劉世鋒/LIU Shi-feng

（廣東火電工程總公司，廣東 廣州 510735）

1 問題描述與分析

我公司馬尼托瓦克2250（以下簡稱M2250）為美國進(jìn)口的額定起重量為272t的電控全液壓履帶式起重機(jī)。由于壽命問題，M2250發(fā)電機(jī)使用大約8年左右出現(xiàn)故障損壞而無法修復(fù)。原車電控系統(tǒng)有別于其它廠家履帶起重機(jī)，它由24V的起動馬達(dá)完成發(fā)動機(jī)起動后，主要的操作系統(tǒng)則由12V電源供電。因此，原裝發(fā)電機(jī)有12V、24V兩種輸出電壓，分別與蓄電池組的12V、24V電位點(diǎn)連接（圖1）。

圖1 原車發(fā)電系統(tǒng)原理圖

經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，購買原裝發(fā)電機(jī)不但成本高，而且供貨周期長，影響工程進(jìn)度；而國產(chǎn)發(fā)電機(jī)甚至常用的進(jìn)口發(fā)電機(jī)往往只有12V或24V的單電壓輸出，沒有雙電壓輸出，在滿足發(fā)動機(jī)起動和操作控制上又顧此失彼。

我們參考國外一些發(fā)動機(jī)12V運(yùn)行、24V起動的方式（發(fā)電機(jī)輸出電壓為12V），使用直流接觸器，通過其觸點(diǎn)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)蓄電池的串、并聯(lián)的轉(zhuǎn)換，為發(fā)動機(jī)的起動和運(yùn)行提供合適的電壓供給（圖2）。但是由于直流接觸器觸點(diǎn)的容量小，容易因?yàn)橛|點(diǎn)燒結(jié)而導(dǎo)致蓄電池短路等問題，可靠性低，故放棄這種改造方式。

圖2 12V發(fā)動機(jī)啟動運(yùn)行電源轉(zhuǎn)換裝置

2 發(fā)電系統(tǒng)改造

經(jīng)過以上分析，我們決定在12V發(fā)電機(jī)的基礎(chǔ)上對M2250發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，使其擁有與原裝發(fā)電機(jī)一樣的功能——可以12V、24V雙電壓輸出。

要完成此改造，首先，選用的發(fā)電機(jī)的安裝尺寸（包括皮帶輪形式）必須與原裝發(fā)電機(jī)基本一致。其次，我們采用12V的國產(chǎn)發(fā)電機(jī)，以滿足該吊車操作控制上的主要電能消耗，同時(shí)也降低改造成本。最后是如何獲取24V的電壓為蓄電池組24V電位點(diǎn)供電。

為了簡化該系統(tǒng)，我們在發(fā)電機(jī)三相繞組中取其中的兩相，將其12V等級的交流電壓經(jīng)單相變壓器升壓后，再經(jīng)橋堆進(jìn)行整流，然后供電給蓄電池組24V電位點(diǎn)。為了提高對蓄電池組的供電電壓，較好地進(jìn)行充電，我們在橋堆輸出端并聯(lián)1個(gè)耐壓值為30V的電容，根據(jù)計(jì)算，其輸出電壓可以提升至28V左右。

經(jīng)過測量，發(fā)電機(jī)24V端的輸出電流，在反復(fù)起動發(fā)動機(jī)蓄電池虧電的情況下在6A左右，在蓄電池組電量比較充足的情況下充電電流約為1A，考慮發(fā)動機(jī)每天起動的次數(shù)有限，由改造而對發(fā)電機(jī)三相輸出產(chǎn)生的不平衡可基本忽略。據(jù)此，我們選用功率為250W的12V/24V的單相交流變壓器，整流器件則選用MDQ100A單相整流橋模塊。改造后發(fā)電系統(tǒng)供電線路示意圖如圖3。

3 結(jié) 語

目前，馬尼托瓦克M2250和其上一代機(jī)型M250在國內(nèi)有30多臺的保有量。本次發(fā)電系統(tǒng)改造，通過花較少的成本（約2000元）實(shí)現(xiàn)對價(jià)值過萬元的原裝發(fā)電機(jī)的替代，可以作為類似機(jī)型進(jìn)行相關(guān)檢修時(shí)的一種參考，具有一定的推廣價(jià)值。

圖3 改造后的發(fā)電系統(tǒng)

該改造完成以來，經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)，使用狀況良好，達(dá)到了預(yù)期。