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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(jī)，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(jī)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(yùn)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(jī)構(gòu)由起升、大車、小車、俯仰機(jī)構(gòu)等組成，各機(jī)構(gòu)均采用交流變頻方式驅(qū)動。
    起升機(jī)構(gòu)和大車機(jī)構(gòu)共用兩個CHA100系列800KW逆變器，小車機(jī)構(gòu)和俯仰機(jī)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?fù)淙鐖D3所示。

                                    圖2 主電氣系統(tǒng)

                   
                                  圖3 整流與逆變控制拓?fù)?br />     
    進(jìn)線電源經(jīng)過兩臺CHA100系列800KW的PWM整流器為四個機(jī)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(jī)構(gòu)的逆變器均掛在直流母線上，可以實現(xiàn)機(jī)構(gòu)與機(jī)構(gòu)之間的能量循環(huán)，也可以將機(jī)構(gòu)的能量回饋至電網(wǎng)。
      
    起升機(jī)構(gòu)和大車機(jī)構(gòu)采用“先到先服務(wù)”原則，在一個機(jī)構(gòu)速度完全為零的時候，才允許切換到另一個機(jī)構(gòu)。小車和俯仰采用“先到先服務(wù)”原則，在一個機(jī)構(gòu)速度完全為零的時候，才允許切換到另一個機(jī)構(gòu)。
   
    起升機(jī)構(gòu)由兩臺交流電機(jī)驅(qū)動，兩臺電機(jī)之間采用硬連接共同驅(qū)動卷揚(yáng)機(jī)，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(jī)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(jī)構(gòu)由多臺交流電機(jī)驅(qū)動，由1#與2#逆變器并機(jī)成1600KW的逆變器驅(qū)動，并機(jī)后控制模式采用V/F模式，上位機(jī)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(jī)模式。
   
    小車機(jī)構(gòu)由一臺交流電動機(jī)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(jī)PLC通過通訊控制該臺逆變器。

    俯仰機(jī)構(gòu)由一臺交流電動機(jī)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(jī)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(jī)模式根據(jù)各機(jī)構(gòu)之間的邏輯關(guān)系由上位機(jī)PLC控制實現(xiàn)全自動切換；K1～K6接觸器用于控制各機(jī)構(gòu)之間的主電源切換，PLC根據(jù)各機(jī)構(gòu)之間的邏輯關(guān)系控制K1～K6接觸器，完成各機(jī)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(jī)構(gòu)的逆變器如圖5所示。


                       
                                         圖4 PWM整流器

                  
                                        圖5 各機(jī)構(gòu)逆變器

    岸橋工作時，由于采用CHA100四象限變頻器，各機(jī)構(gòu)電機(jī)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(jī)構(gòu)聯(lián)動時，聯(lián)動機(jī)構(gòu)之間的能量也可以進(jìn)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(biāo)，也達(dá)到了港口機(jī)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(yùn)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(jī)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。

參考文獻(xiàn)：

[1]張登山，李華德.三電平雙PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)研究.電氣傳動，2003(4)

[2]李方圓，變頻器行業(yè)應(yīng)用實踐. 北京:中國電力出版社，2006

[3]張崇巍，張興.PWM整流器及其控制，北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2003

[4]《CHA100系列四象限矢量變頻器說明書》   深圳英威騰電氣股份有限公司

關(guān)于英威騰：
 
    英威騰，成立于2002年，致力于成為全球領(lǐng)先、受人尊敬的電氣傳動、工業(yè)控制、新能源領(lǐng)域產(chǎn)品與服務(wù)供應(yīng)商，2010年在深交所A股上市。英威騰是國家火炬計劃重點高新技術(shù)企業(yè)，總部員工1100多人，國內(nèi)、外辦事處30余個，控股子公司9家，業(yè)務(wù)涉及電氣傳動、工業(yè)自動化、新能源、軌道交通牽引、礦用防爆、能源管理、樓宇智能等領(lǐng)域。在基礎(chǔ)業(yè)務(wù)變頻器領(lǐng)域，英威騰占據(jù)國內(nèi)領(lǐng)先地位，擁有覆蓋高、中、低壓通用及各行業(yè)專用豐富的產(chǎn)品系列，產(chǎn)品在市政、塑膠、油田、化工、冶金、紡織、機(jī)床、礦山等行業(yè)廣泛應(yīng)用，產(chǎn)品銷售遍布全球60多個國家和地區(qū)。
    
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