一种起重机势能回收电路及系统的制作方法

1.本发明涉及起重机技术领域，尤其涉及一种起重机势能回收电路及系统。


背景技术：

2.桥式起重机作为冶金、装备制造和港口装卸领域的重要设备，升降货载频繁，在货载下降时，具有极大的势能。将这部分能量进行合理回收利用，可进一步延长桥式起重机的使用寿命，以及达到节能的目的。储能设备为势能回收提供了有利的条件，但现有的起重机势能回收系统在为储能设备充电过程中的电流忽高忽低，严重影响了储能设备的使用寿命。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种起重机势能回收电路及系统，将起重机的重力势能转换为电能回收，在需要时输出，以达到节约电能的效果。
4.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
5.本发明实施例的一方面提供了一种起重机势能回收电路，所述起重机势能回收电路包括：发电机，所述起重机在载货下降时将重力势能转换为下降的动能，并带动所述发电机转动，所述发电机将转动的动能转换为电能输出；电源模块，所述电源模块的输入端连接所述发电机的电能输出端；储能模块，所述电源模块的输出端与所述储能模块的输入端连接，所述电源模块将所述发电机输出的电能调整至适合所述储能模块的电压电流后输出给储能模块，所述储能模块存储所述电源模块输出的电能，所述储能模块连接所述起重机的抬升电机，以用于在起重机抬升时，所述储能模块将存储的电能提供给所述起重机的抬升电机。
6.在一些实施例中，所述储能模块包括蓄电池和电容器组，所述蓄电池和电容器组的输入端均连接所述电源模块的输出端，所述蓄电池和电容器组的输出端均连接所述抬升电机。
7.在一些实施例中，所述起重机势能回收电路还包括逆变器，所述蓄电池和电容器组的输出端均连接所述逆变器的输入端，所述逆变器的输出端连接所述抬升电机。
8.在一些实施例中，所述电源模块包括直流转换器和恒流检测电路，所述起重机势能回收电路还包括主控单元和充电控制电路，所述直流转换器的输入端连接所述发电机的电能输出端，所述直流转换器的输出端连接所述恒流检测电路的输入端，所述恒流检测电路的输出端通过所述充电控制电路连接所述储能模块的输入端，所述充电控制电路和所述恒流检测电路均连接所述主控单元，所述直流转换器用于将所述发电机输出的电能调整至适合所述储能模块的电压电流，所述主控单元通过所述恒流检测电路检测所述直流转换器输出的电信号，当所述直流转换器输出的电信号在预设阈值内时，所述主控单元通过所述充电控制电路控制所述直流转换器输出的电能传输至所述储能模块，当所述直流转换器输出的电信号不在预设阈值内时，所述主控单元通过所述充电控制电路控制所述直流转换器
输出的电能停止传输至所述储能模块，以实现恒流充电。
9.在一些实施例中，所述恒流检测电路包括pmos管、第一npn三极管、第一pnp三极管、第一运算放大器、第一充电开关、第二充电开关、逆变器供电开关、滤波电路、第一分压电路、第二分压电路、第一电阻、第二电阻、第一电容和第二电容，所述pmos管的源极连接所述直流转换器的输出端，所述pmos管的漏极通过所述滤波电路连接所述第一分压电路的输入端、第一充电开关的一端、第二充电开关的一端和逆变器供电开关的一端，所述第一分压电路的输出端通过所述第二电阻连接所述第一运算放大器的反相输入端，所述第一充电开关的另一端连接所述电容器组的正极，所述第二充电开关的另一端连接所述蓄电池的正极，所述逆变器供电开关的另一端连接所述逆变器的输入端，所述pmos管的栅极通过第一电阻连接所述第一npn三极管的集电极和第一pnp三极管的集电极，所述第一pnp三极管的发射极连接电源，所述第一npn三极管的发射极接地，所述第一npn三极管的基极和第一pnp三极管的基极均连接所述第一运算放大器的输出端，所述第二分压电路的输入端连接电源，所述第二分压电路的输出端连接所述第一运算放大器的同相输入端，所述第一电容的一端连接所述第一运算放大器的同相输入端，所述第二电容的一端连接所述第一运算放大器的反相输入端，所述第一电容的另一端、所述第二电容的另一端、所述电容器组的负极和所述蓄电池的负极均接地。
10.在一些实施例中，所述第一充电开关和第二充电开关分别采用两个相同的充电控制电路进行控制，在所述充电控制电路中，所述第一充电开关和第二充电开关均采用继电器，所述充电控制电路包括继电器、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第三电容、光耦、第一二极管和第二npn三极管，所述光耦控制端的输入端通过所述第三电阻连接所述主控单元，所述光耦控制端的输出端接地，所述光耦被控端的输入端通过所述第四电阻连接电源，所述光耦被控端的输出端通过所述第五电阻连接所述第三电容的一端和第二npn三极管的基极，所述第三电容的另一端和第二npn三极管的发射极均接地，所述第二npn三极管的集电极连接所述继电器控制端的一端和第一二极管的正极，所述继电器控制端的另一端和所述第一二极管的负极连接，所述继电器控制端的另一端连接电源，所述继电器被控端的一端连接所述电容器组的正极或所述蓄电池的正极，所述继电器被控端的另一端通过所述滤波电路连接所述pmos管的漏极。
11.在一些实施例中，所述起重机势能回收电路还包括电容检测电路，当所述主控单元通过所述电容检测电路检测到电容器组未充满电时，所述主控单元通过充电控制电路控制电容器组充电，当所述主控单元通过所述电容检测电路检测到电容器组充满电时，所述主控单元通过充电控制电路控制电容器组停止充电，所述电容检测电路包括第二运算放大器、第三运算放大器、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻和第十一电阻，所述第二运算放大器的同相输入端通过所述第六电阻连接所述电容器组的正极，所述第二运算放大器的反相输入端通过所述第七电阻接地，所述第二运算放大器的反相输入端通过所述第八电阻连接所述第二运算放大器的输出端，所述第二运算放大器的输出端通过所述第九电阻连接所述第十电阻的一端、所述主控单元和所述第三运算放大器的同相输入端，所述第十电阻的另一端接地，所述第三运算放大器的反相输入端连接所述第三运算放大器的输出端，所述第三运算放大器的输出端通过所述第十一电阻连接所述第二运算放大器的同相输入端。
12.在一些实施例中，所述电容检测电路还包括第二二极管和第三二极管，所述第二二极管的正极连接所述第三二极管的负极、所述第十电阻的一端、所述主控单元和所述第三运算放大器的同相输入端，所述第二二极管的负极连接电源，所述第三二极管的正极接地。
13.在一些实施例中，所述起重机势能回收电路还包括电池检测电路，当所述主控单元通过所述电池检测电路检测到蓄电池未充满电时，所述主控单元通过充电控制电路控制蓄电池充电，当所述主控单元通过当所述电池检测电路检测到蓄电池充满电时，所述主控单元通过充电控制电路控制蓄电池停止充电，所述电池检测电路包括稳压二极管、第四运算放大器、第二pnp三极管、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻和第十八电阻，所述第四运算放大器的反相输入端通过所述第十二电阻连接所述第十三电阻的一端和所述稳压二极管的正极，所述稳压二极管的负极连接所述蓄电池的正极，所述第十三电阻的另一端接地，所述第四运算放大器的同相输入端连接所述第十四电阻的一端和所述第十五电阻的一端，所述第十四电阻的另一端连接所述蓄电池的正极，所述第十五电阻的另一端接地，所述第四运算放大器的输出端连接所述第十六电阻的一端和所述第十七电阻的一端，所述第十六电阻的另一端连接所述蓄电池的正极，所述第十七电阻的另一端连接所述第二pnp三极管的基极，所述第二pnp三极管的发射极通过所述第十八电阻连接所述蓄电池的正极，所述第二pnp三极管的集电极接地，所述第二pnp三极管的发射极连接所述主控单元。
14.本发明实施例的一方面提供了一种起重机势能回收系统，所述起重机势能回收系统包括如上所述的起重机势能回收电路。
15.根据本发明实施例的一种起重机势能回收电路及系统，至少具有如下有益效果：起重机在货载下降时，具有极大的势能，将这部分能量进行合理回收利用，能够达到节能的目的。相比传统的势能回收系统而言，本技术在势能回收的过程中，恒流检测电路配合主控单元和充电控制电路，在直流转换器输出的电信号在预设阈值内时，将直流转换器输出的电能传输至储能模块，在直流转换器输出的电信号不在预设阈值内时，停止将直流转换器输出的电能传输至储能模块，保持电容器组和蓄电池的充电电流恒定在预设阈值内不变，从而提高了电容器组和蓄电池的使用寿命。电容检测电路和电池检测电路配合主控单元和充电控制电路，在蓄电池和电容器组未充满电时将直流转换器的输出电能传输至蓄电池和电容器组，在蓄电池和电容器组充满电时停止将直流转换器的输出电能传输至蓄电池和电容器组，起到充电保护作用，提高蓄电池和电容器组的使用寿命。
16.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为根据实施例的起重机势能回收电路的原理框图；
19.图2为根据实施例的恒流检测电路原理图；
20.图3为根据实施例的充电控制电路原理图；
21.图4为根据实施例的电容检测电路原理图；
22.图5为根据实施例的电池检测电路原理图。
23.附图标记说明如下：1、发电机；2、抬升电机；3、蓄电池；4、电容器组；5、逆变器；6、直流转换器；7、恒流检测电路；8、充电控制电路。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
26.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连通”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
27.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本公开的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
28.下面对本技术实施例的技术方案进行简单阐述：
29.根据一些实施例，如图1所示，本技术提供了一种起重机势能回收电路，所述起重机势能回收电路包括：
30.发电机1，所述起重机在载货下降时将重力势能转换为下降的动能，并带动所述发电机1转动，所述发电机1将转动的动能转换为电能输出；
31.电源模块，所述电源模块的输入端连接所述发电机1的电能输出端；
32.储能模块，所述电源模块的输出端与所述储能模块的输入端连接，所述电源模块将所述发电机1输出的电能调整至适合所述储能模块的电压电流后输出给储能模块，所述储能模块存储所述电源模块输出的电能，所述储能模块连接所述起重机的抬升电机2，以用于在起重机抬升时，所述储能模块将存储的电能提供给所述起重机的抬升电机2。
33.基于上述实施例，起重机在货载下降时，具有极大的势能。将这部分能量进行合理回收利用，能够达到节能的目的。
34.起重机在货载下降时，货载下降重力促使液压油回落，液压马达正转，带动发电机
1产生电能，电能通过电源模块调整至适合储能模块的电压电流后输出给储能模块。在起重机抬升时，通过回收利用的重力势能产生的电能带动抬升电机2，以达到节约电能的效果。
35.以下结合本说明书的附图1至图5，对本公开的较佳实施方式予以进一步地详尽阐述。
36.根据一些实施例，如图1所示，所述储能模块包括蓄电池3和电容器组4，所述蓄电池3和电容器组4的输入端均连接所述电源模块的输出端，所述蓄电池3和电容器组4的输出端均连接所述抬升电机2。
37.其中，图1中的电容器组4为图2中的电容器组c10。
38.基于上述实施例，在一些实施例中，当电容器组4中没有电量时，先为电容器组4充电，当电容器组4中的电量充满时，开始为蓄电池3充电。抬升电机2工作时，蓄电池3和电容器组4同时向抬升电机2提供电源，电容器组4可以为蓄电池3稳定工作电流和电压，防止在工作时产生电压波动，提高了工作的稳定性。
39.根据一些实施例，如图1所示，所述起重机势能回收电路还包括逆变器5，所述蓄电池3和电容器组4的输出端均连接所述逆变器5的输入端，所述逆变器5的输出端连接所述抬升电机2。
40.基于上述实施例，发电机1将动能转换为电能后输出至电源模块，电源模块将发电机1输出的电能调整至适合蓄电池3和电容器组4的直流电源后输出给蓄电池3和电容器组4充电。在一些实施例中，抬升电机2采用交流电机，蓄电池3和电容器组4输出的直流电源通过逆变器5转换为交流电源后输出给抬升电机2。
41.根据一些实施例，如图1所示，所述电源模块包括直流转换器6和恒流检测电路7，所述起重机势能回收电路还包括主控单元和充电控制电路8，所述直流转换器6的输入端连接所述发电机1的电能输出端，所述直流转换器6的输出端连接所述恒流检测电路7的输入端，所述恒流检测电路7的输出端通过所述充电控制电路8连接所述储能模块的输入端，所述充电控制电路8和所述恒流检测电路7均连接所述主控单元，所述直流转换器6用于将所述发电机1输出的电能调整至适合所述储能模块的电压电流，所述主控单元通过所述恒流检测电路7检测所述直流转换器6输出的电信号，当所述直流转换器6输出的电信号在预设阈值内时，所述主控单元通过所述充电控制电路8控制所述直流转换器6输出的电能传输至所述储能模块，当所述直流转换器6输出的电信号不在预设阈值内时，所述主控单元通过所述充电控制电路8控制所述直流转换器6输出的电能停止传输至所述储能模块，以实现恒流充电。
42.其中，预设阈值可以根据实际需求设定，设置预设阈值是为了使充电电压和电流稳定在预设阈值内，防止充电电流和电压过高或过低，本设计使得蓄电池3和电容器组4充电更稳定，从而提高了电容器组4和蓄电池3的使用寿命。
43.进一步的，如图2所示，所述恒流检测电路7包括pmos管pm、第一npn三极管q11、第一pnp三极管21、第一运算放大器u1、第一充电开关k1、第二充电开关k2、逆变器供电开关k3、滤波电路、第一分压电路、第二分压电路、第一电阻r1、第二电阻r2、第一电容c1和第二电容c2，所述pmos管pm的源极连接所述直流转换器6的输出端，所述pmos管pm的漏极通过所述滤波电路连接所述第一分压电路的输入端、第一充电开关k1的一端、第二充电开关k2的一端和逆变器供电开关k3的一端，所述第一分压电路的输出端通过所述第二电阻r2连接所
述第一运算放大器u1的反相输入端，所述第一充电开关k1的另一端连接所述电容器组4的正极，所述第二充电开关k2的另一端连接所述蓄电池3的正极，所述逆变器供电开关k3的另一端连接所述逆变器5的输入端，所述pmos管pm的栅极通过第一电阻r1连接所述第一npn三极管q11的集电极和第一pnp三极管q21的集电极，所述第一pnp三极管q21的发射极连接电源，所述第一npn三极管q11的发射极接地，所述第一npn三极管q11的基极和第一pnp三极管q21的基极均连接所述第一运算放大器u1的输出端，所述第二分压电路的输入端连接电源，所述第二分压电路的输出端连接所述第一运算放大器u1的同相输入端，所述第一电容c1的一端连接所述第一运算放大器u1的同相输入端，所述第二电容c2的一端连接所述第一运算放大器u1的反相输入端，所述第一电容c1的另一端、所述第二电容c2的另一端、所述电容器组4的负极和所述蓄电池3的负极均接地。
44.其中，滤波电路包括电感l、第四二极管d4和第四电容c4，电感l的一端连接第四二极管d4的负极和pmos管pm的漏极，电感l的另一端连接第四电容c4的一端、第一分压电路的输入端、第一充电开关k1的一端、第二充电开关k2的一端和逆变器供电开关k3的一端，第四二极管d4的正极和第四电容c4的另一端均接地。
45.第一分压电路包括第十九电阻r19和第二十电阻r20，第十九电阻r19的一端连接第四电容c4的一端、电感l的另一端、第一充电开关k1的一端、第二充电开关k2的一端和逆变器供电开关k3的一端，第十九电阻r19的另一端通过第二电阻r2连接第一运算放大器u1的反相输入端，第十九电阻r19的另一端通过第二十电阻r20接地。
46.第二分压电路包括第二十一电阻r21和第二十二电阻r22，第二十一电阻r21的一端连接电源，第二十一电阻r21的另一端连接第一运算放大器u1的同相输入端，第二十一电阻r21的另一端通过第二十二电阻r22接地。
47.基于上述实施例，工作原理为：起重机在货载下降时，发电机1产生电能传输给直流转换器6，直流转换器6输出电源vin至pmos管pm的源极，主控单元控制逆变器供电开关k3断开，因为此时起重机货载下降，不需要抬升电机2工作。第一运算放大器u1的反相输入端通过第二电阻r2采集第一分压电路的采样电压信号，第一运算放大器u1的同相输入端通过第二分压电路获取参考电压信号。
48.当参考电压信号大于采样电压信号时，第一运算放大器u1的输出端输出高电平，第一npn三极管q11导通，第一pnp三极管q21关断，pmos管pm的栅极通过第一电阻r1接收到低电平，pmos管pm导通。主控单元控制第一充电开关k1和第二充电开关k2闭合，电容器组4和蓄电池3充电。在一些实施例中，当电容器组4中没有充满电时，第一充电开关k1闭合，第二充电开关k2断开，先为电容器组4充电，当电容器组4中的电量充满时，第一充电开关k1断开，第二充电开关k2闭合，开始为蓄电池3充电。
49.当参考电压信号小于采样电压信号时，第一运算放大器u1的输出端输出低电平，第一npn三极管q11关断，第一pnp三极管q21导通，pmos管pm的栅极通过第一电阻r1接收到高电平，pmos管pm关断，这时电感l中所存储的磁能将转为电能为电容器组4充电，由于电感l中转换的电能有限，因此充电电流会慢慢变小，采样电压信号也会随着变小。当参考电压信号再次大于采样电压信号时，第一运算放大器u1的输出端输出高电平，第一npn三极管q11导通，第一pnp三极管q21关断，pmos管pm的栅极通过第一电阻r1接收到低电平，pmos管pm导通。依次循环，形成电流滞环控制，从而实现恒流恒压充电，防止高压对电容器组4和蓄
电池3造成损害，提高了电容器组4和蓄电池3的使用寿命。
50.因此，相比传统的势能回收系统而言，本技术在势能回收的过程中，保持电容器组4和蓄电池3的充电电流电压恒定在预设阈值内不变，从而提高了电容器组4和蓄电池3的使用寿命。
51.根据一些实施例，所述第一充电开关k1和第二充电开关k2分别采用两个相同的充电控制电路8进行控制，在所述充电控制电路8中，所述第一充电开关k1和第二充电开关k2均采用继电器k，如图3所示，所述充电控制电路8包括继电器k、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第三电容c3、光耦u2、第一二极管d1和第二npn三极管q12，所述光耦u2控制端的输入端通过所述第三电阻r3连接所述主控单元，所述光耦u2控制端的输出端接地，所述光耦u2被控端的输入端通过所述第四电阻r4连接电源，所述光耦u2被控端的输出端通过所述第五电阻r5连接所述第三电容c3的一端和第二npn三极管q12的基极，所述第三电容c3的另一端和第二npn三极管q12的发射极均接地，所述第二npn三极管q12的集电极连接所述继电器k控制端的一端和第一二极管d1的正极，所述继电器k控制端的另一端和所述第一二极管d1的负极连接，所述继电器k控制端的另一端连接电源，所述继电器k被控端的一端连接所述电容器组4的正极或所述蓄电池3的正极，所述继电器k被控端的另一端通过所述滤波电路连接所述pmos管pm的漏极。
52.基于上述实施例，本技术中继电器k1的被控端(接触点)为常闭触点，当主控单元检测到电容器组4的电量没有充满时，主控单元输出低电平信号至光耦u2的引脚1，光耦u2关断，继电器k1的控制端(线圈端)不通电，触点保持闭合状态，当电容器组4c的电量充满时，主控单元输出高电平信号加至光耦u2的引脚1，光耦u2导通，第二npn三极管q12导通，继电器k1的控制端(线圈端)通电吸合，继电器k1的被控端(接触点)常闭触点断开，电容器组4停止充电。蓄电池3同理。
53.根据一些实施例，如图4所示，所述起重机势能回收电路还包括电容检测电路，当所述主控单元通过所述电容检测电路检测到电容器组4未充满电时，所述主控单元通过充电控制电路8控制电容器组4充电，当所述主控单元通过所述电容检测电路检测到电容器组4充满电时，所述主控单元通过充电控制电路8控制电容器组4停止充电，所述电容检测电路包括第二运算放大器u3、第三运算放大器u4、第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10和第十一电阻r11，所述第二运算放大器u3的同相输入端通过所述第六电阻r6连接所述电容器组4的正极，所述第二运算放大器u3的反相输入端通过所述第七电阻r7接地，所述第二运算放大器u3的反相输入端通过所述第八电阻r8连接所述第二运算放大器u3的输出端，所述第二运算放大器u3的输出端通过所述第九电阻r9连接所述第十电阻r10的一端、所述主控单元和所述第三运算放大器u4的同相输入端，所述第十电阻r10的另一端接地，所述第三运算放大器u4的反相输入端连接所述第三运算放大器u4的输出端，所述第三运算放大器u4的输出端通过所述第十一电阻r11连接所述第二运算放大器u3的同相输入端。
54.基于上述实施例，当电容器组4两端的电压超过第一设定值时，继电器k1的被控端触点断开，停止向电容器组4充电，避免电容器组4的电量过高，起到充电保护的作用，提高电容器组4的使用寿命。
55.电容器组4两端电压加至第二运算放大器u3的同相输入端，第二运算放大器u3构
成降压电路，将电容器组4两端电压降至主控单元所能承受的范围内，将降压后的电压信号送至主控单元，第三运算放大器u4构成跟随器，实现缓冲隔离的作用，同时提高电路的带载能力。
56.根据一些实施例，如图4所示，所述电容检测电路还包括第二二极管d2和第三二极管d3，所述第二二极管d2的正极连接所述第三二极管d3的负极、所述第十电阻r10的一端、所述主控单元和所述第三运算放大器u4的同相输入端，所述第二二极管d2的负极连接电源，所述第三二极管d3的正极接地。
57.其中，第二二极管d2和第三二极管d3构成钳位电路，防止进入主控单元的电压过高，以用于保护主控单元。
58.根据一些实施例，如图5所示，所述起重机势能回收电路还包括电池检测电路，当所述主控单元通过所述电池检测电路检测到蓄电池3未充满电时，所述主控单元通过充电控制电路8控制蓄电池3充电，当所述主控单元通过当所述电池检测电路检测到蓄电池3充满电时，所述主控单元通过充电控制电路8控制蓄电池3停止充电，所述电池检测电路包括稳压二极管d10、第四运算放大器u5、第二pnp三极管q22、第十二电阻r12、第十三电阻r13、第十四电阻r14、第十五电阻r15、第十六电阻r16、第十七电阻r17和第十八电阻r18，所述第四运算放大器u5的反相输入端通过所述第十二电阻r12连接所述第十三电阻r13的一端和所述稳压二极管d10的正极，所述稳压二极管d10的负极连接所述蓄电池3的正极，所述第十三电阻r13的另一端接地，所述第四运算放大器u5的同相输入端连接所述第十四电阻r14的一端和所述第十五电阻r15的一端，所述第十四电阻r14的另一端连接所述蓄电池3的正极，所述第十五电阻r15的另一端接地，所述第四运算放大器u5的输出端连接所述第十六电阻r16的一端和所述第十七电阻r17的一端，所述第十六电阻r16的另一端连接所述蓄电池3的正极，所述第十七电阻r17的另一端连接所述第二pnp三极管q22的基极，所述第二pnp三极管q22的发射极通过所述第十八电阻r18连接所述蓄电池3的正极，所述第二pnp三极管q22的集电极接地，所述第二pnp三极管q22的发射极连接所述主控单元。
59.基于上述实施例，当主控单元检测到蓄电池3中的电量快用完时，主控单元控制逆变器供电开关k3断开，防止蓄电池3过放，蓄电池3长期过放同样会影响蓄电池3寿命。
60.蓄电池3电压经稳压管d10后加至第四运算放大器u5的反相输入端，蓄电池3电压经第十四电阻r14后加至第四运算放大器u5的同相输入端，第四运算放大器u5构成比较电路，根据比较结果，第四运算放大器u5的输出端分别输出高电平和低电平。第四运算放大器u5输出低电平时，第二pnp三极管q22导通，第二pnp三极管q22的开度根据低电平信号值决定，主控单元检测第二pnp三极管q22的发射极的电信号变化；第四运算放大器u5输出高电平信号时，第二pnp三极管q22截止，第二pnp三极管q22的发射极输出高电平信号至主控单元。主控单元根据第二pnp三极管q22发射极的电信号判断蓄电池3的状态，蓄电池3的状态包括未充满电量状态、充满电量状态以及电量过放状态。未充满电量状态和电量过放状态时，主控单元均控制蓄电池3充电；充满电量状态时，主控单元控制蓄电池3停止充电；电量过放状态时，如果这个时候桥式起重机在货载上升时，主控单元控制第二充电开关k2断开，蓄电池3停止放电，从而对蓄电池3起到保护作用，如果这个时候桥式起重机在货载下降时，主控单元控制第二充电开关k2闭合，蓄电池3充电。
61.起重机在刚上升时刻，电容器组4可以提供瞬间高电流，经逆变器5后转为高压交
流电信号为抬升电机2提供电能，保证抬升电机2在启动瞬间有足够的动力，2秒后，抬升电机2可以控制起升机构进入匀速起升阶段，这时蓄电池3为抬升电机2供电。这时如果电容器组4的电量过低，蓄电池3可同时为蓄电池3组充电。当起重机到达下一次货载下降时，重复上述充电过程。
62.根据一些实施例，一种起重机势能回收系统，所述起重机势能回收系统包括如上所述的起重机势能回收电路。
63.在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
64.虽然已参照几个典型实施方式描述了本公开，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本公开能够以多种形式具体实施而不脱离本技术的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

技术特征：
1.一种起重机势能回收电路，其特征在于，所述起重机势能回收电路包括：发电机，所述起重机在载货下降时将重力势能转换为下降的动能，并带动所述发电机转动，所述发电机将转动的动能转换为电能输出；电源模块，所述电源模块的输入端连接所述发电机的电能输出端；储能模块，所述电源模块的输出端与所述储能模块的输入端连接，所述电源模块将所述发电机输出的电能调整至适合所述储能模块的电压电流后输出给储能模块，所述储能模块存储所述电源模块输出的电能，所述储能模块连接所述起重机的抬升电机，以用于在起重机抬升时，所述储能模块将存储的电能提供给所述起重机的抬升电机。2.根据权利要求1所述的起重机势能回收电路，其特征在于，所述储能模块包括蓄电池和电容器组，所述蓄电池和电容器组的输入端均连接所述电源模块的输出端，所述蓄电池和电容器组的输出端均连接所述抬升电机。3.根据权利要求2所述的起重机势能回收电路，其特征在于，所述起重机势能回收电路还包括逆变器，所述蓄电池和电容器组的输出端均连接所述逆变器的输入端，所述逆变器的输出端连接所述抬升电机。4.根据权利要求3所述的起重机势能回收电路，其特征在于，所述电源模块包括直流转换器和恒流检测电路，所述起重机势能回收电路还包括主控单元和充电控制电路，所述直流转换器的输入端连接所述发电机的电能输出端，所述直流转换器的输出端连接所述恒流检测电路的输入端，所述恒流检测电路的输出端通过所述充电控制电路连接所述储能模块的输入端，所述充电控制电路和所述恒流检测电路均连接所述主控单元，所述直流转换器用于将所述发电机输出的电能调整至适合所述储能模块的电压电流，所述主控单元通过所述恒流检测电路检测所述直流转换器输出的电信号，当所述直流转换器输出的电信号在预设阈值内时，所述主控单元通过所述充电控制电路控制所述直流转换器输出的电能传输至所述储能模块，当所述直流转换器输出的电信号不在预设阈值内时，所述主控单元通过所述充电控制电路控制所述直流转换器输出的电能停止传输至所述储能模块，以实现恒流充电。5.根据权利要求4所述的起重机势能回收电路，其特征在于，所述恒流检测电路包括pmos管、第一npn三极管、第一pnp三极管、第一运算放大器、第一充电开关、第二充电开关、逆变器供电开关、滤波电路、第一分压电路、第二分压电路、第一电阻、第二电阻、第一电容和第二电容，所述pmos管的源极连接所述直流转换器的输出端，所述pmos管的漏极通过所述滤波电路连接所述第一分压电路的输入端、第一充电开关的一端、第二充电开关的一端和逆变器供电开关的一端，所述第一分压电路的输出端通过所述第二电阻连接所述第一运算放大器的反相输入端，所述第一充电开关的另一端连接所述电容器组的正极，所述第二充电开关的另一端连接所述蓄电池的正极，所述逆变器供电开关的另一端连接所述逆变器的输入端，所述pmos管的栅极通过第一电阻连接所述第一npn三极管的集电极和第一pnp三极管的集电极，所述第一pnp三极管的发射极连接电源，所述第一npn三极管的发射极接地，所述第一npn三极管的基极和第一pnp三极管的基极均连接所述第一运算放大器的输出端，所述第二分压电路的输入端连接电源，所述第二分压电路的输出端连接所述第一运算放大器的同相输入端，所述第一电容的一端连接所述第一运算放大器的同相输入端，所述第二电容的一端连接所述第一运算放大器的反相输入端，所述第一电容的另一端、所述第二电
容的另一端、所述电容器组的负极和所述蓄电池的负极均接地。6.根据权利要求5所述的起重机势能回收电路，其特征在于，所述第一充电开关和第二充电开关分别采用两个相同的充电控制电路进行控制，在所述充电控制电路中，所述第一充电开关和第二充电开关均采用继电器，所述充电控制电路包括继电器、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第三电容、光耦、第一二极管和第二npn三极管，所述光耦控制端的输入端通过所述第三电阻连接所述主控单元，所述光耦控制端的输出端接地，所述光耦被控端的输入端通过所述第四电阻连接电源，所述光耦被控端的输出端通过所述第五电阻连接所述第三电容的一端和第二npn三极管的基极，所述第三电容的另一端和第二npn三极管的发射极均接地，所述第二npn三极管的集电极连接所述继电器控制端的一端和第一二极管的正极，所述继电器控制端的另一端和所述第一二极管的负极连接，所述继电器控制端的另一端连接电源，所述继电器被控端的一端连接所述电容器组的正极或所述蓄电池的正极，所述继电器被控端的另一端通过所述滤波电路连接所述pmos管的漏极。7.根据权利要求6所述的起重机势能回收电路，其特征在于，所述起重机势能回收电路还包括电容检测电路，当所述主控单元通过所述电容检测电路检测到电容器组未充满电时，所述主控单元通过充电控制电路控制电容器组充电，当所述主控单元通过所述电容检测电路检测到电容器组充满电时，所述主控单元通过充电控制电路控制电容器组停止充电，所述电容检测电路包括第二运算放大器、第三运算放大器、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻和第十一电阻，所述第二运算放大器的同相输入端通过所述第六电阻连接所述电容器组的正极，所述第二运算放大器的反相输入端通过所述第七电阻接地，所述第二运算放大器的反相输入端通过所述第八电阻连接所述第二运算放大器的输出端，所述第二运算放大器的输出端通过所述第九电阻连接所述第十电阻的一端、所述主控单元和所述第三运算放大器的同相输入端，所述第十电阻的另一端接地，所述第三运算放大器的反相输入端连接所述第三运算放大器的输出端，所述第三运算放大器的输出端通过所述第十一电阻连接所述第二运算放大器的同相输入端。8.根据权利要求7所述的起重机势能回收电路，其特征在于，所述电容检测电路还包括第二二极管和第三二极管，所述第二二极管的正极连接所述第三二极管的负极、所述第十电阻的一端、所述主控单元和所述第三运算放大器的同相输入端，所述第二二极管的负极连接电源，所述第三二极管的正极接地。9.根据权利要求8所述的起重机势能回收电路，其特征在于，所述起重机势能回收电路还包括电池检测电路，当所述主控单元通过所述电池检测电路检测到蓄电池未充满电时，所述主控单元通过充电控制电路控制蓄电池充电，当所述主控单元通过当所述电池检测电路检测到蓄电池充满电时，所述主控单元通过充电控制电路控制蓄电池停止充电，所述电池检测电路包括稳压二极管、第四运算放大器、第二pnp三极管、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻和第十八电阻，所述第四运算放大器的反相输入端通过所述第十二电阻连接所述第十三电阻的一端和所述稳压二极管的正极，所述稳压二极管的负极连接所述蓄电池的正极，所述第十三电阻的另一端接地，所述第四运算放大器的同相输入端连接所述第十四电阻的一端和所述第十五电阻的一端，所述第十四电阻的另一端连接所述蓄电池的正极，所述第十五电阻的另一端接地，所述第四运算放大器的输出端连接所述第十六电阻的一端和所述第十七电阻的一端，所述第十六电阻的另一
端连接所述蓄电池的正极，所述第十七电阻的另一端连接所述第二pnp三极管的基极，所述第二pnp三极管的发射极通过所述第十八电阻连接所述蓄电池的正极，所述第二pnp三极管的集电极接地，所述第二pnp三极管的发射极连接所述主控单元。10.一种起重机势能回收系统，其特征在于，所述起重机势能回收系统包括如权利要求1至9任一项所述的起重机势能回收电路。

技术总结
本发明公开了一种起重机势能回收电路及系统，涉及起重机技术领域，起重机势能回收电路包括：发电机，起重机在载货下降时将重力势能转换为下降的动能，并带动发电机转动，发电机将转动的动能转换为电能输出；电源模块，电源模块的输入端连接发电机的电能输出端；储能模块，电源模块的输出端与储能模块的输入端连接，电源模块将发电机输出的电能调整至适合储能模块的电压电流后输出给储能模块，储能模块存储电源模块输出的电能，储能模块连接起重机的抬升电机，以用于在起重机抬升时，储能模块将存储的电能提供给起重机的抬升电机。本申请将起重机的重力势能转换为电能回收，在需要时输出，以达到节约电能的效果。以达到节约电能的效果。以达到节约电能的效果。


技术研发人员：李晨光 王东亮 胡林 张小辉 刘珍童
受保护的技术使用者：北京首钢股份有限公司
技术研发日：2023.05.13
技术公布日：2023/9/14