一种可用于堆垛机设备能量回收的装置的制作方法

专利2025-11-10  22


本发明涉及节能设备领域,特别涉及一种可用于堆垛机设备能量回收的装置。


背景技术:

1、立库堆垛机通常包括行走机构、提升机构和货叉机构,多采用变频控制,电机为制动电机。常规堆垛机配套制动电阻装置,该装置主要作用是将堆垛机制动过程中多余的势能消耗掉,从而保护现有的电控系统。保护变频器,电机在快速停车过程中,由于惯性作用,会产生大量的再生电能,如果不及时消耗掉这部分再生电能,就会直接作用于变频器的直流电路部分,轻者,变频器会报故障,重者,则会损害变频器;制动电阻的出现,很好的解决了这个问题,保护变频器不受电机再生电能的危害。

2、保证电源电网络,制动电阻将电机快速制动过程中的再生电能直接转化为热能,这样再生电能就不会反馈到电源电网络中,不会造成电网电压波动,从而起到了保证电源网络的平稳运行的作用。

3、制动电阻原理是将堆垛机产生的再生电能消耗掉,再生电能无法回收和使用。


技术实现思路

1、本发明目的是为了将再生电能回收和使用,让堆垛机再生电能回收和使用,节约堆垛机的能耗,特提供了一种可用于堆垛机设备能量回收的装置。

2、本发明提供了一种可用于堆垛机设备能量回收的装置,其特征在于:所述的可用于堆垛机设备能量回收的装置,包括双向 dc/dc 变换器模块1和磷酸铁锂电池组模块2;

3、双向 dc/dc 变换器模块1和磷酸铁锂电池组模块2连接;磷酸铁锂电池组模块2存储双向 dc/dc 变换器模块1的直流电。

4、所述的双向 dc/dc 变换器模块1的输入和输出端均配置断路器、熔断器。

5、所述的磷酸铁锂电池组模块2带有电池信息管理保护系统。

6、所述的磷酸铁锂电池组模块2工作电压范围:90-100伏。

7、所述的可用于堆垛机设备能量回收的装置,最外部为防水箱体结构。

8、所述的防水箱体结构上,设有可拆卸的挂装组件。

9、所述的防水箱体结构设有观察窗装置。

10、当电机处于发电状态时将再生能量通过双向 dc/dc 变换器模块1给磷酸铁锂电池组模块2充电,当电机处于电动状态时通过双向 dc/dc 变换器模块1释放磷酸铁锂电池组模块2储存的再生能量,有效地利用原来制动电阻采用热能方式消耗掉的再生能量,达到节能减排、经济环保的目的。

11、一次可回收势能: 理论值 mgh=300*9.8*40=117600 焦耳≈33wh;

12、电机及变频系统至制动电阻转换效率按 80%计,电阻消值:33*80%=26.4wh 3.3上下运行时长:40÷0.75m/s=53.3s;

13、能量回收系统最大功率:26.4×3600÷53.3=1783w≈1.8kw;

14、系统最大工作电流:1800w÷90=20a;

15、增加一套电池信息管理保护系统;

16、为防止能量回收系统失效时直流母线过压,造成设备无法作业,因此保留制动单元和制动电阻器,用于消耗再生能量;当能量回收系统故障有再生能量产生时直流母排电压会升高,当直流母排电压高于制动单元设置动作电压时制动单元工作,将直流母排与制动电阻接通,再生能量以热能的形势消耗掉。

17、储能模组采用防爆、防燃,寿命不低于 50万次;

18、双向 dc/dc 变换器模块1功能:是一种可双向运行的直流/直流变换器,能够实现能量的双向传输;该变换器能够根据实际需要调节能量的流动方向,在功能上相当于两个单向直流/直流变换器。

19、当电机处于发电状态时双向 dc/dc 变换器模块1将磷酸铁锂电池组模块2与变频器直流母线接通给电池组充电,充/放电电流和电压可通讯控制。

20、磷酸铁锂电池组模块2功能:是存储dc/dc 变换器模块的直流电。

21、工作过程:

22、双向 dc/dc 变换器模块1通过pwm控制方式,将bus输入电压通过igbt和电感组成buck电路进行降压,给磷酸铁锂电池组模块2进行均浮充,当磷酸铁锂电池组模块2端口充满电后,baty端通过电感和igbt组成的boost升压电路,进行升压后反向输出到bus母线,给电机供电。

23、节能效率分析:电机及变频系统至制动电阻转换效率按80%计;双向 dc/dc 变换器模块1转换效率 95%;磷酸铁锂电池组模块2转换效率 90%;势能回收系统节能率在 40%~55%左右。

24、本发明与现有技术相比,其优点在于:

25、本发明所述的方案在不影响电控系统的基础上,增加储能电池组和大功率双向dc/dc 系统,当电机处于发电状态时将再生能量通过 dc/dc 充放电控制装置给电池组充电,当电机处于电动状态时通过 dc/dc 充放电控制装置释放电池组储存的再生能量,有效地利用原来制动电阻采用热能方式消耗掉的再生能量,达到节能减排、经济环保的目的。



技术特征:

1.一种可用于堆垛机设备能量回收的装置,其特征在于:所述的可用于堆垛机设备能量回收的装置,包括双向 dc/dc 变换器模块(1)和磷酸铁锂电池组模块(2);

2.根据权利要求1所述的可用于堆垛机设备能量回收的装置,其特征在于:所述的双向dc/dc 变换器模块(1)的输入和输出端均配置断路器、熔断器。

3.根据权利要求1所述的可用于堆垛机设备能量回收的装置,其特征在于:所述的磷酸铁锂电池组模块(2)带有电池信息管理保护系统。

4.根据权利要求1所述的可用于堆垛机设备能量回收的装置,其特征在于:所述的磷酸铁锂电池组模块(2)工作电压范围:90-100伏。

5.根据权利要求1所述的可用于堆垛机设备能量回收的装置,其特征在于:所述的可用于堆垛机设备能量回收的装置,最外部为防水箱体结构。

6.根据权利要求5所述的可用于堆垛机设备能量回收的装置,其特征在于:所述的防水箱体结构上,设有可拆卸的挂装组件。

7.根据权利要求5所述的可用于堆垛机设备能量回收的装置,其特征在于:所述的防水箱体结构设有观察窗装置。


技术总结
本发明公开了一种可用于堆垛机设备能量回收的装置,包括双向DC/DC变换器模块和磷酸铁锂电池组模块;双向DC/DC变换器模块和磷酸铁锂电池组模块连接;磷酸铁锂电池组模块存储双向DC/DC变换器模块的直流电。本发明与现有技术相比,其优点在于:增加储能电池组和大功率双向DC/DC系统,当电机处于发电状态时将再生能量通过DC/DC充放电控制装置给电池组充电,当电机处于电动状态时通过DC/DC充放电控制装置释放电池组储存的再生能量,有效地利用原来制动电阻采用热能方式消耗掉的再生能量,达到节能减排、经济环保的目的。

技术研发人员:范伟,黄克伟,朱和建
受保护的技术使用者:广州鼎汉奇辉智能科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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