应用超级电容的轮胎式集装箱起重机混合动力系统研究

发布时间：2017-05-11 05:05

  本文关键词：应用超级电容的轮胎式集装箱起重机混合动力系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：当前随着国际油价持续上涨，内燃驱动设备的使用成本不断上升；环境状况的日益恶化，使得各国政府的环保政策法规也日趋严格。节能与环保既是可持续发展战略的要求，，也是码头运营商和港口机械制造商的迫切需求。轮胎式集装箱门式起重机（Rubber Tyred Container Gantry Crane，简称RTG）是目前专业化集装箱码头堆场中的主要装卸设备，其较大的能耗是码头运营中的突出问题。所以研究和开发节能、高效、环保的集装箱起重机，具有比较重要的经济和社会效益。本文以轮胎式集装箱门式起重机为研究对象，对混合动力系统在集装箱起重机上的应用进行设计，并测试其运行效果。 论文首先介绍了传统轮胎式集装箱门式起重机的工作特性，分析了起重机工作机构在运行过程中的能量传递与损失，描述了所要设计的应用超级电容的轮胎式集装箱起重机混合动力系统的节能机理。其次进行混合动力系统的控制方法设计，分别介绍在起升和下降过程中切换控制方法的原理。然后进行混合动力系统硬件设计，设计了混合动力系统的总体结构，对系统中超级电容储能装置的配置进行了分析和计算，完成了双向DC-DC变换器电路设计等。对混合动力系统中的PLC控制系统软硬件进行了研究和设计。最后对混合动力系统的运行效果进行实验测试，给出了实验结果并对混合动力系统进行评估。 实验表明，加装了超级电容的轮胎式集装箱起重机工作可靠，系统控制策略可行，与原机型相比其燃油消耗明显下降，具有显著的经济效益。
【关键词】：超级电容 混合动力 集装箱起重机 DC-DC变换器 节能
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH213
【目录】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 课题研究的背景及意义8-9
• 1.2 国内外的研究动态9-12
• 1.2.1 节能型集装箱轮胎吊研究现状9-11
• 1.2.2 应用超级电容的混合动力集装箱起重机的研究动态11-12
• 1.3 本文的主要研究内容12-14
• 第二章 应用超级电容的轮胎式集装箱起重机的节能原理14-20
• 2.1 传统轮胎式集装箱门式起重机14-15
• 2.2 对集装箱起重机进行混合动力改造的方案15-19
• 2.2.1 确定改造方案15-16
• 2.2.2 电气系统配置和充放电原理16-18
• 2.2.3 改造的意义和节能减排的实现18-19
• 2.3 本章小结19-20
• 第三章 应用超级电容的节能型轮胎吊能耗计算及策略设计20-30
• 3.1 应用超级电容的节能型集装箱起重机能耗计算20-22
• 3.2 混合动力系统的策略设计22-28
• 3.2.1 起重机上提货物时的策略22-25
• 3.2.2 起重机下放货物时的策略25-28
• 3.3 对控制方法和以往改造的总结28-29
• 3.4 本章小结29-30
• 第四章 混合动力系统硬件设计30-45
• 4.1 应用超级电容的轮胎式集装箱起重机的构成30-31
• 4.2 电路设计31-33
• 4.3 控制电路设计33
• 4.3.1 起升机构上升阶段33
• 4.3.2 起升机构下降阶段33
• 4.4 混合动力系统中超级电容的选配33-36
• 4.4.1 超级电容器储能单元连接方式的确定35
• 4.4.2 超级电容器组的容量配置的条件35-36
• 4.4.3 电容的选择36
• 4.5 双向 DC-DC 变换器电路设计36-39
• 4.6 硬件接线图39-44
• 4.6.1 逆变器直流输入电路39-40
• 4.6.2 逆变器接线图40-41
• 4.6.3 超级电容器接线图41
• 4.6.4 整流器柜接线图41-42
• 4.6.5 恒压恒频系统42-44
• 4.7 本章小结44-45
• 第五章 混合动力系统 PLC 控制程序设计45-50
• 5.1 PLC 以及相关部分设计45-46
• 5.2 程序结构及框图46-47
• 5.3 程序说明47-49
• 5.3.1 主程序 MIAN 说明47-48
• 5.3.2 子程序 SBR_0 说明48
• 5.3.3 子程序 SBR_2 说明48-49
• 5.3.4 子程序 SBR_4 说明49
• 5.4 本章小结49-50
• 第六章 系统测试结果50-60
• 6.1 用于测试的混合动力 RTG 系统50-51
• 6.2 系统调试51-53
• 6.3 系统工作性能测试结果及分析53-54
• 6.4 油耗测试结果及分析54-59
• 6.4.1 不同工况模式下的燃油消耗测试54-57
• 6.4.2 燃油消耗模拟测试57-59
• 6.4.3 实际工况油耗对比测试结果59
• 6.5 本章小结59-60
• 第七章 总论和展望60-62
• 7.1 总结60
• 7.2 展望60-62
• 参考文献62-65
• 附录：PLC 控制程序清单65-76
• 致谢76

【参考文献】

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1 周新民;轮胎式起重机混合动力系统的研究和实现[D];华中科技大学;2011年

  本文关键词：应用超级电容的轮胎式集装箱起重机混合动力系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：356291