【摘要】： 隨著人們對(duì)資源和環(huán)境認(rèn)識(shí)的不斷提高,節(jié)能降耗逐漸成為機(jī)械設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì),同時(shí)也是企業(yè)降低運(yùn)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(jī)械,其工作過(guò)程是貨物被提升后再下降。而下降運(yùn)動(dòng)是靠機(jī)械勢(shì)能驅(qū)動(dòng)的,鑒于安全性又不允許其自由下降,要通過(guò)能耗制動(dòng)把多余的機(jī)械能進(jìn)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(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,配置合適的儲(chǔ)能元件,回收起重設(shè)備因勢(shì)能變化形成的再生能量,充分利用回收的再生能量作為動(dòng)力補(bǔ)給,回收空間巨大,符合國(guó)家的發(fā)展戰(zhàn)略需求,具有重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)意義。 目前以發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源的輪胎式起重機(jī)存在發(fā)動(dòng)機(jī)容量選配大,空閑時(shí)間長(zhǎng),空耗比例大,發(fā)動(dòng)機(jī)效率未能充分發(fā)揮,勢(shì)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(jī)為開(kāi)發(fā)的切入點(diǎn)是合適的。同時(shí),超級(jí)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(jī)混合動(dòng)力改造提供了儲(chǔ)能設(shè)備,超級(jí)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(jí)電容瞬時(shí)高功率的特性,可以避免要求發(fā)動(dòng)機(jī)頻繁起動(dòng)和蓄電池提供瞬間大功率的特殊要求,同時(shí)超級(jí)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(jī)為研究對(duì)象,介紹了混合動(dòng)力技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的研究動(dòng)態(tài)、超級(jí)電容在應(yīng)用中面臨的問(wèn)題以及傳統(tǒng)輪胎式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)及動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)成,詳細(xì)分析了輪胎式起重機(jī)工作過(guò)程中的能量傳遞與能理?yè)p失情況,并提出了輪胎式起重機(jī)節(jié)能改造的方案——配置超級(jí)電容器作為儲(chǔ)能器的混合動(dòng)力技術(shù)改造。 文中詳細(xì)論述了輪胎式起重機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)中儲(chǔ)能器的配置方式、儲(chǔ)能器的選擇、能量控制器的設(shè)計(jì)方案、以及整個(gè)混合動(dòng)力系統(tǒng)的控制策略。采用Saber軟件建立了混合動(dòng)力系統(tǒng)仿真模型,進(jìn)行了多方案仿真計(jì)算、對(duì)比分析,并進(jìn)行了混合動(dòng)力系統(tǒng)小比例實(shí)驗(yàn),通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)論證了以超級(jí)電容器為儲(chǔ)能元件的混合動(dòng)力系統(tǒng)在輪胎起重機(jī)上的應(yīng)用的可行性。
【圖文】：

起重機(jī)在提升重物過(guò)程中，系統(tǒng)從發(fā)電機(jī)組吸收電能，克服系統(tǒng)摩擦力及地球引力對(duì)負(fù)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(shì)能，能量流向如圖2一2。月氣靄塑評(píng)匣夔!牽愈斗\\霎…吟畫\\ EJEL圖2一2起升過(guò)程中能量流向圖上圖中E:為從發(fā)電機(jī)組吸收的總能量;Ec為斬波器消耗掉的能量;EM為電機(jī)損耗掉的能量;EJ為機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)損耗掉的能量;EL為系統(tǒng)對(duì)負(fù)載做的功。根據(jù)能量流向圖，推出系統(tǒng)效率計(jì)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(jī)、機(jī)械傳動(dòng)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(guò)程在下降過(guò)程中，電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，載荷的勢(shì)能通過(guò)電機(jī)及變頻器轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔�，�?jīng)制動(dòng)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(guò)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(guò)制動(dòng)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TH213.6

【引證文獻(xiàn)】

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1 金君;;混合動(dòng)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

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1 朱建學(xué);付為剛;濮德璋;;輪胎式集裝箱門式起重機(jī)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

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

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

本文編號(hào)：2605032