УСТРОЙСТВО РЕКУПЕРАЦИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Техническое решение относится к области электрических систем многодвигательных подъемно-транспортных механизмов.
В качестве аналога была взята схема механизма электропривода подъема и опускания груза грузоподъемного крана. Патент РФ №2298520, МПК В66С 13/22. Полезная модель относится к многодвигательным электроприводам, используемым на грузоподъемных кранах, включающий в себя электродвигатель с фазным ротором, вспомогательный двухскоростной электродвигатель, гидротолкателей тормоза, командоконтроллер управления с цепями подъема, спуска и переключения ступеней скорости основного электродвигателя, блок управления электродвигателями, сетевой контактор и контакторы переключения ступеней скорости, контакторы малой и большой скоростей подъема и спуска груза, контактор динамического торможения и блоком резисторов.
В качестве признаков аналога, совпадающие с существенными признаками заявленного технического решения, является то, что устройство содержит многодвигательные электропривода, используемыми на грузоподъемных, прессовых установках, а также электротранспорте.
Недостатком аналога является то, что электропривод содержит основные и дополнительный резисторы. Другими словами торможение механизмов устройства осуществляется резисторами, имеющих дополнительный вес от оборудования (тормозные реостаты), что не обеспечивает энергоээфективность, а также существуют значительные электрические, механические, тепловые потери.
В качестве прототипа выбрана схема устройства рекуперации электроэнергии. Патент РФ №106236, МПК В66С 13/28. В устройство рекуперации электроэнергии параллельно с силовыми линиями введено устройство грозозащиты и дополнительная группа коммутирующих ключей, кроме этого, в устройство дополнительно введена аналогичная четвертая силовая линия, но с двумя двигателями, двумя редукторами и двумя исполнительными механизмами, в каждую силовую линию введен блок рекуперации, блок емкостно-индуктивного накопителя, две группы коммутирующих ключей, причем блок емкостно-индуктивного накопителя состоит из емкостного элемента, индуктивного элемента, элементы в каждой силовой линии соединены одинаково.
К недостаткам прототипа относится то, что в электропривод входят несколько рекуператоров электроэнергии. Другими словами, на один двигатель приходится один рекуператор, за исключением механизма передвижения крана, куда входит два двигателя. В свою очередь применение нескольких рекуператоров в электроприводе делает установку дорогостоящей и неэнергоэффективной. В результате получаем дорогостоящую установку, а соответственно и дорогостоящее обслуживание и ремонт предлагаемой установки, что не создает максимальной эффективноти работы приводов системы и увеличивает срок окупаемости от применения рекуператоров электроэнергии.
Задачей технического решения является обеспечение эффективной работы устройства, повышение надежности и безопасности применения устройства рекуперации электроэнергии, а также обеспечение минимального срока окупаемости и снижение стоимости от применения устройства рекуперации электроэнергии.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в устройстве рекуперации электроэнергии содержащее четыре группы силовых линий, включающие последовательно соединенные исполнительный механизм, редуктор, двигатель, в случае механизма передвижения крана, содержится два исполнительных механизма, два редуктора и два двигателя, инвертор, группа коммутирующих ключей, блок емкостно-индуктивного накопителя, рекуператор, группа предохранителей, группа коммутирующих ключей, параллельно силовым линиям к кабельным проводам подсоединена дополнительная группа коммутирующих ключей, фильтр, устройство грозозащиты, группа предохранителей, группа коммутирующих ключей, дополнительно вводится еще четыре группы силовых линий, в результате получаем устройство рекуперации электроэнергии, содержащее две части, то есть, первоначальные силовые линии разделились по функциональности на две части, первая из которых содержит четыре группы идентичных силовых линий, отвечающие за исполнительность механизмов устройства, причем первая силовая линия, отвечающая за исполнительность механизмов устройства, заменена и теперь введена первая силовая линия, отвечающая за исполнительность механизмов устройства, а именно подъем стрелы, вместо прежнего поворота стрелы, вторая часть содержит четыре группы идентичных силовых линий, отвечающие за преобразование электроэнергии, также дополнительно введены последовательно группа автоматических выключателей в двух фазах по одному элементу, группа плавких предохранителей в двух фазах по одному элементу, разъемы, программируемый логический контроллер ПЛК, как связующее с помощью разъемов, между первой и второй частями устройства рекуперации электроэнергии, с целью надежного и энергоэффективного управления первой частью устройства рекуперации электроэнергии, отвечающей за исполнительный механизм, а также второй части устройства рекуперации электроэнергии, отвечающей за преобразование электроэнергии, далее четыре группы силовых линий, отвечающие за исполнительный механизм дополнительно содержат группу переключающих контакторов, блоки реле максимального тока, четыре группы силовых линий, отвечающие за преобразование электроэнергии дополнительно содержат в первых двух идентичных группах силовых линий, отвечающих за преобразование электроэнергии, последовательно коммутирующий дроссель, инвертор, сглаживающий фильтр, выпрямитель в одном устройстве преобразователя частоты без функции рекуперации электроэнергии, коммутирующий дроссель, группу плавких предохранителей в каждой фазе, первая группа силовых линий, отвечающая за преобразование электроэнергии, содержит группу автоматических выключателей в каждой фазе, а вторая группа силовых линий, отвечающая за преобразование электроэнергии, содержит рубильник, в третьей группе силовых линий, отвечающей за преобразование электроэнергии, связанной с первой и второй группами силовых линий, отвечающими за преобразование электроэнергии, посредством сглаживающего фильтра, в которой последовательно соединены после сглаживающего фильтра, выпрямитель с функцией рекуперации электроэнергии или же рекуператор, коммутирующий дроссель, группа плавких предохранителей в каждой фазе, группа автоматических выключателей в каждой фазе, группа плавких предохранителей в каждой фазе, группа автоматических выключателей в каждой фазе, параллельно первой, второй и третьей группам силовых линий, отвечающим за преобразование электроэнергии последовательно подключены группа автоматических выключателей в каждой фазе, накопительная установка, четвертая группа силовых линий, соединенная со всеми группами силовых линий, отвечающих за преобразование электроэнергии, в том числе с заземляющим проводом, содержит группу автоматических выключателей в каждой фазе, параллельно подключенные группа плавких предохранителей в двух фазах по одному элементу с последовательно подключенным блоком управления освещения БУО с помощью разъемов, параллельно соединенный понижающий трансформатор, последовательно соединенный вводной ящик с рубильником и предохранителями, заземляющее устройство соединено параллельно заземляющему проводу, поэтому в каждой группе силовых линий, отвечающих за исполнительный механизм, исполнительный механизм соединен со входом редуктора, который в свою очередь соединен со входом двигателя, причем во второй группе силовых линий, отвечающей за передвижение крана, подключены два двигателя, два редуктора, два исполнительных механизма, выход двигателя связан со входом переключающих контакторов в каждой фазе, выход одной фазы переключающих контакторов соединен со входом блока максимального реле тока в одной фазе, выход блока максимального реле тока и переключающих контакторов соединен со входом группы автоматических выключателей, выход группы автоматических выключателей в двух фазах по одному элементу, соединен со входом группы плавких предохранителей в двух фазах по одному элементу, выход группы плавких предохранителей в двух фазах по одному элементу соединен со входом программируемого логического контроллера, с помощью разъемов, выход программируемого логического контроллера с помощью разъемов соединен с первой и второй группами силовых линий, отвечающими за преобразование электроэнергии, причем в параллельном соединении между первой и второй группами силовых линий, отвечающих за преобразование электроэнергии, подключена группа автоматических выключателей, значит выход программируемого логического контроллера соединен со входом группы автоматических выключателей в каждой фазе, далее поскольку первая и вторая группы силовых линий, отвечающие за преобразование электроэнергии абсолютно идентичны, то в первой группе силовых линий, отвечающей за преобразование электроэнергии, выход группы автоматических выключателей в каждой фазе соединен со входом коммутирующего дросселя, выход коммутирующего дросселя соединен со входом преобразователя частоты без функции рекуперации электроэнергии, в который входят инвертор, сглаживающий фильтр, выпрямитель, где выход инвертора, состоящий из шести IGBT-транзисторов, то есть биполярных транзисторов с изолированным затвором, соединен со входом сглаживающего фильтра, состоящего из параллельно подключенных катушки индуктивности и емкости, выход сглаживающего фильтра, состоящего из параллельно подключенных катушки индуктивности и емкости, соединен со входом выпрямителя, состоящего из шести выпрямительных диодов, выход выпрямителя, состоящего из шести выпрямительных диодов, соединен со входом коммутирующего дросселя, выход коммутирующего дросселя соединен со входом группы плавких предохранителей в каждой фазе, выход группы плавких предохранителей в каждой фазе соединен со входом группы автоматических выключателей в каждой фазе, выход группы автоматических выключателей в каждой фазе соединен со входом группы плавких предохранителей в каждой фазе, далее первая группа силовых линий, отвечающая за преобразование электроэнергии содержит группу автоматических выключателей, где выход группы плавких предохранителей в каждой фазе соединен со входом группы автоматических выключателей в каждой фазе, вторая группа силовых линий, отвечающая за преобразование электроэнергии, содержит рубильник, где выход группы плавких предохранителей в каждой фазе соединен со входом рубильника, далее первая группа силовых линий соединяется параллельно со второй группой силовых линий, отвечающей за преобразование электроэнергии, и во второй группе силовых линий, отвечающей за преобразование электроэнергии, выход рубильника соединен со входом блока фильтра высокочастотных помех, выход блока высокочастотных помех соединен со входом устройства грозозащиты, выход устройства грозозащиты соединен со входом группы плавких предохранителей в каждой фазе, выход группы плавких предохранителей в каждой фазе, соединен со входом рубильника, выход рубильника соединен с сетью, третья группа силовых линий, отвечающая за преобразование электроэнергии параллельно соединена с первой и второй группами силовых линий, посредством сглаживающего фильтра в каждой группе силовых линий, отвечающей за преобразование электроэнергии, состоящего из параллельно подключенных катушки индуктивности и емкости, далее выход сглаживающего фильтра соединен со входом выпрямителя с функцией рекуперации электроэнергии или же рекуператора, состоящим из шести IGBT-транзисторов, то есть биполярных транзисторов с изолированным затвором, выход выпрямителя соединен со входом коммутирующего дросселя, выход коммутирующего дросселя соединен со входом группы плавких предохранителей в каждой фазе, выход группы плавких предохранителей в каждой фазе соединен со входом группы автоматических выключателей в каждой фазе, выход группы автоматических выключателей в каждой фазе, соединен со входом группы плавких предохранителей в каждой фазе, выход группы плавких предохранителей в каждой фазе соединен со входом группы автоматических выключателей в каждой фазе, выход группы автоматических выключателей третьей группы силовых линий, отвечающей за преобразование электроэнергии, соединен параллельно с первой и второй группами силовых линий, отвечающими за преобразование электроэнергии, далее поскольку в первой, второй и третьей группах силовых линий, отвечающих за преобразование электроэнергии, после выпрямителя последовательно соединены идентичные элементы, то между группой пакетных выключателей в каждой фазе, которая подключена после коммутирующего дросселя, группы плавких предохранителей в каждой фазе, а также между последующей после группы пакетных выключателей в каждой фазе, группа плавких предохранителей в каждой фазе параллельно подключены группа автоматических выключателей в каждой фазе и накопительная установка, где выход группы автоматических выключателей в каждой фазе, соединен со входом накопительной установки, четвертая группа силовых линий, отвечающая за преобразование электроэнергии, параллельно подключена к первой части устройства рекуперации электроэнергии, состоящей из четырех групп силовых линий, отвечающих за исполнительный механизм, а также к первой и второй группам силовых линий, отвечающим за преобразование электроэнергии, в месте соединения после программируемого логического контроллера ПЛК, но перед коммутирующим дросселем в первой и во второй группах силовых линий, отвечающих за преобразование электроэнергии, и содержит группу автоматических выключателей в каждой фазе, где выход группы автоматических выключателей в каждой фазе, соединен параллельно со входом группы плавких предохранителей в двух фазах по одному элементу, с последовательно подключенным блоком управления освещения БУО с помощью разъемов, далее выход группы автоматических выключателей, в каждой фазе, соединен со входом, параллельно соединенного понижающего трансформатора, выход понижающего трансформатора соединен со входом вводного ящика с рубильником и предохранителями, выход вводного ящика с рубильником и предохранителями соединен с первой, второй и третьей группами силовых линий, отвечающими за преобразование электроэнергии, также к четвертой группе силовых линий параллельно подключен заземляющий провод, к которому параллельно подключено заземляющее устройство, причем заземляющий провод соединен с группой плавких предохранителей перед блоком управления освещения БУО, и также заземляющий провод соединен с группой плавких предохранителей перед программируемым логическим контроллером ПЛК.
На фиг.1 изображена схема устройства рекуперации электроэнергии.
Устройство рекуперации электроэнергии состоит из четырех аналогичных приводов, каждый своего назначения, в свою очередь дополнительно введено еще четыре группы силовых линий, в результате получаем устройство рекуперации электроэнергии, содержащее две части, то есть, первоначальные силовые линии разделились по функциональности на две части, первая из которых содержит четыре группы идентичных силовых линий, отвечающие за исполнительность механизмов устройства, причем первая силовая линия, отвечающая за исполнительность механизмов устройства, заменена и теперь введена первая силовая линия, отвечающая за исполнительность механизмов устройства, а именно подъем стрелы, вместо прежнего поворота стрелы, вторая часть содержит четыре группы идентичных силовых линий, отвечающие за преобразование электроэнергии, также дополнительно введена последовательно группа автоматических выключателей, группа плавких предохранителей, разъемы, программируемый логический контроллер ПЛК, как связующее между первой и второй частями устройства рекуперации электроэнергии, с целью надежного и энергоэффективного управления первой части устройства рекуперации электроэнергии, отвечающей за исполнительный механизм, а также второй части устройства рекуперации электроэнергии, отвечающей за преобразование электроэнергии, далее четыре группы силовых линий, отвечающие за исполнительный механизм дополнительно содержат переключающие контакторы, блоки реле максимального тока, четыре группы силовых линий, отвечающие за преобразование электроэнергии дополнительно введены в первых двух идентичных группах силовых линиях коммутирующий дроссель, инвертор, сглаживающий фильтр, выпрямитель в одном устройстве преобразователя частоты без функции рекуперации электроэнергии, коммутирующий дроссель, группу плавких предохранителей, первая группа силовых линий, отвечающая за преобразование электроэнергии, содержит группу автоматических выключателей, а вторая группа силовых линий, отвечающая за преобразование электроэнергии, содержит рубильник, в третьей группе силовых линий, отвечающей за преобразование электроэнергии, связанной с первой и второй группами силовых линий, отвечающими за преобразование электроэнергии, посредством сглаживающего фильтра, в которой последовательно соединены после сглаживающего фильтра, выпрямитель с функцией рекуперации электроэнергии, он же рекуператор электроэнергии, состоящим из шести IGBT-транзисторов, коммутирующий дроссель, группа плавких предохранителей в каждой фазе, группа автоматических выключателей в каждой фазе, группа плавких предохранителей в каждой фазе, группа автоматических выключателей в каждой фазе, параллельно первой, второй и третьей группам силовых линий, отвечающим за преобразование электроэнергии последовательно подключены группа автоматических выключателей в каждой фазе, накопительная установка, четвертая группа силовых линий, соединенная со всеми группами силовых линий, в том числе с заземляющим проводом, содержит группу автоматических выключателей в каждой фазе, параллельно подключенные группа плавких предохранителей в двух фазах по одному элемнту с последовательно подключенным блоком управления освещения БУО с помощью разъемов, параллельно соединенный понижающий трансформатор, последовательно соединенный вводной ящик с рубильником и предохранителями, заземляющее устройство соединяется параллельно заземляющему проводу, поэтому поскольку все исполнительные механизмы, отвечающие за испольнительный механизм идентичны, то в каждой группе силовых линий, отвечающих за исполнительный механизм, в частности, в первой силовой линии, отвечающей за исполнительный механизм, а именно подъем стрелы, исполнительный механизм 1 соединен со входом редуктора 2, который в свою очередь соединен со входом двигателя 3, причем во второй группе силовых линий, отвечающей за передвижение крана, обозначенных в схеме как 1.2, подключены два двигателя, два редуктора, два исполнительных механизма, выход двигателя 3 соединен со входом группы переключающих контакторов 4 в каждой фазе, выход одной фазы переключающих контакторов 4 соединен со входом блока максимального реле тока 5 в одной фазе, выход блока максимального реле тока 5 и переключающих контакторов 4 соединен со входом группы автоматических выключателей 6 в двух фазах по одному элементу, выход группы автоматических выключателей 6 в двух фазах по одному элементу, соединен со входом группы плавких предохранителей 7 в двух фазах по одному элементу, выход группы плавких предохранителей 7 в двух фазах по одному элементу, соединен со входом программируемого логического контроллера 8 с помощью разъемов, выход программируемого логического контроллера соединен с помощью разъемов с первой и второй группами силовых линий, отвечающей за преобразование электроэнергии, обозначенных в схеме как 2.1 и 2.2 соответственно, причем в параллельном соединении между первой и второй группами силовых линий, отвечающими за преобразование электроэнергии, обозначенных в схеме как 2.1 и 2.2 соответственно, подключена группа автоматических выключателей 9 в каждой фазе, значит выход программируемого логического контроллера 8 соединен со входом группы автоматических выключателей 9 в каждой фазе, далее поскольку первая и вторая группы силовых линий, отвечающие за преобразование электроэнергии, обозначенных в схеме как 2.1 и 2.2 соответственно, абсолютно идентичны, то выход группы автоматических выключателей 9 в каждой фазе соединен со входом коммутирующего дросселя 10, в первой группе силовой линии, отвечающей за преобразование электроэнергии, обозначенной в схеме как 2.1, выход коммутирующего дросселя соединен 10 со входом преобразователя частоты без функции рекуперации электроэнергии, в который входят инвертор 11, сглаживающий фильтр 12, выпрямитель 13, где выход инвертора 11, состоящий из шести IGBT-транзисторов, то есть биполярных транзисторов с изолированным затвором, соединен со входом сглаживающего фильтра 12, состоящего из параллельно подключенных катушки индуктивности и емкости, выход сглаживающего фильтра 12, состоящего из параллельно подключенных катушки индуктивности и емкости, соединен со входом выпрямителя 13, состоящего из шести выпрямительных диодов, выход выпрямителя 13, состоящего из шести выпрямительных диодов, соединен со входом коммутирующего дросселя 14, выход коммутирующего дросселя 14 соединен со входом группы плавких предохранителей 15 в каждой фазе, выход группы плавких предохранителей 15 в каждой фазе соединен со входом группы автоматических выключателей 16 в каждой фазе, выход группы автоматических выключателей 16 в каждой фазе соединен со входом группы плавких предохранителей 19 в каждой фазе, далее первая группа силовых линий, отвечающая за преобразование электроэнергии, обозначенная в схеме как 2.1 содержит группу автоматических выключателей 20 в каждой фазе, где выход группы плавких предохранителей 19 в каждой фазе соединен со входом группы автоматических выключателей 20 в каждой фазе, вторая группа силовых линий, отвечающая за преобразование электроэнергии, обозначенная в схеме как 2.2, содержит рубильник 23, где выход группы плавких предохранителей 22 в каждой фазе соединен со входом рубильника 23, далее первая группа силовых линий, отвечающей за преобразование электроэнергии, обозначенная в схеме как 2.1, соединено параллельно со второй группой силовых линий, отвечающей за преобразование электроэнергии, обозначенная в схеме как 2.2 и во второй группе силовых линий, отвечающей за преобразование электроэнергии, выход рубильника 23 соединен со входом блока фильтра высокочастотных помех 24, выход блока высокочастотных помех 24 соединен со входом устройства грозозащиты 25, выход устройства грозозащиты 25 соединен со входом группы плавких предохранителей 26 в каждой фазе, выход группы плавких предохранителей 26 в каждой фазе соединен со входом рубильника 27, выход рубильника 27 соединен с сетью, третья группа силовых линий, отвечающая за преобразование электроэнергии, обозначенная в схеме как 2.3, параллельно соединена с первой и второй группами силовых линий, обозначенных в схеме как 2.1 и 2.2 соответственно, посредством сглаживающего фильтра 28 в каждой силовой линии, отвечающей за преобразование электроэнергии, состоящего из параллельно подключенных катушки индуктивности и емкости, далее выход сглаживающего фильтра 28 соединен со входом выпрямителя 29 с функцией рекуперации электроэнергии, он же рекуператор, состоящим из шести IGBT-транзисторов, то есть биполярных транзисторов с изолированным затвором, выход выпрямителя 29 соединен со входом коммутирующего дросселя 30, выход коммутирующего дросселя 30 соединен со входом группы плавких предохранителей 31 в каждой фазе, выход группы плавких предохранителей 31 в каждой фазе соединен со входом группы автоматических выключателей 32 в каждой фазе, выход группы автоматических выключателей 32 в каждой фазе соединен со входом группы плавких предохранителей 33 в каждой фазе, выход группы плавких предохранителей 33 в каждой фазе соединен со входом группы автоматических выключателей 34 в каждой фазе, выход группы автоматических выключателей 34 в каждой фазе третьей группы силовых линий, отвечающей за преобразование электроэнергии, обозначенной в схеме как 2.3, соединен параллельно с первой и второй группами силовых линий, отвечающими за преобразование электроэнергии, обозначенных в схеме как 2.1 и 2.2 соответственно, далее поскольку в первой, второй и третьей группах силовых линиях, отвечающих за преобразование электроэнергии, обозначенных в схеме как 2.1, 2.2 и 2.3 соответственно, после выпрямителя последовательно соединены идентичные элементы, то в первой группе силовых линий, отвечающей за преобразование электроэнергии, обозначенная в схеме как 2.1, между группой пакетных выключателей 16 в каждой фазе, которая подключена после коммутирующего дросселя 14, группы плавких предохранителей 15 в каждой фазе, а также между последующей после группы пакетных выключателей 16 в каждой фазе, группа плавких предохранителей 19 в каждой фазе, параллельно подключены группа автоматических выключателей 17 в каждой фазе и накопительная установка 18, где выход группы автоматических выключателей 17 в каждой фазе соединен со входом накопительной установки 18, четвертая группа силовых линий, отвечающая за преобразование электроэнергии, обозначенная в схеме как 2.4, параллельно подключена к первой части устройства рекуперации электроэнергии, состоящей из четырех групп силовых линий, отвечающих за исполнительный механизм, а также к первой и второй группам силовых линий, отвечающим за преобразование электроэнергии, обозначенных в схеме как 2.1 и 2.2 соответственно, в месте соединения после программируемого логического контроллера 8, но перед коммутирующим дросселем 10 и 21 в первой и второй группах силовых линий, соответственно, отвечающих за преобразование электроэнергии, обозначенных в схеме как 2.1 и 2.2 соответственно, и содержит группу автоматических выключателей 35 в каждой фазе, где выход группы автоматических выключателей 35 в каждой фазе соединен параллельно со входом группы плавких предохранителей 36 в двух фазах по одному элементу с последовательно подключенным блоком управления освещения БУО 37, с помощью разьемов 5 и 6, далее выход группы автоматических выключателей 35 в каждой фазе соединен со входом параллельно соединенного понижающего трансформатора 38, выход понижающего трансформатора соединен со входом вводного ящика 39 с рубильником и предохранителями, выход вводного ящика 39 с рубильником и предохранителями соединен с первой, второй и третьей группами силовых линий, отвечающими за преобразование электроэнергии, обозначенных в схеме как 2.1, 2.2 и 2.3 соответственно, также к четвертой группе силовых линий, отвечающей за преобразование электроэнергии, обозначенной в схеме как 2.4, параллельно подключен заземляющий провод, к которому параллельно подключено заземляющее устройство 40, причем заземляющий провод соединен с группой плавких предохранителей 36 перед блоком управления освещения БУО 37, и также заземляющий провод соединен с группой плавких предохранителей 7 перед программируемым логическим контроллером ПЛК 8.
Устройство рекуперации электроэнергии работает следующим образом.
Во второй части устройства рекуперации электроэнергии подают напряжение трехфазной сети на вход группы автоматических выключателей 27 в каждой фазе, которое поступает на вход группы плавких предохранителей 26 в каждой фазе, затем сигнал напряжения поступает на выход устройства грозозащиты УГЗ 25, предназначенное для нейтрализации импульса перенапряжения, которое соединено со входом блока фильтра 24, необходимого для подавления радиопомех, далее с выхода блока фильтра 24 сигнал поступает на вторую группу силовых линий, отвечающей за преобразование электроэнергии, обозначенных в схеме как 2.2, к которой параллельно подсоединены остальные первые три группы силовых линий, отвечающие за преобразование электроэнергии, второй части устройства, обозначенных в схеме как 2.1, 2.2 и 2.3 соответственно, рекуперации электроэнергии, где первые две группы силовых линий, отвечающих за преобразование электроэнергии, обозначенных в схеме как 2.1 и 2.2 соответственно, идентичны, отличающиеся друг от друга лишь одним элементом, а третья группа силовых линий, отвечающей за преобразование электроэнергии, обозначенной в схеме как 2.3, также содержит идентичные элементы, но только те, которые располагаются до выпрямителя в каждой группе силовых линий, отвечающей за преобразование электроэнергии, а именно в первой группе силовых линий, отвечающей за преобразование электроэнергии, обозначенной в схеме как 2.1, сигнал поступает на вход группы автоматических выключателей 20 в каждой фазе, во второй группе силовых линий, отвечающей за преобразование электроэнергии, обозначенной в схеме как 2.2, сигнал поступает на вход рубильника 23, в третьей группе силовых линий, отвечающей за преобразование электроэнергии, обозначенной в схеме как 2.3, сигнал поступает на вход группы автоматических выключателей 34 в каждой фазе, сигнал с выхода группы автоматических выключателей 20 в каждой фазе поступает на вход группы плавких предохранителей 19 в каждой фазе в первой группе силовых линий, отвечающей за преобразование электроэнергии, обозначенной в схеме как 2.1, сигнал с выхода рубильника 23 поступает на вход группы плавких предохранителей 22 в каждой фазе во второй группе силовых линий, обозначенной в схеме как 2.2, сигнал с выхода группы автоматических выключателей 34 в каждой фазе поступает на вход группы плавких предохранителей 33 в каждой фазе в третьей группе силовых линий, отвечающей за преобразование электроэнергии, обозначенной в схеме как 2.3, далее во всех трех группах силовых линий, отвечающих за преобразование электроэнергии, обозначенных в схеме как 2.1, 2.2 и 2.3 соответственно, соединены идентичные элементы, поэтому будем рассматривать первую группу силовых линий, отвечающую за преобразование электроэнергии, обозначенной в схеме как 2.1, а именно сигнал с выхода группы автоматических выключателей 20 в каждой фазе поступает на вход группы плавких предохранителей 19 в каждой фазе, с выхода группы плавких предохранителей 19 в каждой фазе сигнал поступает на вход параллельно подключенных группы автоматических выключателей 17 в каждой фазе, а с выхода группы автоматических выключателей 17 в каждой фазе сигнал поступает на вход накопительной установки 18, однако сигнал может пройти мимо группы автоматических выключателей 17 и накопительной установки 18, в том случае, если накопительная установка 18 полностью заряжена, в случае разряженного состояния накопительной установки 18 сигнал поступает на накопительную установку как в двигательном режиме, так и в режиме рекуперации, то есть в режиме отдачи электроэнергии обратно в сеть, которая отдается либо в сеть, либо на собственные нужды, в свою очередь сигнал может поступать с заряженной накопительной установки в двигательном режиме, либо когда нет возможности получить электроэнергию из сети, следовательно, накопительная установка является резервным источником электроэнергии и обеспечивает бесперебойный режим работы, далее сигнал с выхода накопительной установки 18 и группы автоматических выключателей 17 в каждой фазе поступает на вход группы автоматических выключателей 16 в каждой фазе, с выхода группы автоматических выключателей 16 в каждой фазе сигнал поступает на вход группы плавких предохранителей 15 в каждой фазе, с выхода группы плавких предохранителей 15 в каждой фазе сигнал поступает на вход коммутирующего дросселя 14, с выхода коммутирующего дросселя 14 сигнал поступает на вход выпрямителя, где в первой и во второй группах силовых линиях, отвечающих за преобразование электроэнергии, обозначенных в схеме как 2.1, 2.2 соответственно, вход выпрямителя является же входом преобразователя частоты без функции преобразования электроэнергии, состоящий из выпрямителя, фильтра, инвертора, где сигнал с выхода коммутирующего дросселя 14 поступает на вход выпрямителя 13, состоящего из шести выпрямительных диодов, с выхода выпрямителя 13, состоящего из шести выпрямительных диодов сигнал поступает на вход сглаживающего фильтра 12, состоящего из параллельно подключенных катушки индуктивности и емкости, далее с выхода сглаживающего фильтра 12, состоящего из параллельно подключенных катушки индуктивности и емкости, сигнал поступает на вход инвертора 11, состоящего из шести IGBT-транзисторов, то есть биполярных транзисторов с изолированным затвором, в случае первой и второй групп силовых линий, отвечающих за преобразование электроэнергии, обозначенных в схеме как 2.1, 2.2 соответственно, выход инвертора является же выходом преобразователя частоты без функции преобразования электроэнергии, значит сигнал с выхода инвертора 11 поступает на вход коммутирующего дросселя 10, для второй группы силовых линий, отвечающей за преобразование электроэнергии, обозначенных в схеме как 2.2, на вход коммутирующего дросселя 21, при рассмотрении третьей группы силовых линий, отвечающей за преобразование электроэнергии, обозначенных в схеме 2.3, сигнал с выхода коммутирующего дросселя 30 поступает на вход выпрямителя 29, но в отличие от выпрямителей в первой и во второй группах силовых линиях, отвечающих за преобразование электроэнергии, обозначенных в схеме как 2.1, 2.2 соответственно, выпрямитель 29 с функцией рекуперации электроэнергии он же рекуператор, состоящий из шести IGBT-транзисторов, то есть биполярных транзисторов с изолированным затвором, где далее сигнал с выхода выпрямителя 29 с функцией рекуперации электроэнергии поступает на вход сглаживающего фильтра 28, состоящего из параллельно подключенных катушки индуктивности и емкости, абсолютно идентичного сглаживающему фильтру 12, состоящего из параллельно подключенных катушки индуктивности и емкости, далее сглаживающие фильтры в каждой группе силовых линий, отвечающих за преобразование электроэнергии, параллельно соединяются между собой, следовательно, сигнал с выхода сглаживающего фильтра 28 поступает в первую и во вторую группы силовых линий, отвечающие за преобразование электроэнергии, обозначенных в схеме как 2.1, 2.2 соответственно, а далее исходя из ранее описанного, поскольку первая и вторая группы силовых линии идентичны, то для первой группы силовых линий, отвечающей за преобразование электроэнергии, обозначенной в схеме как 2.1, сигнал с выхода сглаживающего фильтра 12, состоящего из параллельно подключенных катушки индуктивности и емкости поступает на вход инвертора 11, с выхода инвертора 11 поступает на вход коммутирующего дросселя 10, для второй группы силовых линий, отвечающей за преобразование электроэнергии, обозначенной в схеме как 2.2, на вход коммутирующего дросселя 21, что касается четвертой группы силовых линий, отвечающей за преобразование электроэнергии, обозначенной в схеме как 2.4, то сигнал с выхода блока фильта 24 поступает на вход вводного ящика с рубильником и предохранителями 39, с выхода вводного ящика с рубильником и предохранителями 39 сигнал поступает на вход параллельно подключенного понижающего трансформатора 38, необходимый для возможности запитывания соседней аналогичной установки, однако сигнал попадает на понижающий трансформатор в случае режима рекуперации, то есть в генераторном режиме, когда сигнал возвращается обратно в сеть, либо в накопительную установку, либо на понижающий трансформатор, если существует необходимость для запитывания соседней аналогичной установки, с выхода понижающего трансформатора 38 сигнал поступает на вход параллельно подключенной группы плавких предохранителей 36 в двух фазах по одному элементу, где с выхода группы плавких предохранителей 36 в двух фазах по одному элементу, сигнал поступает на вход последовательно подключенного блока управления освещением БУО 37, подключенного с помощью разьемов 5 и 6 к группе плавких предохранителей 36 в двух фазах по одному элементу, с выхода блока управления освещением БУО 37 через разъемы 5 и 6, сигнал поступает к группе плавких предохранителей 36 в двух фазах по одному элементу, и затем поступает на вход группы автоматических выключателей 35 в каждой фазе, где далее силовые линии четвертой группы, отвечающие за преобразование электроэнергии, обозначенных в схеме как 2.4, параллельно соединены с силовыми линиями первой и второй группы, отвечающими за преобразование электроэнергии, обозначенных в схеме как 2.1, 2.2 соответственно, в месте соединения сразу после коммутирующего дросселя в каждой группе силовых линий, отвечающих за преобразование электроэнергии, следовательно сигнал с выхода группы автоматических выключателей 35 в каждой фазе поступает в первую и во вторую группу силовых линий, отвечающих за преобразование электроэнергии, обозначенных в схеме как 2.1, 2.2 соответственно, где между первой и второй группами силовых линий, отвечающих за преобразование электроэнергии, обозначенных в схеме как 2.1, 2.2 соответственно, в параллельном соединении первой, второй, четвертой групп силовых линий, отвечающих за преобразование электроэнергии, обозначенных в схеме как 2.1, 2.2 и 2.4 соответственно, подключена группа автоматических выключателей 9 в каждой фазе, следовательно, сигнал с выхода группы автоматических выключателей 35 в каждой фазе поступает на вход группы автоматических выключателей 9, далее с выхода группы автоматических выключателей 9 в каждой фазе, сигнал поступает на вход программируемого логического контроллера ПЛК 8, где далее программируемый логический контроллер ПЛК 8 соединен с помощью разъемов с первой, второй группами силовых линий, отвечающих за преобразование электроэнергии, обозначенных в схеме как 2.1, 2.2 соответственно, второй части устройства рекуперации электроэнергии, а также с первой частью устройства рекуперации электроэнергии с помощью разъемов, значит с первой и второй группами силовых линий, отвечающих за преобразование электроэнергии, обозначенных в схеме как 2.1, 2.2 соответственно, сигнал поступает через группу автоматических выключателей 9 в каждой фазе на разъемы 3 и 4 с первой группы силовых линий, отвечающих за преобразование электроэнергии, обозначенных в схеме как 2.1, и на разъемы 3 и 4 со второй группы силовых линий, отвечающих за преобразование электроэнергии, обозначенных в схеме как 2.2, далее сигнал через разъемы 1 и 2 поступает на вход группы плавких предохранителей 7 в двух фазах по одному элементу, далее с выхода группы плавких предохранителей 7 в двух фазах по одному элементу, сигнал поступает на вход группы автоматических выключателей 6 в двух фазах по одному элементу, где оставшаяся третья фаза и две фазы, подключенные к первой части устройства рекуперации электроэнергии параллельно соединяются к первой, второй и четвертой группе силовых линий, отвечающих за преобразование электроэнергии, обозначенных в схеме как 2.1, 2.2 и 2.4 соответственно, затем сигнал с выхода группы автоматических выключателей 6 в двух фазах по одному элементу, подается на четыре идентичные группы силовых линий, отвечающих за исполнительный механизм, в том числе, на вход второй группы силовых линий, отвечающих за передвижение крана, обозначенной в схеме как 1.2, которая содержит два двигателя, два редуктора и два исполнительных механизма, следовательно, поскольку все группы силовых линий, отвечающих за исполнительный механизм идентичны, то приведено опмсание к одной первой группе силовых линий, отвечающих за исполнительный механизм подъема стрелы, обозначенной в схеме как 1.1, а именно сигнал с выхода группы автоматических выключателей 6 в двух фазах по одному элементу подается на вход блока максимального реле тока 5 в одной фазе, с выхода блока максимального реле тока 5 сигнал поступает на вход группу переключающих контакторов 4, где с выхода группы переключающих контакторов 4 поступает на вход асинхронного короткозамкнутого двигателя 3, далее с выхода двигателя 3 сигнал поступает на вход редуктора 2, а с выхода редуктора 2 сигнал поступает на вход исполнительного механизма 1. Кроме этого, ко всему устройству подключен заземляющий провод, в месте соединения между одним из плавких предохранителей группы 36 и подключенного с помощью разъемов 5 и 6, блоком управления освещением БУО 37, а также в месте между одним из плавких предохранителей группы 7 и подключенного с помощью разьемов 1 и 2 программируемым логическим контроллером ПЛК 8, где сигнал с заземляющего провода поступает на вход заземляющего устройства 40.
Предлагаемое техническое решение, называемое устройством рекуперации электроэнергири, состоит из двух частей, первая часть содержит четыре группы силовых линий, отвечающих за исполнительность механизма, а именно подъем стрелы, передвижение крана, поворот крана, подъем груза, вторая часть содержит также четыре группы силовых линий, отвечающих за преобразование электроэнергии, а именно вторая группа силовых линий, отвечающих за преобразование электроэнергии, является главной, первая группы силовых линий, отвечающих за преобразование электроэнергии, является вспомогательной и необходима для обеспечения надежной работы установки в целом, и в зависимости от мощности установки, в предлагаемом техническом решении устройства рекуперации электроэнергии этих вспомогательных групп силовых линий, отвечающих за преобразование электроэнергии, может быть любое количество. По первым двум группам силовых линий, отвечающих за преобразование электроэнергии, энергия движется в двигательном режиме, в случае режима рекуперации электроэнергии, то есть в генераторном режиме, энергия возвращается по третьей группе силовых линий, отвечающих за преобразование электроэнергии. В режиме рекуперации электроэнергии, то есть в генераторном режиме электроэнергия возвращается либо обратно в сеть, либо в накопительную установку, либо на собственные нужды аналогичной электроустановки через понижающий трансформатор. Возврат электроэнергии происходит обратно в сеть за счет подключенного в третью группу силовых линий, отвечающих за преобразование электроэнергии, выпрямителя с функцией рекуперации электроэнергии или же рекуператора электроэнергии. Суть устройства в том, что в предлагаемой системе используется один рекуператор на группу двигателей, но в зависимости от требуемой мощности, то есть при увеличении количества или мощности двигателей, возможно увеличение количества рекуператоров для обеспечения энергоэффективной, надежной и безопасной работы системы в целом. Четвертая группа силовых линий, отвечающих за преобразование электроэнергии, необходима для обеспечения электроэнергией аналогичной электроустановки посредством понижающего трансформатора. Накопительная установка во второй части устройства рекуперации электроэнергии необходима для бесперебойного обеспечения электроэнергии электроустановки. Блок фильтра необходим для подавления радиопомех. Устройства грозозащиты УГЗ, предназначенное для нейтрализации импульса перенапряжения. Также в предложенном техническом решении предусмотрен блок программируемого логического контроллера, который необходим для бесперебойного автономного управления объектом в условиях реального времени. Программируемые логические контроллеры являются универсальными устройствами, функции которых определены загруженной в них программой, разрабатываемой в соответствии с задачами проекта. Другими словами, в то время как в одной из групп силовых линий происходит двигательный режим, а в другой группе силовых линий происходит генераторный режим, то за счет переключающих контакторов в группах силовых линий, отвечающих за исполнительный механизм, а также за счет блока программируемого логического контроллера, происходит перераспределение электроэнергии таким образом, что во время двигательного режима, электроэнергия поступает не из сети, а за счет режима рекуперации в одной из групп силовых линий, отвечающих за исполнительный механизм. В схеме также предложен блок управления освещением, необходимого для освещения электроустановки, используя либо электроэнергию из сети, либо энергию, получаемую в генераторном режиме, либо из накопительной установки. Кроме этого, блок управления освещением в схеме может не учитываться, а освещение может быть обеспечено за счет централизованной системы освещения в помещении.
Таким образом, предложенное техническое решение позволяет обеспечивать энергоэффективную работу механизмов в многодвигательных установках, безопасность, надежность и бесперебойность работы в целом всей установки. Кроме этого, данное техническое решение обеспечит быструю окупаемость и снижение стоимости от применения устройства рекуперации электроэнергии, а следовательно высокий эконимический эффект.