)備的工作特性,在傳統(tǒng)起重設(shè)備動力系統(tǒng)設(shè)計中,配置合適的儲能元件,回收起重設(shè)備因勢能變化形成的再生能量,充分利用回收的再生能量作為動力補給,回收空間巨大,符合國家的發(fā)展戰(zhàn)略需求,具有重要的社會和經(jīng)濟意義。 目前以發(fā)動機為動力源的輪胎式起重機存在發(fā)動機容量選配大,空閑時間長,空耗比例大,發(fā)動機效率未能充分發(fā)揮,勢能未得到充分利用,節(jié)能空間在40%以上,因此以輪胎式起重機為開發(fā)的切入點是合適的。同時,超級電容器這種新型的電子器件的出現(xiàn)為解決輪胎式起重機混合動力改造提供了儲能設(shè)備,超級電容器有著比蓄電池高10倍以上的功率密度和100倍以上的充放電速率。利用超級電容瞬時高功率的特性,可以避免要求發(fā)動機頻繁起動和蓄電池提供瞬間大功率的特殊要求,同時超級電容器還可以迅速吸收和釋放再電能量,從而節(jié)約能源,減少排放污染。 本文以輪胎式起重機為研究對象,介紹了混合動力技術(shù)在國內(nèi)外的研究動態(tài)、超級電容在應(yīng)用中面臨的問題以及傳統(tǒng)輪胎式起重機的結(jié)構(gòu)及動力系統(tǒng)構(gòu)成,詳細分析了輪胎式起重機工作過程中的能量傳遞與能理損失情況,并提出了輪胎式起重機節(jié)能改造的方案——配置超級電容器作為儲能器的混合動力技術(shù)改造。 文中詳細論述了輪胎式起重機混合動力系統(tǒng)中儲能器的配置方式、儲能器的選擇、能量控制器的設(shè)計方案、以及整個混合動力系統(tǒng)的控制策略。采用Saber軟件建立了混合動力系統(tǒng)仿真模型,進行了多方案仿真計算、對比分析,并進行了混合動力系統(tǒng)小比例實驗,通過仿真和實驗論證了以超級電容器為儲能元件的混合動力系統(tǒng)在輪胎起重機上的應(yīng)用的可行性。
【圖文】：

起重機在提升重物過程中，系統(tǒng)從發(fā)電機組吸收電能，克服系統(tǒng)摩擦力及地球引力對負載做功。所吸收的電能一部分轉(zhuǎn)化為熱能，，一部分轉(zhuǎn)化為載荷勢能，能量流向如圖2一2。月氣靄塑評匣夔!牽愈斗\\霎…吟畫\\ EJEL圖2一2起升過程中能量流向圖上圖中E:為從發(fā)電機組吸收的總能量;Ec為斬波器消耗掉的能量;EM為電機損耗掉的能量;EJ為機械傳動系統(tǒng)損耗掉的能量;EL為系統(tǒng)對負載做的功。根據(jù)能量流向圖，推出系統(tǒng)效率計算公式如下「’2]:么二遏乓凡(2一3)E。+EM+乓+凡設(shè)變頻器、電機、機械傳動系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的能量傳輸效率依次為粉。、叮M和叮，，

(2)下降過程在下降過程中，電機處于發(fā)電狀態(tài)，載荷的勢能通過電機及變頻器轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔�，�?jīng)制動電阻消耗掉，系統(tǒng)能量流向如圖2一3。一一電畫 }}}奪邑小…嬰拿小畫EL廠廠 EMEJ廠。E圖2一3下降過程中能量流向圖上圖中Ec、EM、EJ、EL含義同圖2一2，ER為通過制動電阻消耗掉的能量。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TH213.6

【引證文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 金君;;混合動力系統(tǒng)在船舶上的應(yīng)用研究[J];物流工程與管理;2011年03期

相關(guān)會議論文 前1條

1 朱建學(xué);付為剛;濮德璋;;輪胎式集裝箱門式起重機節(jié)能技術(shù)研究綜述[A];物流工程三十年技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展之道[C];2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 王麗;交流變頻起重機混合動力系統(tǒng)仿真研究[D];武漢理工大學(xué);2010年

2 米運洪;基于超級電容的電梯節(jié)能技術(shù)研究與實現(xiàn)[D];南京理工大學(xué);2012年

本文編號：2605032