集电小车系统在轮胎式起重机上的应用

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1 系统设计在港 口码头场 区工作 的机器中，大型起重设备主要有轮胎式起重机 (以下简称轮胎吊)、轨道式起重机 (以下简称轨道吊)、正面吊运机(以下简称正面吊)等。其 中起重设备轮胎吊，由于机动性好，操作方便 ，安全可靠 ，起重量大 ，在码头场 区的作业中起着主力作用。这种起重机主要靠柴油机来驱动发电机供电来实现对整个机器的系统供 电。但随着油价的节节攀升 ，已经对港 口码头的生产成本造成很大的负担。针对这种状况，常规轮胎 吊的发展在保 留机动性好等优点的同时，也在 向节能环保方向发展。其 中主要有 2大发展趋势，-种是尽量减少柴油机的高速运行时间，起升 电机下降储能来最大地满足系统 的动力源；另-种是靠市电来提供 电源给轮胎吊，柴油机只在转场 中使用。这样 ，就大大减少 了柴油机 的作业 时间，同时由于市电比柴油便宜 ，多余的能量又能反馈给电网，生产成本大大降低，越来越受到码头的欢迎。作为市电供 电的轮胎 吊，也有各种各样的供 电形式 ，本文主要介绍-种利用集电小车系统从市电导轨中取 电给轮胎 吊供电的方式 ，该集电小车供 电系统 已经在和黄墨西哥轮胎吊项 目上使用。

- - l4 --1.1 系统总体设计该系统充分利用2个电源系统的特点，将 2个系统充分整合到轮胎吊上，发挥各 自的优势，最大限度的节能，降低成本，同时保证 r轮胎吊的机动灵活性。当需要轮胎吊机动性转场时，使用柴油机发电，相比于普通轮胎吊，此时所用的柴油机组要小300～400 kW，在转嘲其待机阶段，明显要比普通轮胎吊降低油耗，这时就充分发挥了轮胎吊的机动特性。当进入箱 作业时，该型轮胎吊使用市电作为动力源工作，市电费用相比于油价，目前阶段有明显的优势，在降低生产成本上有明显的优势，同时又能将多余的能量反馈给电网，节能方面效果更好，由于不再使用柴油机，也减少了对环境的噪声污染和窄气污染，也发挥了轨道吊的优势，此集合系统的基本原理见图 1。

1.2 柴油机电控部分由于涉及 2套系统，普通轮胎吊的动力系统只有柴油机电控系统来控制发电，而该型轮胎吊需要在控制柴油机发电的基础上，增加对发电机电源与市电电源频率比较跟随，使柴油机的速度频率与市电频率保持-致 ，来完成同步功能 以往同步切换通常要采用同步切换装置，成本较高，《起重运输机械》 2013(4)集电动力柜图 1 集合系统基本原理吊电源占用空间较大，对于柴油机电控安装位置来说，空间位置也不够，而该项 目采用的是同步器，适合安装在较小的空间，成本也不高。它通过软件计算，来调整柴油机的转速使柴油机速率和市电保持-致来完成同步，并发出柴电命令或市电命令的信号给集电小车电控系统。其柴油机同步控制器基本设计见图2。

市电辅助电源U V W6 6 6Ll1 L12 L13柴油机电控同步器B03 B069 9 IK0203E E21K02082 VDC J l柴电命令 市电命令图2 柴油机同步控制器基本原理1.3 集电小车电控部分在经过柴油机速度跟随达到同步条件时，同步器发出命令 ，例如在进入市电区后 ，此时 Q2接触器已吸合，柴油机通过速度跟随达到和市电同步的条件 ，发出市电同步命令 K0208，Q1接触器吸合，柴电和市电完成并网，同时给机器设备供电，2路电源给轮胎吊供电也可以，但考虑到节能的因素，在完成同步后集电小车 PLC发出停止命令给柴油机 电控系统，使柴油机停机，K0203断开，柴油机供电电源接触器断开，市电单独给轮胎吊供电，开始在集装箱区域作业。出市电区时，工作刚好和上述相反，完成柴油机供 电并 网后，把市电切掉，退出市电区。集电小车切换原理见图 3。

《起重运输机械》 2013(4)市电辅助电源lLAC 230VAC柴电辅助电源3LAC 230VAC图3 集电小车切换原理1.4 轮胎吊电控系统有关集电小车设计集电小车系统不仅要与柴油机 电控系统结合起来 ，而