技術(shù)頻道

      英威騰CHA100四象限變頻器在港機上的應(yīng)用

        摘 要:隨著港口自動化水平的提高,交流變頻調(diào)速技術(shù)在門機中的應(yīng)用非常普遍。本文著重以英威騰CHA100四象限變頻器在某港口港機項目上的成功應(yīng)用。

        關(guān)鍵詞:變頻調(diào)速 CHA100 岸橋

        一、引言

        岸橋是港口碼頭前沿裝卸大型散雜貨的通用港口裝卸起重機,在各大海港、內(nèi)河碼頭都廣泛使用。隨著港口自動化水平的提高,交流變頻調(diào)速技術(shù)在門機中的應(yīng)用非常普遍,如圖1所示為國內(nèi)某港口岸橋。

        圖1 港口岸橋

        岸橋具有大慣性、四象限、速度快的運行特點,既要滿足頻繁的起停、制動,顯著的振動與沖擊,又要保證恒轉(zhuǎn)矩平滑調(diào)速,弱磁高速時的滿功率輸出,并且在低頻、基頻與高頻都必須具有足夠的過載倍數(shù)等要求。此外,岸橋涉及到安全方面的問題,對變頻器的可靠性與穩(wěn)定性也有著非常高的要求。

        本文以港口岸橋為例,說明了英威騰CHA100四象限變頻器在岸橋中的應(yīng)用特點。

        二、港口岸橋電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點

        岸橋主要傳動機構(gòu)由起升、大車、小車、俯仰機構(gòu)等組成,各機構(gòu)均采用交流變頻方式驅(qū)動。

        起升機構(gòu)和大車機構(gòu)共用兩個CHA100系列800KW逆變器,小車機構(gòu)和俯仰機構(gòu)共用一個CHA100系列400KW逆變器。變頻方式為交-直-交變頻,主電氣系統(tǒng)如圖2所示,控制拓撲如圖3所示。

        圖2 主電氣系統(tǒng)

        圖3 整流與逆變控制拓撲

        進線電源經(jīng)過兩臺CHA100系列800KW的PWM整流器為四個機構(gòu)的逆變器提供直流母線電源,1#與2#PWM整流器采用主從控制,PWM整流器之間通過光纖通訊,四個機構(gòu)的逆變器均掛在直流母線上,可以實現(xiàn)機構(gòu)與機構(gòu)之間的能量循環(huán),也可以將機構(gòu)的能量回饋至電網(wǎng)。

        起升機構(gòu)和大車機構(gòu)采用“先到先服務(wù)”原則,在一個機構(gòu)速度完全為零的時候,才允許切換到另一個機構(gòu)。小車和俯仰采用“先到先服務(wù)”原則,在一個機構(gòu)速度完全為零的時候,才允許切換到另一個機構(gòu)。

        起升機構(gòu)由兩臺交流電機驅(qū)動,兩臺電機之間采用硬連接共同驅(qū)動卷揚機,分別由1#與2#逆變器驅(qū)動,兩臺逆變器均采用矢量閉環(huán)模式,參與位置控制和速度反饋的增量編碼器的數(shù)值送給變頻器,上位機PLC通過通訊控制1#逆變器,2#逆變器由1#逆變器控制,1#與2#變頻器為主-從關(guān)系,采用功率均衡模式控制。

        大車機構(gòu)由多臺交流電機驅(qū)動,由1#與2#逆變器并機成1600KW的逆變器驅(qū)動,并機后控制模式采用V/F模式,上位機PLC通過通訊控制1#逆變器,1#與2#變頻器為主-從關(guān)系,采用并機模式。

        小車機構(gòu)由一臺交流電動機驅(qū)動,由400KW逆變器驅(qū)動,采用矢量閉環(huán)控制模式,參與位置控制和速度反饋的增量編碼器的數(shù)值送給變頻器,上位機PLC通過通訊控制該臺逆變器。

        俯仰機構(gòu)由一臺交流電動機驅(qū)動,由400KW逆變器驅(qū)動,采用矢量閉環(huán)控制模式,參與位置控制和速度反饋的增量編碼器的數(shù)值送給變頻器,上位機PLC通過通訊控制該臺逆變器。

        1#與2#逆變單元之間的功率均衡模式與并機模式根據(jù)各機構(gòu)之間的邏輯關(guān)系由上位機PLC控制實現(xiàn)全自動切換;K1~K6接觸器用于控制各機構(gòu)之間的主電源切換,PLC根據(jù)各機構(gòu)之間的邏輯關(guān)系控制K1~K6接觸器,完成各機構(gòu)之間的自動切換。

        三、現(xiàn)場情況

        現(xiàn)場中PWM整流器如圖4所示,各傳動機構(gòu)的逆變器如圖5所示。

        岸橋工作時,由于采用CHA100四象限變頻器,各機構(gòu)電機減速時的能量可以回饋至電網(wǎng),此外還降低了整套變頻器對電網(wǎng)的污染;各逆變器之間采用共直流母線方案,在機構(gòu)聯(lián)動時,聯(lián)動機構(gòu)之間的能量也可以進行循環(huán),不僅節(jié)省了電能,而且可以縮減各逆變器的加減速時間,提高了港口的生產(chǎn)效率。

        四、結(jié)束語

        英威騰CHA100四象限變頻器采用公共直流母線結(jié)構(gòu)、高性能矢量控制技術(shù)、PWM整流及能量回饋技術(shù),不僅滿足了岸橋的各項高性能參數(shù)指標,也達到了港口機械的安全可靠及作業(yè)繁忙的要求。經(jīng)過在該港口岸橋兩年多的正常運行,證明了英威騰CHA100四象限產(chǎn)品在性能、穩(wěn)定行、可靠性方面都完全能滿足大型港機的要求,在港口裝卸、船舶制造等多種行業(yè)的起重設(shè)備上將有廣泛的應(yīng)用前景。

      文章版權(quán)歸西部工控xbgk所有,未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載。

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