节能型动态功率补偿装置的制作方法

1.本实用新型涉及起重设备的动力控制技术，具体涉及一种节能型动态功率补偿装置。


背景技术：

2.目前，在动力容量不足场所装卸作业的起重机上配备有功率补偿装置，但现有功率补偿储能技术主要以储能为目的，导致控制复杂，成本高，特别是外接电工况经济效益回收长，很难根据实际工况及资金情况动态的选择。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的不足，本发明提出一种节能型动态功率补偿装置，其具体技术内容如下：
4.一种节能型动态功率补偿装置，其特征在于：包括变压器、交流发电机组、整流器、变频器、双向变流器、第一传感器、第二传感器、功率管理单元和储能单元；所述变压器的初级侧外接交流电线路，其次级侧与整流器的输入端连接，所述交流发电机组的输出端与整流器的输入端连接，所述整流器的输出端连接至直流母线；所述直流母线上挂接有若干个变频器以及至少一个双向变流器，各变频器对应对接一个交流电机，所述双向变流器连接所述储能单元；所述直流母线上设有所述第一传感器，所述双向变流器的连接线上设有所述的第二传感器，所述第一传感器和第二传感器的输出端分别连接至功率管理单元，所述功率管理单元用于控制所述变频器、双向变流器的输入/输出量。
5.于本实用新型的一个或多个实施例当中，所述变压器的次级侧与整流器的输入端之间设有第一接触器。
6.于本实用新型的一个或多个实施例当中，所述交流发电机组的输出端与整流器的输入端之间设有第二接触器。
7.于本实用新型的一个或多个实施例当中，所述第一接触器和第二接触器择一接通。
8.于本实用新型的一个或多个实施例当中，所述功率管理单元包括主芯片、lcd显示器、采样模块、输入输出模块和通信模块，所述采样模块的输入端分别连接所述第一传感器和第二传感器，其输出端连接至主芯片，所述输入输出模块连接所述主芯片，其设有至少一路数字信号输入端、至少一路数字信号输出端，以及至少一路模拟信号输出端；所述通信模块用于与外部设备或上位系统通信。
9.于本实用新型的一个或多个实施例当中，所述通信模块设有以太网接口、can总线接口、rs485总线接口中的一种或多种通信接口。
10.于本实用新型的一个或多个实施例当中，所述采样模块包括依次连接的放大电路、整形电路和a/d转换电路。
11.于本实用新型的一个或多个实施例当中，所述输入输出模块包括与主芯片连接的
逻辑转换芯片，该逻辑转换芯片与数字信号输入端、数字信号输出端、模拟信号输出端之间分别设置有光耦隔离模块。
12.本实用新型的有益效果是：设计思路简易、控制线路简单，所述功率管理单元通过变频器获取电机负载情况，动态地控制储能单元输出能量实现功率补偿，而储能单元容量大小根据需要补偿功率多少确定，功率补偿多少可根据资金状况投入而定，即成本好控制，经济效益高。
附图说明
13.图1为本实用新型的装置构成原理框图。
14.图2为本实用新型的功率管理单元构成原理框图。
15.附图标号说明：变压器－1，交流发电机组－2，第一接触器－3，第二接触器－4，整流器－5，第一变频器－6，第n变频器－7，双向变流器－8，第一传感器－9，第二传感器－10，功率管理单元－11，第一交流电机－12，第n交流电机－13，储能单元－14。
具体实施方式
16.如下结合附图对本技术方案作进一步描述：
17.参见附图1，节能型动态功率补偿装置包括变压器1、交流发电机组2、第一接触器3、第二接触器4、整流器5、变频器、双向变流器8、第一传感器9、第二传感器10、功率管理单元11和储能单元14；所述变压器1的初级侧外接交流电线路，其次级侧通过第一接触器3与整流器5的输入端连接，所述交流发电机组2的输出端通过第二接触器4与整流器5的输入端连接，所述第一接触器3和第二接触器4择一接通，所述整流器5的输出端连接至直流母线；所述直流母线上挂接有若干个变频器(图中以标号6指示第一个变频器，即第一变频器6；以标号7指第n个变频器，即第n变频器7)以及一个双向变流器8，第一变频器6对应对接第一交流电机12，第n变频器7对应对接第n交流电机13；所述双向变流器8连接所述储能单元14；所述直流母线上设有所述第一传感器9，所述双向变流器8的连接线上设有所述的第二传感器10，所述第一传感器9和第二传感器10的输出端分别连接至功率管理单元11，所述功率管理单元11用于控制所述第一变频器6至第n变频器7、双向变流器8的输入/输出量。
18.参见附图2，所述功率管理单元11包括主芯片11－1、lcd显示器11－2、采样模块11－3、输入输出模块11－4和通信模块11－5，所述采样模块11－3的输入端分别连接所述第一传感器9和第二传感器10，其输出端连接至主芯片11－1，所述输入输出模块11－4连接所述主芯片11－1，其设有至少一路数字信号输入端11－41、至少一路数字信号输出端11－42，以及至少一路模拟信号输出端11－43；所述通信模块11－5用于与外部设备或上位系统通信以实现控制参数、算法的更新，所述通信模块11－5设有以太网接口、can总线接口、rs485总线接口。所述采样模块11－3包括依次连接的放大电路11－31、整形电路11－32(即整流滤波)和a/d转换电路11－33。所述输入输出模块11－4包括与主芯片11－1连接的逻辑转换芯片11－44，该逻辑转换芯片11－44与数字信号输入端11－41、数字信号输出端11－42、模拟信号输出端11－43之间分别设置有光耦隔离模块11－45，通过数字信号输入端11－41、数字信号输出端11－42、模拟信号输出端11－43适配对接变频器、双向变流器等装置以实现控制。
19.所述功率管理单元11动态调整电源输入侧、设备用电侧、储能装置侧的功率配置。在设备耗能时，动态调整储能装置的输出功率，使电源输入侧的功率从零至最大允许功率间的任意一点保持不变。在设备回馈能量时，动态调整储能装置的输输入功率，使电源输入侧的功率从零至最大允许功率间的任意一点保持不变。系统待机时，调整储能装置的输入、输出功率，使储能装置的电量维持在最佳工作点。
20.本装置的工作原理：
21.当交流电机在电动工况时，功率管理单元11(pms)给双向变流器8(dc－dc)输出能量指令(即放电)，同时检测交流电机需要的能量值及储能单元14能量状况，控制双向变流器8能量输出大小，不足部分由外部(外接交流电线路、交流发电机组2)补充，达到功率补偿目的。
22.当交流电机在回馈工况时，功率管理单元11(pms)给双向变流器8(dc－dc)输入能量指令(即充电)，同时功率管理单元11检测储能单元14能量状况，控制双向变流器8回收全部能量，达到回收、储存再生能量目的，为设备下次需要动力提供能量。
23.技术特点：
24.1、根据电机负载情况，储能单元动态响应输出能量。
25.2、设计思路简易，控制线路简单，
26.3、储能单元容量大小根据需要补偿功率多少确定，功率补偿多少可根据资金状况投入而定，即成本好控制，经济效益高。
27.4、通过功率管理单元将负载能量、补偿能量、外供能量进行内部计算，动态的控制补偿能量大小。
28.上述优选实施方式应视为本技术方案实施方式的举例说明，凡与本技术方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等，均应视为本专利的保护范围。