超级电容及能量管理系统在起重机中的应用.pdf

第29卷第4期Vo1．29NO．4
2008年12月Dec．2OO8

文章编号：1672—9498(2008)04·0045—04

超级电容及能量管理系统在起重机中的应用

薛士龙，郑凯宇，刘世梅

(上海海事大学物流工程学院，上海200135)
L一咖
海_三a
摘要：为使起重机在落货时，通过控制DC／DC变换器，用超级电容回收再生能量，根据起重机的

海工作特点，在VB6．5环境下，设计通信和动态数据处理程序，构建采用超级电容及能量管理系统的
事hg能量管理实时监控系统．实验装置的试验结果表明，采用能量管理实时监控系统，可以控制超级电
容充电时间，提高装卸机械的运行性能．
大№关键词：超级电容；能量管理系统；起重机；DC／DC变换器
中图分类号：TH215；TM531．4文献标志码：A
学眦

学
eApplicationofsupercapacitorandEMSincrane
报V，

XUEShilong，ZHENGKaiyu，LIUShimei

(LogisticsEngineeringCollege，ShanghaiMaritimeUniv．，Shanghai200135，China)

Abstract：Inordertosaveenergywhenthecraneiscomingdown，bymeansofsupercapacitorandEner—
gYManagementSystem(EMS)，whichisusedtocontrolDC／DCconvertertoexchangeenergybetween
supercapacitorandhoistinggearofthecrane，accordingtotheoperationfeaturesofacrane，amethodto

saveenergyofcranebymeansofEMSispresented．Theserialcommunicationsoftwareanddynamicdata

processingsoftwarearedevelopedintheintegrateddevelopingenvironmentVB6．5SOastobuildthereal

timemonitoringsystemofEMS．Theresultisprovedbyexperimentequipment，andtheexperimentresult

showsthatadoptingtherealtimemonitoringsystemofEMScancontrolthechargetimeofsupercapacitor

eficiently，andenhancetheoperationperformanceofcrane．

Keywords：supercapacitor；energymanagementsystem；crane；DC／DCconverter

能量，传统上有2种方式处理这些再生能量：一种是
O引言
在变频器直流侧增设能耗电阻，直接消耗再生能量；
近年来，能源和环境问题越来越受到人们的关另一种是将再生能量回馈电网．若增设能耗电阻，制
注，如何保护环境、节约能源已成为不容忽视的问动产生的再生能量就浪费掉了，而且需要很大的散
题．港口起重机起升机构频繁起动和制动，要求动力热空间；如果回馈给电网，虽然可以节约能量，但会
源具有较高的峰值功率和可靠、高效的吸收再生制对电网造成很大冲击，即对电网造成污染，传统的处
动能量的能力．¨电机在制动过程中会产生大量的理方式已经不能满足需求．

收稿日期：2008．04-03修回日期：2008-04—29
基金项目：上海市教育委员会重点学科建设项目(J50602)；上海市教育委员会支出预算项目(2008092)
作者简介：薛士龙(1964一)，男，上海人，副教授，博士，研究方向为电力电子与电力传动装置，(E-mail)[e-mail]
46上海海事大学学报第29卷

在国外，从20世纪80年代起，超级电容器已经DC／DC变换器工作状态，以达到电机制动时超级电
进入商业运行；而在国内，其使用历史只有10年左容吸收再生制动能量、电机启动时超级电容释放能
右．过去，超级电容器被认为是低功率、低能量，不具量的目的．
有很长寿命的器件，主要作为备用或辅助器件用在起动时能量流动方向
录像机和闹钟中．。
近年来，超级电容器技术飞速发展，使用范围也
不断扩大，被认为是介于充电电池和电容器之间的
新型能源器件．超级电容器在许多领域都有广阔的
应用前景，如便携式仪器设备、数据记忆存储系统、
电动汽车能源和应急后备电源等方面，特别是在电
动汽车上的应用优势明显．
近来，专家开始