關(guān)鍵詞：變頻調速  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、內河碼頭都廣泛使用。隨著(zhù)港口自動(dòng)化水平的提高，交流變頻調速技術(shù)在門(mén)機中的應用非常普遍，如圖1所示為國內某港口岸橋。

                                   
                                   圖1 港口岸橋

    岸橋具有大慣性、四象限、速度快的運行特點(diǎn)，既要滿(mǎn)足頻繁的起停、制動(dòng)，顯著(zhù)的振動(dòng)與沖擊，又要保證恒轉矩平滑調速，弱磁高速時(shí)的滿(mǎn)功率輸出，并且在低頻、基頻與高頻都必須具有足夠的過(guò)載倍數等要求。此外，岸橋涉及到安全方面的問(wèn)題，對變頻器的可靠性與穩定性也有著(zhù)非常高的要求。
    本文以港口岸橋為例，說(shuō)明了英威騰CHA100四象限變頻器在岸橋中的應用特點(diǎn)。

二、港口岸橋電氣系統結構特點(diǎn)
   
    岸橋主要傳動(dòng)機構由起升、大車(chē)、小車(chē)、俯仰機構等組成，各機構均采用交流變頻方式驅動(dòng)。
    起升機構和大車(chē)機構共用兩個(gè)CHA100系列800KW逆變器，小車(chē)機構和俯仰機構共用一個(gè)CHA100系列400KW逆變器。變頻方式為交-直-交變頻，主電氣系統如圖2所示，控制拓撲如圖3所示。

                                    圖2 主電氣系統

                   
                                  圖3 整流與逆變控制拓撲
    
    進(jìn)線(xiàn)電源經(jīng)過(guò)兩臺CHA100系列800KW的PWM整流器為四個(gè)機構的逆變器提供直流母線(xiàn)電源，1#與2#PWM整流器采用主從控制，PWM整流器之間通過(guò)光纖通訊，四個(gè)機構的逆變器均掛在直流母線(xiàn)上，可以實(shí)現機構與機構之間的能量循環(huán)，也可以將機構的能量回饋至電網(wǎng)。
      
    起升機構和大車(chē)機構采用“先到先服務(wù)”原則，在一個(gè)機構速度完全為零的時(shí)候，才允許切換到另一個(gè)機構。小車(chē)和俯仰采用“先到先服務(wù)”原則，在一個(gè)機構速度完全為零的時(shí)候，才允許切換到另一個(gè)機構。
   
    起升機構由兩臺交流電機驅動(dòng)，兩臺電機之間采用硬連接共同驅動(dòng)卷?yè)P機，分別由1#與2#逆變器驅動(dòng)，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值送給變頻器，上位機PLC通過(guò)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(chē)機構由多臺交流電機驅動(dòng)，由1#與2#逆變器并機成1600KW的逆變器驅動(dòng)，并機后控制模式采用V/F模式，上位機PLC通過(guò)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(chē)機構由一臺交流電動(dòng)機驅動(dòng)，由400KW逆變器驅動(dòng)，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值送給變頻器，上位機PLC通過(guò)通訊控制該臺逆變器。

    俯仰機構由一臺交流電動(dòng)機驅動(dòng)，由400KW逆變器驅動(dòng)，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值送給變頻器，上位機PLC通過(guò)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各機構之間的邏輯關(guān)系由上位機PLC控制實(shí)現全自動(dòng)切換；K1～K6接觸器用于控制各機構之間的主電源切換，PLC根據各機構之間的邏輯關(guān)系控制K1～K6接觸器，完成各機構之間的自動(dòng)切換。

三、現場(chǎng)情況
     
    現場(chǎng)中PWM整流器如圖4所示，各傳動(dòng)機構的逆變器如圖5所示。


                       
                                         圖4 PWM整流器

                  
                                        圖5 各機構逆變器

    岸橋工作時(shí)，由于采用CHA100四象限變頻器，各機構電機減速時(shí)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(xiàn)方案，在機構聯(lián)動(dòng)時(shí)，聯(lián)動(dòng)機構之間的能量也可以進(jìn)行循環(huán)，不僅節省了電能，而且可以縮減各逆變器的加減速時(shí)間，提高了港口的生產(chǎn)效率。

四、結束語(yǔ)

    英威騰CHA100四象限變頻器采用公共直流母線(xiàn)結構、高性能矢量控制技術(shù)、PWM整流及能量回饋技術(shù)，不僅滿(mǎn)足了岸橋的各項高性能參數指標，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(guò)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、穩定行、可靠性方面都完全能滿(mǎn)足大型港機的要求，在港口裝卸、船舶制造等多種行業(yè)的起重設備上將有廣泛的應用前景。

參考文獻：

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

[2]李方圓，變頻器行業(yè)應用實(shí)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:機械工業(yè)出版社，2003

[4]《CHA100系列四象限矢量變頻器說(shuō)明書(shū)》   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(dòng)、工業(yè)控制、新能源領(lǐng)域產(chǎn)品與服務(wù)供應商，2010年在深交所A股上市。英威騰是國家火炬計劃重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)，總部員工1100多人，國內、外辦事處30余個(gè)，控股子公司9家，業(yè)務(wù)涉及電氣傳動(dòng)、工業(yè)自動(dòng)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。在基礎業(yè)務(wù)變頻器領(lǐng)域，英威騰占據國內領(lǐng)先地位，擁有覆蓋高、中、低壓通用及各行業(yè)專(zhuān)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、機床、礦山等行業(yè)廣泛應用，產(chǎn)品銷(xiāo)售遍布全球60多個(gè)國家和地區。
    
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