基于超级电容储能的门式起重机势能再回收系统

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摘要：为了能够快速有效地利用门式起重机在起重工作机构下降及减速制动时产生的能量，研制出了一种基于超级电容储能的势能再回收系统。该系统充分利用超级电容大功率快速充放电的特性，通过双向ＤＣ／ＤＣ功率单元
快速回收起重机构的下降势能，并作为起重机构上升时所需的能量补给，可降低起重机工作能耗，提高能量利用率，
ｓｗｉｆｔｌｙｒｅｃｙｃｌｅｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｅｎｅｒｇｙｇｅｎｅｒａｔｅｄｔａｌｏｗｅｒｉｎｇｔｈｒｏｕｇｈｔｗｏ — ｗａｙＤＣ／ＤＣｐｏｗｅｒｕｎｉｔ，ａｎｄｔｈｅｒｅｃｙｃｌｅｄｅｎｅｒｇｙｉｓ
ｅｆｅｃｔｉｖｅｌｙｃａｐｉｔａｌｉｚｅｏｎｔｈｅｅｎｅｒｇｙｇｅｎｅｒａｔｅｄｂｙｈｅｔｈｏｉｓｔｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｐｏｒｔａｌｃｒａｎｅｓｄｕｒｉｎｇｌｏｗｅｒｉｎｇａｎｄｒｅｔａｒｄｉｎｇ
电层来存储能量，通过使电解液进行电化学极化来实现，
不产生化学反应，且储能过程可逆。超级电容储能量可表来自为１２Ｗ：Ｌ
（１）
制动产生大量的电能，而这部分能量通常以热能的形式
式中：
ｂｒａｋｉｎｇ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｆｕｌｌｙｕｔｉｌｉｚｅｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ，ｏｒｈｉｇｈ — ｐｏｗｅｒｒａｐｉｄｃｈａｒｇｉｎｇａｎｄｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ，ｔｏ
关键词：门式起重机；超级电容；势能回收；节能环保
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｒｔａｌｃｒａｎｅ；ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ；ｐｏｔｅｎｔｉａｌｅｎｅｒｇｙｒｅｃｙｃｌｉｎｇ；ｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ
ＮＰＲＯＤＵＣＴＳ— ＮＥＷＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
基于超级电容储能的门式起重机势能再回收系统
邢亮梁亚军杜春雷宋阳
１青岛港董家口矿石码头有限公司青岛２５５４０９２中车青岛四方车辆研究所有限公司青岛２６６０３１
济效益。
ＳＯＣ：旦
巨
容最大荷电值，
：ｆ
１
／（２）
为超级电
为超级电容储能量，Ｃ为超级电容容值，
耗散掉或将其返回至交流电网，再生能量并不能在设备
内各机构间相互利用。若能充分回收起重机构下降所产
为超级电容电压。超级电容荷电状态ＳＯＣ用来表示电容的电荷状态，
可表示为
生的势能并将这部分能量供起重机构上升或其他负载使用，可节约大量用电成本，降低能源损耗，提高港口经
中图分类号：ＴＨ２１３．５
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００１ — ０７８５（２０１７）０８００２２ — ０４
０概述
在港口散杂货以及集装箱装卸运输设备中，门式起
重机、轮胎式集装箱门式起重机、岸边集装箱起重机等设备在工作时，其起升机构在载运货物下降过程中再生
ｒｅｕｓｅｄｆｏｒｌｉｆｔｉｎｇ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｍｉｓｅｓｌｏｗｅｒｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎａｎｄｈｉｇｈｅｒｅｎｅｒｇｙｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｆｏｒｃｒａｎｅｓ，ａｃｈｉｅｖｉｎｇｈｅｔｇｏａｌｏｆｓａｖｉｎｇｅｎｅｒｇｙａｎｄｒｅｄｕｃｉｎｇｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ．
达到节能降耗的目的。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｐｏｔｅｎｔｉａｌｅｎｅｒｇｙｒｅｃｙｃｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｏｒａｐｉｄｌｙａｎｄ