利用超級電容的起重機械新型混合動力系統(tǒng)研究.pdf

1、起重機械由于工作機構(gòu)下降和制動形成的再生能量至今還沒有被很好地開發(fā)利用，尤其對于輪胎起重機這類移動式起重機完成數(shù)十米垂直位移的同時還需完成頻繁的起動和制動動作，其再生能量的回收利用有著很大的潛力。目前在重型機械動力系統(tǒng)節(jié)能方面的研究主要體現(xiàn)在如下三個方面：提高工作元件(柴油機和液壓元件)性能，改進液壓系統(tǒng)和改善柴油機-液壓系統(tǒng)-執(zhí)行器的功率匹配。 雖然上述措施獲得了一定的節(jié)能效果，但由于負(fù)載變化比較頻繁、波動比較大，柴油機大多數(shù)

2、時間工作在非高效區(qū)內(nèi)，燃料的利用率低下，排放質(zhì)量較差。因此，改善柴油機的工作狀況是提高整體系統(tǒng)效率和改善排放質(zhì)量的一個關(guān)鍵問題。 在環(huán)保節(jié)能的呼聲下，隨著科技的進步，近年來出現(xiàn)了一種新的元器件--超級電容。這種新型的電子器件有著比蓄電池高10倍以上的功率密度和100倍以上的充放電速率。利用超級電容可以迅速地吸收和釋放再生能量。 本文采用超級電容器作為儲能裝置，提出了一種起重機械環(huán)保節(jié)能新型混合動力系統(tǒng)。文章首先分析混合動

3、力新技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀，并簡單分析現(xiàn)有起重機械動力系統(tǒng)的不足和發(fā)展趨勢。 詳細(xì)分析超級電容的性能，進而分析其在起重機動力系統(tǒng)中應(yīng)用的可行性。 本文以柴油發(fā)電機組驅(qū)動的輪胎起重機動力系統(tǒng)連接超級電容為研究對象，介紹了與之相關(guān)的DC-DC的變換規(guī)律、超級電容的特性等。建立新型混合動力系統(tǒng)模型，重點通過理論分析，以輪胎起重機為例，計算出一個工作循環(huán)過程中理論可回收的再生能量，結(jié)合超級電容的性能參數(shù)，計算出輪胎起重機械新型混合動力

4、系統(tǒng)中需要配置的超級電容的理論參考數(shù)據(jù)。 基于超級電容的理論配置，進行輪胎起重機新型混合動力系統(tǒng)的試驗測試并分析試驗結(jié)果，得出超級電容這類新型儲能元件用于大功率需求的起重機械動力系統(tǒng)中是完全可行的。 本文以Saber仿真軟件為基礎(chǔ)，在熟悉Saber仿真環(huán)境的基礎(chǔ)上，建立輪胎起重機械新型混合動力系統(tǒng)仿真模型，通過仿真波形圖，主要是超級電容的電流和電壓曲線，分析原動機在連接超級電容前后輸出功率的變化情況，從而分析油耗變化情況