【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及塔式起重機控制，具體地涉及一種塔機變頻驅動系統(tǒng)及用于塔機變頻驅動系統(tǒng)的控制方法。
技術介紹
1、塔式起重機通常包括起升、回轉、變幅三大機構，三大機構可以分別由變頻器中對應的逆變單元進行驅動，如圖1所示。當各機構逆變單元所驅動的電機處于電動狀態(tài)運行(例如，啟動、加速或穩(wěn)速運行等)時，從電網(wǎng)獲取電能做功。當各機構電動機處于下降或制動過程中(即，電動機處于再生發(fā)電狀態(tài))時，會使變頻器的直流母線電壓升高，如果持續(xù)升高會導致變頻器因超壓報警而終止運行。
2、在現(xiàn)有技術中，為了限制變頻器的直流母線端的電壓，通常將其產(chǎn)生的再生電能通過外接制動電阻的形式轉化為熱能，進行消耗。但現(xiàn)有技術既浪費能源，又會對環(huán)境造成熱污染。
技術實現(xiàn)思路
1、本專利技術實施例的目的是提供一種塔機變頻驅動系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有塔機變頻驅動過程中，浪費能源，又會對環(huán)境造成熱污染的問題。
2、為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術第一方面提供一種塔機變頻驅動系統(tǒng)，所述塔機變頻驅動系統(tǒng)包括塔機控制系統(tǒng)、變頻器模塊、儲能系統(tǒng)以及儲能模塊。所述變頻器模塊包括變頻器控制單元、與外部交流供電單元連接的整流單元以及通過直流母線連接的主驅動系統(tǒng)和所述儲能系統(tǒng)的驅動單元。所述整流單元連接所述直流母線，用于通過所述直流母線給所述主驅動系統(tǒng)所連接的電機供電。所述儲能模塊包括超級電容器、連接所述直流母線和所述超級電容器的dc/dc雙向直流變換器，所述塔機控制系統(tǒng)電性連接所述變頻器控制單元和所述dc/dc雙向直流變換器，所述變頻
3、在本專利技術實施例中，所述主驅動系統(tǒng)包括起升逆變單元、回轉逆變單元以及變幅逆變單元。
4、在本專利技術實施例中，所述儲能系統(tǒng)包括所述儲能系統(tǒng)的驅動單元、升降機構、儲能系統(tǒng)荷重。所述升降機構包括電機和制動器。
5、在本專利技術實施例中，所述當所述主驅動系統(tǒng)運行所導致所述直流母線的電壓上升超過預設閾值uh0時，所述塔機控制系統(tǒng)還被配置為：發(fā)送存儲電能指令，以控制所述儲能模塊存儲所述直流母線的電能，所述dc/dc雙向直流變換器響應所述存儲電能指令，并控制變換系統(tǒng)由所述直流母線向所述超級電容器充電；以及控制所述變頻器控制單元發(fā)送提升指令，以控制所述儲能系統(tǒng)存儲所述直流母線的電能，所述儲能系統(tǒng)的驅動單元被配置為響應所述提升指令，并驅動所述儲能系統(tǒng)的電機做功，以將所述直流母線的電能通過做功轉換之后，進行存儲。
6、在本專利技術實施例中，所述塔機控制系統(tǒng)還被配置為當所述主驅動系統(tǒng)運行所導致所述直流母線的電壓下降超過預設閾值ul0時，控制所述儲能模塊和所述儲能系統(tǒng)向所述直流母線釋放電能，并使得所述直流母線電壓穩(wěn)定在所述上限電壓閾值uh和所述下限電壓閾值ul之間。
7、在本專利技術實施例中，所述當所述主驅動系統(tǒng)運行所導致所述直流母線的電壓下降超過預設閾值ul0時，所述塔機控制系統(tǒng)還被配置為：發(fā)送釋放電能指令，以控制所述儲能模塊向所述直流母線釋放電能，所述dc/dc雙向直流變換器響應所述釋放電能指令，并控制所述超級電容器向所述直流母線的釋放電能；以及控制所述變頻器控制單元發(fā)送下降指令，以控制所述儲能系統(tǒng)向所述直流母線釋放電能，所述儲能系統(tǒng)的驅動單元被配置為響應所述下降指令，并驅動所述儲能系統(tǒng)的電機運行，并向所述直流母線的釋放再生制動所轉換的電能。
8、本專利技術第二方面提供一種用于塔機變頻驅動系統(tǒng)的控制方法，所述用于塔機變頻驅動系統(tǒng)的控制方法應用于上述的塔機變頻驅動系統(tǒng)的塔機控制系統(tǒng)，且所述用于塔機變頻驅動系統(tǒng)的控制方法包括：監(jiān)控主驅動系統(tǒng)所連接的電機的狀態(tài)；監(jiān)控直流母線的電壓；以及當所述主驅動系統(tǒng)運行所導致所述直流母線的電壓上升超過預設閾值uh0時，控制儲能模塊和儲能系統(tǒng)存儲所述直流母線的電能，并使得所述直流母線的電壓穩(wěn)定在上限電壓閾值uh和下限電壓閾值ul之間。
9、在本專利技術實施例中，所述控制儲能模塊和儲能系統(tǒng)存儲所述直流母線的電能包括：發(fā)送存儲電能指令，以控制所述儲能模塊存儲所述直流母線的電能，dc/dc雙向直流變換器響應所述存儲電能指令，并控制變換系統(tǒng)由所述直流母線向超級電容器充電；以及控制變頻器控制單元發(fā)送提升指令，以控制所述儲能系統(tǒng)存儲所述直流母線的電能，所述儲能系統(tǒng)的驅動單元響應所述提升指令，并驅動所述儲能系統(tǒng)的電機做功，以將所述直流母線的電能通過做功轉換之后，進行存儲。
10、在本專利技術實施例中，其特征在于，所述用于塔機變頻驅動系統(tǒng)的控制方法還包括：當所述主驅動系統(tǒng)運行所導致所述直流母線的電壓下降超過預設閾值ul0時，控制所述儲能模塊和所述儲能系統(tǒng)向所述直流母線釋放電能，并使得所述直流母線電壓穩(wěn)定在所述上限電壓閾值uh和所述下限電壓閾值ul之間。
11、在本專利技術實施例中，所述控制所述儲能模塊和所述儲能系統(tǒng)向所述直流母線釋放電能還包括：發(fā)送釋放電能指令，以控制所述儲能模塊向所述直流母線釋放電能，dc/dc雙向直流變換器響應所述釋放電能指令，并控制超級電容器向所述直流母線的釋放電能；以及控制變頻器控制單元發(fā)送下降指令，以控制所述儲能系統(tǒng)向所述直流母線釋放電能，所述儲能系統(tǒng)的驅動單元響應所述下降指令，并驅動所述儲能系統(tǒng)的電機運行，并向所述直流母線的釋放再生制動所轉換的電能。
12、通過上述技術方案，本專利技術實施例所提供的塔機變頻驅動系統(tǒng)包括塔機控制系統(tǒng)、變頻器模塊、儲能系統(tǒng)以及儲能模塊。變頻器模塊包括變頻器控制單元、通過直流母線連接的主驅動系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)的驅動單元，儲能模塊包括超級電容器、連接直流母線和超級電容器的dc/dc雙向直流變換器。塔機控制系統(tǒng)被配置為當主驅動系統(tǒng)運行所導致直流母線的電壓上升超過預設閾值時，控制儲能模塊和儲能系統(tǒng)存儲直流母線的電能。該塔機變頻驅動系統(tǒng)基于共直流母線技術，結合超級電容器和儲能系統(tǒng)，將再生制動能量存儲于超級電容器和儲能系統(tǒng)中，從而避免了再生制動能源的浪費，且減少熱污染對環(huán)境的影響。進一步地，本專利技術實施例所提供的塔機變頻驅動系統(tǒng)在主驅動系統(tǒng)所連接的電機需要消耗電能做功時，還能夠將存儲的再生制動能量釋放出來，供主驅動系統(tǒng)所連接的電機使用，節(jié)約并高效利用再生制動能源。
13、本專利技術實施例的其它特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。
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1.一種塔機變頻驅動系統(tǒng)，其特征在于，所述塔機變頻驅動系統(tǒng)包括塔機控制系統(tǒng)、變頻器模塊、儲能系統(tǒng)以及儲能模塊，
2.根據(jù)權利要求1所述的塔機變頻驅動系統(tǒng)，其特征在于，所述主驅動系統(tǒng)包括起升逆變單元、回轉逆變單元以及變幅逆變單元。
3.根據(jù)權利要求1所述的塔機變頻驅動系統(tǒng)，其特征在于，所述儲能系統(tǒng)包括所述儲能系統(tǒng)的驅動單元、升降機構、儲能系統(tǒng)荷重，
4.根據(jù)權利要求1所述的塔機變頻驅動系統(tǒng)，其特征在于，所述當所述主驅動系統(tǒng)運行所導致所述直流母線的電壓上升超過預設閾值UH0時，所述塔機控制系統(tǒng)還被配置為：
5.根據(jù)權利要求1所述的塔機變頻驅動系統(tǒng)，其特征在于，所述塔機控制系統(tǒng)還被配置為當所述主驅動系統(tǒng)運行所導致所述直流母線的電壓下降超過預設閾值UL0時，控制所述儲能模塊和所述儲能系統(tǒng)向所述直流母線釋放電能，并使得所述直流母線電壓穩(wěn)定在所述上限電壓閾值UH和所述下限電壓閾值UL之間。
6.根據(jù)權利要求5所述的塔機變頻驅動系統(tǒng)，其特征在于，所述當所述主驅動系統(tǒng)運行所導致所述直流母線的電壓下降超過預設閾值UL0時，所述塔機控制系統(tǒng)
7.一種用于塔機變頻驅動系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述用于塔機變頻驅動系統(tǒng)的控制方法應用于權利要求1-6中任意一項所述的塔機變頻驅動系統(tǒng)的塔機控制系統(tǒng)，且所述用于塔機變頻驅動系統(tǒng)的控制方法包括：
8.根據(jù)權利要求7所述的用于塔機變頻驅動系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述控制儲能模塊和儲能系統(tǒng)存儲所述直流母線的電能包括：
9.根據(jù)權利要求7所述的用于塔機變頻驅動系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述用于塔機變頻驅動系統(tǒng)的控制方法還包括：
10.根據(jù)權利要求9所述的用于塔機變頻驅動系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述控制所述儲能模塊和所述儲能系統(tǒng)向所述直流母線釋放電能還包括：
...【技術特征摘要】
1.一種塔機變頻驅動系統(tǒng)，其特征在于，所述塔機變頻驅動系統(tǒng)包括塔機控制系統(tǒng)、變頻器模塊、儲能系統(tǒng)以及儲能模塊，
2.根據(jù)權利要求1所述的塔機變頻驅動系統(tǒng)，其特征在于，所述主驅動系統(tǒng)包括起升逆變單元、回轉逆變單元以及變幅逆變單元。
3.根據(jù)權利要求1所述的塔機變頻驅動系統(tǒng)，其特征在于，所述儲能系統(tǒng)包括所述儲能系統(tǒng)的驅動單元、升降機構、儲能系統(tǒng)荷重，
4.根據(jù)權利要求1所述的塔機變頻驅動系統(tǒng)，其特征在于，所述當所述主驅動系統(tǒng)運行所導致所述直流母線的電壓上升超過預設閾值uh0時，所述塔機控制系統(tǒng)還被配置為：
5.根據(jù)權利要求1所述的塔機變頻驅動系統(tǒng)，其特征在于，所述塔機控制系統(tǒng)還被配置為當所述主驅動系統(tǒng)運行所導致所述直流母線的電壓下降超過預設閾值ul0時，控制所述儲能模塊和所述儲能系統(tǒng)向所述直流母線釋放電能，并使得所述直流母線電壓穩(wěn)定在所述上限電壓閾值uh和所...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：胡宇智，何首文，鄭文波，唐舒堤，侯志豪，
申請(專利權)人：中聯(lián)重科建筑起重機械有限責任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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