【摘要】： 節(jié)能與環(huán)保既是我國走可持續(xù)發(fā)展道路的要求,也是工程機械的發(fā)展方向。隨著能源短缺和環(huán)境問題的日益突出,它也逐漸成為了當(dāng)今科技發(fā)展的熱點。 作為典型的港口起重機械,輪胎式起重機在工作過程中搬運的貨物負載質(zhì)量大,起升高度高,而且要進行頻繁的起升和下放操作。傳統(tǒng)的輪胎式起重機在貨物下放過程中,負載的重力勢能無法進行回收,而是由系統(tǒng)的制動電阻消耗掉。如果能夠回收起重設(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。也就是說,輪胎式起重機巨大的能耗帶來了良好的節(jié)能潛力。 輪胎式起重機混合動力系統(tǒng)利用儲能器件回收重物負載下降過程中釋放的能量,在啟動或者提升大負載的情況下儲能器件提供輔助能量,這樣大大提高了系統(tǒng)的性能。根據(jù)起重機系統(tǒng)的工作特點,利用能夠快速進行充放電且具有大容量的超級電容作為儲能單元,可以很好的克服傳統(tǒng)蓄電池充放電速度慢、壽命低和傳統(tǒng)電容容量小的缺點,同時也可以能夠滿足混合動力輪胎式起重機系統(tǒng)的需要。 本文設(shè)計的混合動力系統(tǒng)的組成應(yīng)包括直流發(fā)電機組、超級電容、能耗電阻、濾波電容和工作電機,它們之間以相應(yīng)的電力電子電路連接起來。根據(jù)整個系統(tǒng)的控制要求,設(shè)計出了用于電機調(diào)速的勢能回饋型串勵電機斬波電路。它是在常用的H橋斬波電路基礎(chǔ)上設(shè)計出的適用于三個象限的直流串勵電機斬波電路。系統(tǒng)主電路的另一個關(guān)鍵部分是用于控制超級電容充放電的雙向DC-DC變換器。本文采用的是直接連接型直流斬波電路,并對三重DC-DC變換器的工作進行了分析。在此基礎(chǔ)上,本文還根據(jù)電力電子器件的有關(guān)特點配置了相應(yīng)的緩沖電路,并對系統(tǒng)的控制策略進行了討論,從而完成了整個輪胎式起重機混合動力系統(tǒng)主電路的設(shè)計。 輪胎式起重機混合動力系統(tǒng)的實驗分為兩個部分。首先,根據(jù)實驗中的電壓電流波形分析了主電路工作過程中各個環(huán)節(jié)的動態(tài)過程,驗證了所設(shè)計電路的安全可靠性;其次,利用實驗的數(shù)據(jù)分析了系統(tǒng)工作過程中的能量流向,完善了控制策略,并最終得到了能反映系統(tǒng)節(jié)能效果的節(jié)能比。
【圖文】：

換向器圖4一1有刷直流電機原理圖圖4一1為一個簡單的有刷直流電機工作原理示意圖，N、S是一對固定的磁極，兩磁極間有一個線圈(電樞)，線圈中的電流如圖所示。根據(jù)皮一薩電磁力定律可知，線圈的a邊受到一個向下的電磁力，b邊受到一個向上的電磁力，，這對電磁力形成了作用于電樞的一個電磁力矩，從而使得電機旋轉(zhuǎn)起來。為了能使

武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文成線性關(guān)系，如圖4一3(a)所示。3)根據(jù)式(4一n)繪制出電機轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系如圖4一3(b)所示。據(jù)此，當(dāng)電機負載為零時轉(zhuǎn)速將達到無限大，故必須對電機轉(zhuǎn)速進行限制，以避免潛在的危險。(a)偽)圖4一3串勵直流電機特性圖 4.1.2串勵直流電機的調(diào)速由圖4一2分析可得電機的電樞平衡方程:u。一:，·、藝*+L，令(4一12)其中，ce咖為電樞的感應(yīng)電勢�？v為串勵繞組電感量。在穩(wěn)態(tài)情況下有:些一。dt(4一13)則可得到電機轉(zhuǎn)速公式:。_生蘭衛(wèi)絲ce必(4一14)可見，直流串勵電機的調(diào)速方案主要有下列三種:‘)改變電樞回路中的總電阻藝R。從上公式可以看出，在電壓為一定值時，電阻就越大，電機的轉(zhuǎn)速就越小，這樣
【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】

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1 王軍;基于ARM的多路智能溫度控制器的設(shè)計與研究[D];江南大學(xué);2011年

2 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

3 熊偉;混合動力起重機系統(tǒng)控制算法研究[D];武漢理工大學(xué);2010年

4 劉佳;輪胎起重機勵磁控制系統(tǒng)的設(shè)計[D];武漢理工大學(xué);2012年

5 辛聰;起重機混合動力系統(tǒng)控制策略優(yōu)化研究[D];武漢理工大學(xué);2012年

本文編號：2635516