混合动力起重机能量控制系统的研究

发布时间：2017-05-29 13:06

  本文关键词：混合动力起重机能量控制系统的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着世界贸易的不断发展，起重机在港口和越来越多的领域得到广泛的应用。能源价格的飞速上升和环境保护的进一步要求，使得传统起重机能耗高、效率低的缺点日益凸显，促使起重机成为节能环保领域普遍关注的重要对象之一。 本文对起重机节能的研究主要包括三个方面：改善发电机组性能、采用市电代替燃油发电机组、采用混合动力技术。改善发电机组性能，通过优化发电机组控制算法，提高发电机组效率来达到降低油耗、节省成本的目的，但节能空间有限；采用市电代替柴油发电机组，利用性价比高于柴油的电能达到节能的目的，但存在投入成本高，供电线缆铺设使现场环境复杂化，起重机转场不灵活，负载势能未利用或者回收不合理等问题；采用混合动力技术，降低发动机装机容量，利用超级电容器回收负载势能并与发动机联合驱动，能源充分利用的方式实现节能减排的目的。鉴于前两者优缺点，建议采用混合动力技术，改进发电机组性能，降低发动机装机容量，充分回收负载势能，提高系统能量利用率，最终定制系统最优控制策略。 本文结合目前多重节能研究成果，对混合动力起重机系统进行了详细的理论研究，通过对混合动力起重机进行整体分析，研究混合动力起重机能量的控制策略。 1、分析了混合动力起重机动力部件的特性和关键技术，包括汽柴油发动机、超级电容器、双向DC/DC变换器的工作原理及特点，为合理选配柴油发电机组、超级电容器提供了理论依据； 2、通过分析传统起重机的能量利用，推出混合动力起重机的能量利用方式，研究了发电机组、超级电容器和电机三者之间的能量分配关系，，提出自适应的能量分配控制策略，为实现起重机的节能和环保，搭建了合理的平台。
【关键词】：起重机 混合动力系统 节能降耗 发电机组 发动机 超级电容器
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH218
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 创新点摘要6-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 起重机的分类9
• 1.2 龙门起重机简介9-11
• 1.2.1 龙门起重机9-10
• 1.2.2 轮胎式起重机10-11
• 1.3 问题的提出以及研究意义11-12
• 1.4 混合动力系统研究现状12-13
• 1.4.1 混合动力系统在起重机上的应用现状12
• 1.4.2 混合动力系统在其它领域的应用现状12-13
• 1.5 本文主要研究内容13-14
• 第二章 混合动力系统14-18
• 2.1 混合动力系统分类14-16
• 2.1.1 串联式混合动力系统14-15
• 2.1.2 并联式混合动力系统15
• 2.1.3 串并联式混合动力系统15-16
• 2.2 根据混合度分类的动力系统16-17
• 2.2.1 微混合动力系统16
• 2.2.2 轻混合动力系统16-17
• 2.2.3 中混合动力系统17
• 2.2.4 完全混合动力系统17
• 2.3 根据对电能依赖程度分类的混合动力17-18
• 第三章 各动力部件的特性分析18-30
• 3.1 发动机系统18-23
• 3.1.1 柴油发动机工作过程及特点18
• 3.1.2 柴油发动机工作区域18-20
• 3.1.3 柴油发动机负荷特性分析20-21
• 3.1.4 共轨喷射式供油系统21
• 3.1.5 柴油发动机优缺点21
• 3.1.6 柴油发动机的现状及发展趋势21-22
• 3.1.7 柴油机节能关键技术22-23
• 3.2 超级电容器23-27
• 3.2.1 超级电容器工作原理24
• 3.2.2 超级电容器特点24
• 3.2.3 超级电容器技术特性24-25
• 3.2.4 超级电容器优缺点25
• 3.2.5 超级电容器与电池的比较25
• 3.2.6 超级电容器在起重机上的应用25-26
• 3.2.7 超级电容器的应用及发展前景26-27
• 3.3 发电机组27-30
• 3.3.1 柴油发电机组简介27
• 3.3.2 柴油发电机组基本原理27-28
• 3.3.3 柴油发电机组及超级电容器功率选配28-30
• 第四章 系统能量利用及控制策略30-39
• 4.1 起重机能量利用分析30-34
• 4.1.1 传统起重机能量利用分析30-32
• 4.1.2 混合动力起重机能量利用分析32-34
• 4.2 混合动力起重机能量控制系统的控制策略34-38
• 4.2.1 能耗制动控制策略35
• 4.2.2 柴油发电机组控制策略35
• 4.2.3 超级电容器能量流向控制策略35-36
• 4.2.4 双向 DC/DC 充放电控制方式36-38
• 4.3 本章小结38-39
• 第五章 起重机节能技术改造方案39-47
• 5.1 变频改造方案39-40
• 5.1.1 制动方法39
• 5.1.2 变频控制系统的控制要点39-40
• 5.1.3 改造后的效果40
• 5.2 使用柴油发电机组40-41
• 5.3 混合动力方案41-43
• 5.3.1 超级电容方案41-42
• 5.3.2 锂电池方案42-43
• 5.4 完全用市电的 E—RTG 方案43-46
• 5.4.1 电缆卷筒输电方案43-44
• 5.4.2 低空滑触线输电方案44-45
• 5.4.3 高空跨箱区滑触线输电方案45-46
• 5.5 其它改进方案46
• 5.6 本章小结46-47
• 结论47-48
• 参考文献48-50
• 致谢50-51
• 详细摘要51-61

【参考文献】

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本文编号：404924