变频器是工业控制领域较为通用的自动化控制装置,性能稳定,可靠。变频器应用于集装箱装卸系统,可以大大提高其运行性能和可靠性,是目前集装箱装卸系统较为理想的设计模式。
1、引言
集装箱装卸机是集装箱专用装卸设备之一,可用于20ˊ、40ˊ国际标准集装箱的装卸、转运及堆放等作业。其作业高度可以达到“堆六过七”。传统的集装箱装卸机为了提高起动转矩,采用绕线式异步电动机拖动,通过鼓形凸轮控制器的操作改变其转子所串电阻调速。随着电力电子技术发展和矢量控制技术的出现,现在人们普遍采用变频器作为调速电源,用多极变频异步电机取代原来的绕线式异步电动机,用PLC作为控制装置进行无触点控制。从而改善了调速性能,增加了系统的可靠性。本文以新科瑞电气SC890在蓬莱巨涛海洋工程重工有限公司的成功应用为例,阐述集装箱装卸机的变频调速过程。
2、系统简介
2.1集装箱装卸机的运行机构的构成。
主要由三部分组成:大车拖动系统、小车拖动系统、吊钩拖动系统。
(1)大车拖动系统拖动整台起重机顺着车间方向左右移动(以司机的坐向为参考)
(2)小车拖动系统拖动吊钩及重物顺着桥架作前后运动。
(3)吊钩拖动系统拖动重物作吊起或放下的上下运动,下面这种介绍吊钩拖动系统。
2.2负荷特点
集装箱装卸机运行机构均属于恒转矩性质负载,且其吊钩拖动系统为位能性负载,当吊钩吊起重物下降或者快速减速运行时,电动机处于再生发电制动状态。需要将电能通过反馈装置反送给电网或者消耗在制动电阻上,以防止母线电压过冲,变频器过压。
3、控制要求
3.1吊钩拖动系统要求起动转矩大,起动运行平稳。能够实现正反运行且要有超载、限位、限流等多种保护。
3.2吊钩拖动系统在启、停过程中容易出现“溜钩”问题。
由于制动器从抱紧到松开,以及从松开到抱紧的动作过程需要时间(约0.6s),从而电动机转矩的产生或消失,是在通电或断电瞬间就立刻反应的。因此,制动器和电动机在动作的配合上极易出现问题。如电动机已经通电,而制动器尚未松开,将导致电动机严重过载;反之,如电动机已经断电,而制动器尚未抱紧,则重物必将下滑,即出现所谓的“溜钩”现象。因此要有相应的防止措施。
3.3吊钩拖动系统中要有机械抱闸装置(机械制动器)。当重物吊在空中出现突然停电的情况,如果不加装机械抱闸装置,重物就会有下滑的危险。因此,吊钩电动机轴上必须加装制动器。常用的有电磁铁制动器和液压电磁制动器等。
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