岸桥的电气驱动和电气设备
02第二章岸边集装箱起重机基础知识
第二章 岸边集装箱桥式起重机基础知识岸边集装箱桥式起重机简称“岸桥”,是港口集装箱码头前沿的关键装卸设备,主要作为岸边对集装箱船舶、车辆进行装卸作业的专用起重机。
其特点是跨距大、速度快、效率高,可以把集装箱装卸至集装箱船上的任何一个箱位。
根据码头的实际需要,一个泊位一般配备1~2台,有时甚至配备3~4台岸边集装箱起重机。
第一节 岸边集装箱桥式起重机概述岸边集装箱桥式起重机主要由前后两片门框和拉杆组成的门架,沿着与岸线平行的轨道行走,桥架支承在门架上,行走小车沿着桥架上的轨道吊运集装箱,进行装船和卸船作业。
为了便于船舶靠离码头,桥架伸出码头前沿的部分可以俯仰。
起重机装有集装箱专用吊具。
对于高速型岸边集装箱起重机,还装有吊具减摇装置。
图2-1-1 岸边集装箱桥式起重机岸边集装箱桥式起重机体积庞大,操作起来也很复杂。
他们是为了精确、高效并安全地装卸集装箱而设计的,能在很长服役期内抵御各种恶劣环境。
这些都要依赖设计良好的钢结构来确保实现。
主钢结构的大部分构件为箱形截面,一些为管状构件,它们构成了结构框架和前大梁。
其主要部件及其术语都在图2-1-2所示的岸边集装箱桥式起重机总览图中做了说明。
图 2-1-2 岸边集装箱桥式起重机结构总览图1-侧下横梁;2-侧下横梁;3-海侧门腿;4-陆侧门腿-;5-联系横梁;6-梯形架支腿;7-后大梁;8-海侧上横梁;9-陆侧上横梁;-10-前后大梁;11-梯形架顶部联系梁;12-外侧前大梁拉杆;13 -内侧前大梁拉杆;14-后拉杆;15-机器房及机器房周围的平台;16-机器房内的电气房;17-俯仰操作室;18-前大梁顶端联系梁一、岸边集装箱桥式起重机发展概况1966年美国帕色科公司为西德不莱梅港建造了欧洲第一台岸边集装箱起重机。
1967—1968年间,欧洲、日本开始制造岸边集装箱起重机和其它集装箱装卸机械,最初阶段主要是仿制美国的集装箱装卸机械,后来欧洲和日本的厂家逐步积累经验,开始独立设计制造自己的集装箱装卸机械。
岸桥电气驱动和控制系统的基本方式及特征的探讨
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造成 飞轮力 矩大 , 限制 了其 速度响应 时间和最高 弱磁转
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经 验 交 流
自 化 术与 用 20 年 7 第1 期 动 技 应 》 08 第2 卷 2
摘 要: 通过对岸桥 自身特点及直流驱动与交流驱动的优缺点进行分析 比较 , 确定 目前岸桥驱动 系统选择交流驱动系统 比较合适。 另
外对岸桥 的交 流驱动系统原理进行研究 , 出适合岸桥交流驱动的控制方式。 找 最后对岸桥的电气驱动 和控制特征进行了一定
的探 讨 , 析 出今 后 岸 桥 电 气驱 动 和 控 制 的发 展 方 向 。 分
1 引言
岸 桥在选择 一个 电气驱 动方 案时 , 首先要 考虑 的是 驱 动对象 的负载特点 。岸桥 的负载有 以下的特点 : 起升 机 构是一 个位 能性 负载 , 当箱 重一 定时 , 任何转 速 下 在 负载转矩总是保 持恒定 , 而且 负载转矩方 向也不 随 电机 转速 方向的改变 而改变 ; 集装箱起 重机 的载荷 有效率 是 5 %, 0 即有一半 时间是空 吊具运 行 的。即使是在带箱 的
的 , 且也 是具有 很强 的工程 使用价 值 的。 而
2 直 流 驱 动与 交流 驱 动 的分 析
2 1 直流驱 动与交流驱 动比较 [ . I ]
在 上个世纪 9 0年代 以前 , 岸桥 几乎采用 直流驱动 ,
率 , 望在 轻 载 时能 提 高速 度 。负 载 转矩 与 转速 成 反 希 比, 即形成恒定功率控制 ; 升机构和小车行走机构都是 起
因为直流驱 动具有 以下几个 优点 : 直流驱动 的调速性 能
岸桥电气驱动和控制系统的基本方式及特点讨论
Academic Forum438《华东科技》岸桥电气驱动和控制系统的基本方式及特点讨论赵志强(宁波舟山港,浙江 宁波 315000)摘要:针对岸边集装箱起重机的电气驱动、控制系统,通过分析岸桥发展特点,比较分析岸桥的交流驱动、直流驱动方式,选择最佳驱动系统方式;分析岸桥系统基础驱动原理,寻找内在规律。
关键词:岸桥电气驱动;控制系统;基本方式;应用特点岸桥设计时必须明确电气驱动方案。
执行方案时必须明确驱动对象负载及负载特点。
岸桥运行期间,负载特点如下:起重机起升机构,属于位能性负载量,当起重量不变时,不管何种转速,都可以确保负载转矩不变,且负载方向和转矩方向一致,不会随着电机转速改变。
集装箱起重机运行期间,50%时间为空载运行状态。
按照此种特点,即使起重机带载运行,也必须遵循循环功率工作制。
所以,在日常运行期间,为了加快工作速率,需要在空载状态下,提升起重机运行速度。
1 直流驱动与交流驱动 1.1 直流驱动、交流驱动对比 对于岸桥式起重机设备,必须科学分析和比较驱动系统,详细分析和研究直流驱动、交流驱动方式。
在上世纪80年代,岸桥多采用直流驱动方式,此种驱动方式的优势如下:首先,直流驱动方式具备良好调节速率,可以有效调节电压。
其次,启动转矩大,基础动态状态下,具备良好响应速度,且启停制动效果显著。
再者,起重机下降期间,可以将电能反馈至电网体系中,提升整体运行效率,同时可以减少资源浪费。
尽管直流驱动具备多种优势,然而所面临的不足与缺陷也比较多:第一,直流电机结构复杂,价格昂贵,无法实现长时间运行,且检修与维护工作量大。
第二,直流电机会导致力矩增加,影响功率效果。
1.2 交流驱动系统 岸桥的交流驱动装置比较依赖于交流电机,即交流异步电机。
交流异步电机的基础特性具体如下:针对交流异步电机,当输出转矩运行时,只会关联到滑差转速。
当设备处于空载状态时,电机转速与同步转速密切相关,且转速基本一致。
当处于有载运行状态时,随着负载量不同,电机转速也存在明显不同。
岸桥的工作原理
岸桥的工作原理岸桥,也称为港口集装箱起重机,是港口装卸作业的主要设备之一。
它的工作原理是通过一系列复杂的机械装置和控制系统,将货物从船舶上取下或装载到船舶上。
岸桥通常由桥架、起重机械构件、电气设备和控制系统等部分组成。
桥架是岸桥的主体,由桥肋、横梁和支撑等构件组成。
起重机械构件包括大车、小车、升降机构等,它们负责实现岸桥的移动、旋转和起重功能。
电气设备则提供岸桥所需的电力供应和控制信号。
控制系统则是岸桥的大脑,负责指挥各个部件的协调运行。
岸桥的工作原理可以分为以下几个步骤:1. 移动到工作位置:岸桥通常通过轨道或自行车轮移动到装卸货物的位置。
在移动过程中,岸桥的大车会受到控制系统的指令,按照预定路径移动。
2. 旋转定位:一旦岸桥到达目标位置,控制系统会指令岸桥的回转机构旋转,将起重机械构件转向船舶或堆场方向。
通过回转机构的旋转,岸桥可以灵活地适应不同位置的装卸需求。
3. 起重装卸:当岸桥旋转到正确位置后,起重机械构件开始进行起重装卸作业。
大车和小车配合升降机构,将集装箱从船舶上取下或装载到船舶上。
起重机械构件的运动由电气设备提供动力和控制信号,确保货物的安全和高效装卸。
4. 控制系统监控:整个装卸过程中,控制系统会不断监测各个部件的工作状态,并根据需要进行调整。
它可以实时监测起重机械构件的位置和负荷,保证岸桥的稳定和安全运行。
岸桥的工作原理离不开先进的机械和电气技术的支持。
在设计和制造岸桥时,需要考虑到各种因素,如承载能力、移动速度、稳定性和安全性等。
此外,岸桥还需要配备先进的控制系统,以便实现自动化和远程操作,提高装卸效率和减少人为错误。
岸桥的工作原理是通过桥架、起重机械构件、电气设备和控制系统的协调运行,实现货物的装卸作业。
它的高效、稳定和安全的工作原理,使得港口装卸作业更加快速和高效。
随着技术的不断发展,岸桥将继续演化和改进,为港口物流作业提供更好的支持。
岸桥plc控制系统分析及应用
岸桥plc控制系统分析及应用岸桥是港口装卸集装箱的重要设备,岸桥的PLC控制系统有着至关重要的作用。
本文将从以下几个方面对岸桥PLC控制系统进行分析及应用。
首先,岸桥PLC控制系统的核心作用是控制岸桥的动作,包括升降、行走、伸缩等。
这要求PLC控制系统具备高可靠性和实时性。
岸桥是重型设备,所以在设计PLC控制系统时要考虑到对设备的保护和安全性的要求。
采用PLC控制系统可以实现岸桥的自动化操作,提高装卸效率,并且避免了人工操作的不稳定性和不安全性。
其次,岸桥PLC控制系统需要采用工业以太网通信协议,以实现PLC之间的通信。
工业以太网通信具备高速、可靠的特点,适用于多个PLC之间的数据交换和控制指令的传输。
通过工业以太网通信,可以将岸桥PLC控制系统与其他港口设备的控制系统进行联动,实现集装箱的快速转运。
再次,岸桥PLC控制系统需要进行状态监测和故障检测。
通过监测岸桥的运行状态,可以及时发现设备的异常情况,并进行相应的处理。
故障检测是保证岸桥正常工作的重要手段,可以实时检测设备的运行情况,提前预防设备故障的发生,并通过故障诊断来判断故障的原因和位置,在故障发生后及时采取措施进行修复。
最后,岸桥PLC控制系统在实际应用中,可以结合物流管理系统进行集成化运作。
通过与物流管理系统的集成,可以实时获取集装箱的信息,包括装卸时间、目的地、货物数量等。
岸桥PLC控制系统可以根据物流管理系统的指令,自动调整岸桥的运行轨迹和动作,提高装卸效率和集装箱的准确性。
综上所述,岸桥PLC控制系统在港口装卸行业有着广泛的应用。
通过合理的设计和应用,岸桥PLC控制系统可以实现岸桥的自动化操作和集成化运作,提高港口装卸效率和安全性,促进港口物流的快速发展。
岸桥的电气驱动和电气设备
第九章岸桥的电气驱动和电气设备第一节直流驱动和交流驱动一、岸桥的负载特点岸桥在选择一个电气驱动方案时,首先要考虑的是该驱动对象的负载特点。
岸桥的负载有以下特点:(1)起升机构是一个位能性负载,当箱重一定时,在任何转速下负载转矩总是保持恒定,而且负载转矩的方向也不随电机转速方向的改变而改变。
(2)集装箱起重机的载荷有效率是50%,即有一半时间是空吊具运行的。
即使是在带箱的时候,也不都是满箱起吊额定负荷。
为了提高生产效率,希望在轻载时能提高速度。
负载转矩与转速成反比,即形成恒功率控制。
负载的恒功率性质是就一定的速度范围而言的,当负载很低时,受机械强度和电气系统特殊性的限制,转速不可能无限增大,一般恒功率调速范围为额定速度的2~倍。
(3)起升机构和小车行走机构都是间隔短时重复连续工作制,即对箱、吊箱、运行、对箱,周期性的起停或加减速,间隔很短。
它要求具有良好的调速性能,除了要求有足够的热功率和起制动转矩外,还要考虑过载能力的迅速反应和电动机的良好通风散热。
(4)起升机构下放重物的过程是一个能量转换的过程,此时的电动机处于发电状态。
如何吸收这部分机械能量,是岸边集装箱起重机电气控制必须解决的问题。
二、直流驱动与交流驱动的分析比较针对岸桥负载的特点,过去选用直流驱动较多,这是因为:(1)直流驱动的调速性能好,很容易实现基速下的恒磁场改变电枢电压的调压调速,以及基速上的弱磁恒功率调速。
(2)启动转矩大,动态响应好,有很好的起制动特性。
这对于司机对箱有很好的帮助。
(3)重物下放时的机械能很容易转换成电能反馈给电网,系统效率高,节省了能源。
由于具有上述优点,直至本世纪80年代,岸桥中几乎都是采用直流驱动。
但是,直流驱动也存在着缺点:(1)与交流电动机相比,直流电机结构复杂,价格高,维护工作量大。
(2)为改善换向器的换向条件,要求直流电动机电枢漏感小,电机转子短粗,因而造成飞轮力矩大,限制了其速度响应时间和最高弱磁转速。
岸边集装箱起重机电气设备失效模式与识别
岸边集装箱起重机电气设备失效模式与识别*吴文祥1 岑 果2 丁高耀1 沈 峥1 徐圣永11宁波市特种设备检验研究院 宁波 315048 2慈溪市市场监督管理局 慈溪 315300摘 要:岸边集装箱起重机是港口装卸的重要基础设备,由于工作于港口露天环境下,阳光直射、盐雾、雨淋等影响及工作时频繁起制动,其电气设备常会出现各类故障,轻则影响生产,重则造成安全生产事故。
文中以岸边集装箱起重机电气设备为研究对象,基于定期检验缺陷及使用单位调查数据,分析提出典型失效模式与识别方法,对确定危险源、判断损伤模式及分析其潜在的风险具有重要意义。
关键词:岸边集装箱起重机;电气设备;失效模式;识别中图分类号:U653.921 文献标识码:A 文章编号:1001-0785(2022)15-0062-05Abstract: The quayside container crane is an important basic equipment in port loading and unloading. Due to the influence of direct sunlight, salt fog and rain when working in the open air of the port and frequent braking, its electrical equipment often has various faults, which may affect the production, or even cause safety production accidents. In this paper, taking the electrical equipment of quayside container cranes as the research object, based on the defects existing in periodic inspection and the survey data of users, the typical failure modes and identification methods are put forward, which is of great significance for determining hazard sources, judging damage modes and analyzing their potential risks.Keywords:quayside container crane; electrical equipment; failure mode; identify0 引言岸边集装箱起重机(以下简称岸桥)是港口集装箱运输的重要基础装备,自1979年我国成功研发首台岸桥[1],历经40余年的发展,岸桥已广泛应用于国内港口。
船舶岸电的概念
船舶岸电的概念船舶岸电是一种将船舶连接到岸上电力系统以供电的解决方案。
传统上,船舶通常使用自身发电机或蓄电池来提供电力。
然而,这种方式既不环保又昂贵,因为燃烧燃料产生的废气和噪音会对环境造成污染,而且燃料成本也较高。
为了解决这些问题,并减少船舶对化石燃料的依赖,船舶岸电应运而生。
船舶岸电是通过电缆将岸上的电力输送到停靠的船舶上,使船舶能够利用岸上的电力来满足其电力需求。
这种解决方案不仅节省了船舶上的燃料成本,减少了废气和噪音的排放,还能降低港口附近的空气和水质污染。
船舶岸电的实现需要以下基本设施和技术:1. 岸站设备:岸站设备是连接到岸上电力系统的设备,可以将电力输送到停靠船舶。
这些设备通常包括变压器、开关设备和电缆等。
2. 船舶设备:船舶需要安装接收电力的设备,通常包括接口盒、电缆和转换装置等。
这些设备可以将岸上的电力转换为船舶需要的电能,并向船舶的电力系统供电。
3. 控制系统:为了实现船舶和岸上电力系统之间的安全连接和电力传输,需要一个可靠的控制系统。
这个系统可以监测电力传输的状态,确保电缆连接的安全性,并根据船舶和岸上电力系统之间的需求进行调节。
船舶岸电的优点包括:1. 环保:船舶岸电减少了船舶使用燃料的需求,降低了港口和海岸附近的空气和水质污染。
尤其对于靠近居民区或环境敏感区域的港口来说,船舶岸电是减少噪音和废气排放的重要解决方案。
2. 节约成本:相对于使用船舶自身的发电机或蓄电池来供电,船舶岸电能够降低燃料成本和维护费用。
而且,由于船舶岸电不使用船舶的燃料系统,还可以减少排放和维护成本。
3. 提高效率:岸上电力系统通常比船舶自身的发电机更稳定和高效。
使用船舶岸电可以提高船舶的供电质量,减少故障发生的概率,并提高设备的寿命和稳定性。
船舶岸电不仅在商业船舶中广泛应用,也被越来越多的游艇和私人船只采用。
此外,一些港口和国家也在促进船舶岸电的发展和应用。
船舶岸电是船舶与岸上电力系统的紧密融合,是航运行业转向绿色可持续发展的重要举措之一。
集装箱岸桥
• 二、 控制柜及其用途 • 岸桥主要有控制单元柜、主进线柜、主 接触器柜、滤波单元柜、变流器柜、1# 起升/大车驱动器柜、2#起升/大车驱动 器柜、小车/俯仰驱动器柜、1#起升/大 车切换柜、2#起升/大车切换柜、小车/ 俯仰切换柜、辅助柜、驾驶室吊具柜、 驾驶室联动台等。
控制柜
• 1、辅助柜: • 设有以下设备的空气开关及相关接触器、热继电器:起 升1#制动器,2#制动器,起升紧急制动器,小车制动 器,俯仰制动器,俯仰紧急制动器,大车制动器,起升 1#电机风机,起升2#电机风机,俯仰电机风机,电缆卷 筒,海侧夹轮器,陆侧夹轮器,1#~4#机房风机,俯仰 安全钩,托缆、小车张紧装置,大梁投光灯,大车投光 灯,扶梯走道灯。并有大车PLC分站电源开关。门上装 有大车、大梁投光灯、扶梯走道灯控制按钮。左右倾、 平面回转电机,换绳装置,俯仰应急电机,大车警报等。 并有辅助电源总开关,司机室总电源、理货室电源、切 换接触器控制电源、岸电开关,控制电源开关,大车制 动器电源开关,空压机电源开关,空调电源开关,小车 /吊具柜电源开关,机房配电柜电源开关,司机室PLC分 站电源开关,电焊机插座电源开关,三相维修电源插座 开关,维修行车电源开关,电梯电源开关及部分PLC远 程模块等。
• 四、交流驱动 • 近年来,随着微处理器和半导体技术的 发展,交流变频调速理论不断发展,实 践证明这种交流控制系统具有许多优点: • (1)无炭刷,无整流子,维护保养性非 常好。 • (2)转子的转动惯量较小,因此电动机 的速度响应好,最高速度比直流电机高。 • (3)电机可制成全封闭型(外扇冷却 型),耐恶劣环境性能好。
• 2、主控柜: • 装有ADERVANT CONTROLLER系列PLC,PLC工作电 源及光纤通讯收发器。 • 3、小车/吊具柜: • 装有PLC分站,光纤通讯收发器,小车/吊具柜 总电源开关,吊具控制电源开关,吊具油泵电 机电源开关,控制接触器,吊具控制继电器等。 • 4、CMS柜: • 装有管理系统计算机主机、显示器、打印机及 电源UPS 等。
岸桥工作原理
岸桥工作原理 岸桥是一种用于装卸货物的专用起重机械设备,在港口等物流场所广泛应用。
本文旨在详细介绍岸桥的工作原理,包括组成部分、工作原理和操作流程等方面。
一、岸桥的组成部分 岸桥由多个主要组成部分构成,每个部分具有特定的功能,以下将对其进行详细介绍。
1. 门架:岸桥的主要结构,用于支撑和固定各个部分。
门架包括吊杆、横梁和纵梁等部分。
2. 大车:位于门架上的平台,上面安装有起重机构和行走机构,用于沿横梁方向进行行走和起重装卸货物。
3. 起重机构:用于提升和放下货物,通常包括升降机构和回转机构。
升降机构通过卷扬装置和钢丝绳实现货物的垂直运动,回转机构用于使大车上的起重机构能够在水平方向进行旋转。
4. 行走机构:用于使大车沿着门架的纵轨道进行行走,通常采用电力或液压驱动。
行走机构具有起重机构平稳运行所需的稳定性和牵引力。
5. 控制系统:用于控制和监控岸桥的运行状态,通常通过控制台进行操作。
二、岸桥的工作原理岸桥的工作原理可以总结为以下几个步骤: 1. 起吊:首先,操作人员将起吊钩降低到货物所在位置,并使用回转机构将起吊钩定位在正确的位置。
2. 起升:启动升降机构,通过卷扬装置和钢丝绳使货物垂直上升到预定高度。
3. 行走:启动行走机构,使大车沿着门架的纵轨道进行平稳行走,将货物运送到目标位置。
4. 放卸:当货物到达目标位置时,操作人员停止行走机构和升降机构的运行,然后使用回转机构将货物放下。
5. 返回:完成一次操作后,岸桥将返回初始位置,为下一次装卸作业做准备。
三、操作流程举例下面以港口岸桥为例,描述一次典型的操作流程:1. 装船阶段: a. 操作人员利用控制台控制岸桥的行走机构将货物吊杆移动到船舱上方; b. 使用起重机构将货物吊起,并向外伸展横梁,确保货物能够完全进入船舱;c. 起升大车,使货物垂直上升到船舱高度;d. 行走大车将货物从船舱中取出,运送到指定位置。
2. 卸船阶段: a. 操作人员利用控制台控制岸桥的行走机构将货物吊杆移动到船舱上方; b. 使用起重机构将货物吊起,并向外伸展横梁,确保货物能够完全进入岸边的货柜卡车上;c. 起升大车,使货物垂直上升到卸货车辆高度; d. 行走大车将货物从船舱中取出,放置在货柜卡车上。
岸边集装箱装卸桥的动力系统与电气控制技术
岸边集装箱装卸桥的动力系统与电气控制技术随着国际贸易的迅速发展和全球化的推进,集装箱运输已成为现代货物运输的重要方式。
岸边集装箱装卸桥被广泛应用于码头和港口,它的动力系统与电气控制技术对提高装卸作业效率和安全性起着至关重要的作用。
动力系统是岸边集装箱装卸桥的核心部件之一。
它提供动力给桥身、起升机构、伸缩机构和旋转机构等,实现集装箱的升降、伸缩和旋转等功能。
为了保证装卸桥的稳定性,动力系统需要具备高效且可靠的特点。
一种常用的岸边集装箱装卸桥的动力系统是液压动力系统。
它采用液压泵作为动力源,通过液压油将动力传递到各个动作机构上。
液压动力系统具有动力大、控制方便、响应速度快等优点。
同时,它还能够根据不同的工况和需求进行调整,确保装卸作业的准确性和高效性。
另一种常见的动力系统是电动动力系统。
它采用电动机作为动力源,通过电缆将动力传递到各个动作机构上。
电动动力系统具有运行稳定、响应速度快、维护简单等优点。
而且,它还能够与计算机联动,实现智能化控制,进一步提高装卸作业的自动化水平。
与动力系统相辅相成的是电气控制技术。
电气控制技术通过控制系统对动力系统进行操作和监控,实现集装箱的装卸作业。
合理的电气控制技术能够确保装卸作业的顺利进行,减少人为操作失误的可能性。
在岸边集装箱装卸桥的电气控制技术中,PLC(可编程逻辑控制器)被广泛应用。
它具备可靠、快速、稳定的特点,能够实现多个动作机构的精确控制。
与传统的继电器控制相比,PLC控制更加灵活,可以根据不同的装卸需求进行编程和调整。
另外,电子设备的应用也是岸边集装箱装卸桥电气控制技术的一个重要组成部分。
例如,使用各种传感器感知集装箱的位置、重量和姿态等信息,可以对装卸作业进行实时监控和调整。
此外,还可以使用无线通信技术实现与其他设备的无缝对接,提高装卸作业的协同性和效率。
除了动力系统和电气控制技术,岸边集装箱装卸桥还需要配备安全保护装置。
例如,安全限位装置能够监测装卸桥的上升和下降位置,防止超高或超低造成意外事故。
3 第一章岸桥构造及功能简介(OK)
情况下,激活其中任何一个限位开关,都会禁 止起升动作。
4) 电动机温控开关 两台起升电动机都有一个内置的温控开关(常 闭触点)。该开关激活表明电动机温度处于不正 常状态,将禁止起升继续动作。
5) 称重系统 称重系统提供了起升的荷载显示和过载保护。 更详细的说明可以参见第1.3.1.1节。
7) 前大梁联锁 如果前大梁没有完全处于水平位置,将不能进 行起升操作。前大梁处于仰起位置时,起升动 作只能以低速运行(吊具必须空载)。
8) 吊具操作模式 吊具系统有三种不同的操作模式,即吊具模式、 吊钩横梁模式和上架模式。
9) 吊具状态联锁(松绳保护) 吊具顶销限位开关都动作时(即货物下降到 位),禁止进一步降低吊具,它实际起着松绳保 护的作用;只有当所有吊具锁销都处于释放状 态或都处于锁紧状态时,才能进行起升动作。
额定起重量(t)
吊具下 吊钩下
65 100
速 度 参
起升速度(m/min)
满载 空载
90 180
起升高度(m)
轨面以上 41+5.8 总高度 58+5.8
数
小车速度(m/min) 大车速度(m/min)
240 45
前伸距(m)
63.5
后伸距(m)
25
工作住状态最大轮 海侧
97
基
压(t)
陆侧
75.2
本 非工作状态最大轮 海侧
1 前大梁俯仰机构
2 小车牵引机构
3 主起升机构
1.3.1 主起升机构
主起升机构安装在机器房内。它由两台交流变 频电机驱动,电机通过梅花型弹性联轴器(高速联 轴器)与减速箱输入轴相连。两个钢丝绳卷筒通过 两个齿形卷筒联轴器(低速联轴器)与减速箱输出
岸桥场桥知识要点
岸桥知识一、主要技术性能1、海侧轨面至起重机前臂下平面高度19.8米2、海侧轨面至吊具底面最大提升高度14米3、海侧轨面至吊具底面最大下降高度20米4、海侧轨面至下横梁上表面高度4米5、两腿间净距16米6、海陆门框联系横梁离码头面净空高 6.85米7、起重机宽度(大车缓冲器之间的距离) 24.6米8、大车轮子的轴距0.8米9、基距17.7米10、大车轨道型号QU10011、集装箱型号(国际标准集装箱) 20’,40’12、提升速度仅带吊具时80米/分带吊具额定载荷时40米/分13、小车速度100米/分14、大车行走速度25米/分15、设计作业生产率25箱/小时16、大车行走总轮数/驱动轮数24/1217、工作状态时最大轮压≤32吨18、非工作状态时最大轮压≤32吨19、吊具前后倾±5︒20、吊具左右倾±3︒21、吊具平面回转±5︒22、维修行车额定起重量5吨23、供电电源三相AC10KV±10% 50Hz±1Hz24、风速:最大工作风速20米/秒最大非工作风速40米/秒二.安全注意事项1、起重机运转前的准备事项(1)检查起重机行走范围内有无障碍物。
如有应及时排除障碍。
(2)确认顶轨器和锚定装置与行走驱动机构联锁是否完好。
并确认顶轨器已处于松轨状态。
(3)检查起重机各机械装置的润滑是否充分。
(4)确认各电器开关以及操作手柄是否处在正常位置。
(5)确认电源电压是否正常。
(6)先进行空载试运转,确认各种安全装置以及各限位开关的动作均属正常。
司机进行以上充分检查和处理后,才可作负载运转。
2、作业后的注意事项(1) 将起重机停到指定的位置上。
(2)将小车停到停车位置,并将小车锚定在大梁上。
(3) 将驾驶室的所有操作手柄置于零位,各开关回到指定的位置上(4)将锚定和夹轮器放下,处在压轨状态,起重机被固定在轨道上。
(5)如果起重机将长期不用,或预报有暴风时,应放下锚定插板,将起重机系固。
海西岸桥起重机工作原理图
海西岸桥起重机工作原理图
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下面是一个简单描述海西岸桥起重机工作原理的文字说明,供您参考:
起重机主要是通过提升机构、行驶机构、回转机构和变幅机构等组成的。
起重机的工作原理如下:
1. 提升机构:起重机的主要提升装置,它通过电动机、齿轮、钢丝绳等组成。
电动机提供动力,通过齿轮传动带动钢丝绳缠绕或释放,实现物体的上升或下降。
2. 行驶机构:用于实现起重机在水平方向的移动。
通常由电动机驱动,通过齿轮、链条等传动装置实现桥梁、轨道、支架等受力部分的运动。
3. 回转机构:用于起重机的旋转和回转。
主要由电动机、减速器和回转系列装置组成,通过电动机驱动,将起重机进行水平和垂直方向的回转。
4. 变幅机构:起重机的变幅机构用于控制起重机的工作范围。
通常由变幅机构和变幅机箱组成,通过电机驱动使变幅机构伸缩并改变起重机的工作半径。
以上仅是起重机工作的基本原理说明,实际操作中还牵涉到控制系统、安全措施等其他要素。
如需具体工作原理图示,请参考相关技术图册或专业人员指导。
第六章 岸桥的运行机构和装置
第六章岸桥的运行机构和装置第一节起升机构一、概述岸桥起升机构的作用是实现集装箱或吊具吊梁升降运动,它是岸桥最主要的工作机构。
起升机构除了采用专用集装箱吊具起吊集装箱外,还可以通过吊钩梁对重件、件杂货进行装卸作业。
岸桥的起升机构由一组或两组对称布置的起升绞车(分别由一台或两台电机驱动),相应的联轴器、制动器、减速器等部件组成,通过驱动钢丝绳卷筒进行卷扬动作。
当采用两组对称布置的起升绞车时,为了保持同步运行,必须在高速轴(电机轴端)和低速轴(卷筒轴)之间装设同步装置。
如果采用电驱动技术能确保同步,也可以不要机械同步,但必须征得用户认可。
由于岸桥的起重量一般为40t或更大,通常用4根钢丝绳并通过吊具滑轮形成8根独立的钢丝绳承受外载荷。
为便于更换绳,通常将两根卷扬钢丝绳的4个绳头分别固定在卷筒上。
起升机构一般应满足下列要求:(1)起升机构应符合文件规定的工作级别或规范标准的规定,当没有明确提出执行标准时,一般采用FEM规范。
中国采用《起重机设计规范》(GB38ll)。
(2)起升机构的驱动装置一般设置在机器房内,各部件安装在具有足够强度和刚性的共用的底架上。
底架再与机器房钢结构固定。
(3)驱动装置的各传动轴同心度应是可调的,当轴同心度出现很小的偏差时可通过底盘和机座之间的调整垫片进行适当调整。
可用定位销或楔形止动块将各部件定位在底架上。
(4)传动装置的支座应有足够的侧向刚度,以承受因钢丝绳偏斜产生的侧向力,保证盘式制动器正常工作。
(5)钢丝绳工作时对卷筒绳槽的偏斜角一般不大于3.5°,对滑轮槽的偏斜角最大不大于5°。
(6)在高速轴(减速器侧)和低速轴(卷筒轴侧)装设有可靠的制动器。
(7)配置可靠的安全保护装置,包括高度指示器和限位保护、超载保护、超速保护、挂舱保护架、对转动部件外侧应装设安全防护栏,在卷筒的下方应有接油盘,以防止污染环境。
(8)便于维护保养,留有足够的维修保养空间和通道,一般人行通道宽度≥0. 7 m。
集装箱岸桥的电气控制
集装箱岸桥的电气控制电源本机由三相交流10000 伏电源供电。
通过一个1600KVA 整流变压器,供起升/ 大车、小车/ 俯仰驱动电源用。
另一个200KVA 电力变压器供辅助机构、控制和照明用。
参见电气原理图。
电压等级和类别主进线电源:三相 10000 伏,交流,50 HZ。
起升/ 大车/ 小车/ 俯仰动力电源:500伏,交流。
控制电源:交流,220 伏,50HZ直流,24 伏照明电源:三相四线制,400/230伏, 50 HZ。
供电方式码头接线箱提供10000伏电源,通过缠绕在机上电缆卷筒上的柔性高压电缆、滑环箱与固定敷设高压电缆,接至机器房内的高压开关柜。
小车上的动力与控制电源是通过后大梁接线箱、拖令电缆、司机室顶部接线箱与电气房控制柜相连。
吊具电缆缠绕在小车上的吊具电缆卷筒卷盘上,卷筒由变频柜控制。
吊具电缆为56芯专用电缆,通过3副快速插头插座分别与滑环箱、上架接线箱、吊具连接。
主要电器设备电动机起升、大车、小车、俯仰等四大机构电动机均采用变频交流电动机。
变压器●主变压器上海ABB变压器公司提供,三相干式整流变压器,1600KVA,10000/525伏, /Y连接,提供整机交流驱动电源。
●辅助变压器上海ABB变压器公司提供,干式电力变压器,200KVA,10000/400//220伏,三相四线,提供整机辅助机构、控制和照明电源。
●照明变压器另一个容量为10KVA,提供司机室的照明、加热器以及插座电源。
●控制变压器ABB提供,380/220伏,容量为3KVA的变压器两个,分别提供电气房和司机室的控制电源。
控制屏、柜●高压进线柜(+MHH.3-4)包括高压进线端子,主隔离开关,电流电压互感器,检测仪表,低压保护功能等。
●主变压器高压开关柜(+MHH.2)包括操作联锁机构,带保险丝的负荷开关,电流互感器,跳闸按钮等。
●辅助变压器高压开关柜(+MHH.1)包括操作联锁机构,带保险丝的负荷开关,电流互感器,跳闸按钮。
岸桥概述
岸边集装箱起重机(简称岸桥)/hongjingfen/blog/item/0ce9fa454d7b313986947381.html集装箱运输船舶的大型化、特别是超巴拿马船型的发展,对岸边集装箱起重机提出了更新更高的要求:一是提高起重机的技术参数,起重机速度参数高速化,外伸距、起升高度增大;吊具下额定起重量提高;二是开发设计高效率的岸边集装箱装卸系统,以满足船舶大型化对起重机生产率的要求。
其实国外几家公司对岸边集装箱起重机控制技术也都很重视,有的还申请了专利文献,如三菱重工业株式会社的“装卸用起重机中的集装箱位置检测方法及装置、及集装箱着地、摞放控制方法”的专利(专利号:EP1333003 A1;申请日:2000.10.27)。
在通过处理从设置在吊具上的CCD等的摄像装置获得的对象集装箱的图像数据,可以高精度确实地进行对象集装箱与悬吊集装箱的相对位置检测。
德国西门子公司SIEMENS AG (DE)的专利(专利号:DE10107048;申请日:20010213)。
涉及了一种集装箱起重机装卸的方法,也适用于集装箱船。
在起重机驾驶室中采用带有监视器的PC机,通过触摸屏操作,根据预先设定的值能使起重机自动达到预期目标。
石川岛播磨重工业株式会社ISHIKAWAJIMA HARIMA HEAVY IND的“集装箱起重机”专利(专利号:JP62157189;申请日:1985.12.27)。
起重机包括集装箱运送装置、测量装置能测船上集装箱水平和垂直位置和控制装置根据测到的集装箱位置数据计算出集装箱运送装置的运动路线来控制集装箱运送装置的运动。
HITACHI LTD (JP)株式会社日立制作所的“集装箱起重机”专利(专利号JP10-324493;申请日:1997.5.23)。
在沿横梁和起重臂移动的三架载重小车中,中央小车包括一个装载集装箱的平台。
平台的高度是当考虑了集装箱被升起时载重小车可移动的最低高度形成基准高度时的高度,这样可以缩短集装箱起重机的搬运时间。
2现代集装箱岸桥-港口电气控制
托缆、小车张紧装置,大梁投光灯,大车投光灯,扶梯走
道灯。并有大车PLC分站电源开关。门上装有大车、大梁
投光灯、扶梯走道灯控制按钮。左右倾、平面回转电机,
换绳装置,俯仰应急电机,大车警报等。并有辅助电源总
开关,司机室总电源、理货室电源、切换接触器控制电源、
岸电开关,控制电源开关,大车制动器电源开关,空压机
• (3)大车加(减)速时间的限制
• (4)地面操作的大车运行速度和慢速控制
• 4、前大梁俯仰时间
• 5、应急机构速度
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• 6、吊具倾转的角度范围和速度
• 三、 电 气 参 数
• 1、供电电源的形式,电压和频率
• (1)电源型式 :柴油发电机供电,高压交流电 供电两种类型
• (2)启动转矩大,动态响应好,有很好的起制 动特性。这对于司机对箱有很好的帮助。
• (3)重物下放时的机械能很容易转换成电能反 馈给电网,系统效率高,节省了能源。
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• 但是,直流驱动也存在着缺点:
• (1)与交流电动机相比,直流电机结构 复杂,价格高,维护工作量大。
• (4)吊具电缆采用48芯特软电缆;吊具上下架 的电气连接采用55芯专用插头插座。
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码头 供电 设施
岸桥高 压电缆 卷筒
岸桥高 压配电 柜
主要 变压 器
辅助 变压 器
各机构驱 动装置
控制系统 、照明、 辅助系统
供电系统框图
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电缆卷筒
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岸桥试车内容
岸桥试车内容
岸桥试车是指对岸桥进行系统性的检查和测试,以确保其安全可靠地运行。
试车的内容通常包括以下几个方面:
1. 电气系统测试:检查岸桥的电气系统是否正常运行。
包括检查电气线路、电气设备和电气控制系统的连接是否正确,检查开关、保护装置和控制面板的功能是否正常。
2. 动力系统测试:测试岸桥的动力系统,包括主要的驱动装置(如电动机或液压系统)是否能够正常工作,各个动力元件的运行是否平稳,以及相应的传动装置是否正常。
3. 运动系统测试:测试岸桥的运动系统,包括起升、行走和回转等动作是否灵活、准确。
检查各个运动装置的传动部件和制动系统是否正常工作。
4. 安全系统测试:检查岸桥的安全系统是否正常运行,包括限位开关、重载保护装置、紧急停车装置等的功能是否正常。
同时,还需要测试报警系统和紧急救援装置等是否能够及时有效地发挥作用。
5. 控制系统测试:测试岸桥的控制系统,包括操作面板、遥控器或控制台的操作是否正常,各个控制功能是否准确、可靠。
检查控制系统的响应速度和稳定性。
试车过程中需要仔细记录各项测试结果,并及时修复和调整发现的问题。
同时,试车人员需要遵守安全操作规程,确保人员和设备的安全。
试车完成后,应对试车结果进行总结和分析,以便进一步完善和优化岸桥的性能和功能。
请注意,试车内容可能会因岸桥类型和具体要求而有所不同,以上内容仅供参考。
提高集装箱起重机待机功率因数的方法
提高集装箱起重机待机功率因数的方法顾明观【期刊名称】《港口装卸》【年(卷),期】2012(000)003【总页数】2页(P45-46)【作者】顾明观【作者单位】上海振华重工(集团)股份有限公司【正文语种】中文国内外电力企业对集装箱码头用户的用电功率因数都有严格要求,并按用户功率因数的高低在经济上给予奖惩。
虽然当前岸边集装箱起重机(以下简称岸桥)上普遍采用IGBT作为变流的交流驱动方式,驱动装置的功率因数一般能达到0.95以上[1],但是,在驱动装置不工作的待机状态下,岸桥的辅助设备正常工作时所需的无功功率得不到有效补偿,因此功率因数普遍较低。
1 提高功率因数的意义在交流电路中,电压与电流之间的相位差的余弦称为功率因数。
在数值上,功率因数是有功功率与视在功率的比值。
无功功率并不做功,但也决不是无用功率,它能为能量的交换、输送、转换创造必要的条件。
但大量的无功功率经高低压供电系统流入设备,会引起有功损耗,造成电压降落,影响电能质量,对发电、供电、配电三方都会产生不良影响。
提高功率因数有着重要意义,概括起来主要有:(1)提高供电设备的利用率,充分发挥电源的潜力。
用电设备和电网之间存在着往复交换的无功功率,占用了电网的许多容量,使得电网的利用率降低。
用户功率因数愈高,供电设备的利用率愈高。
因此,改善功率因数是提高设备利用率的有效方法。
(2)降低电气设备和供电线路上的损耗。
对于一个给定的负荷,当供电电压一定时,功率因数越低,电流就越大,电气设备中的铜损就越大,效率也就越低。
与此相似,当系统的功率因数很低时,对于传递同样的功率,则需较大的电流,所以若导线尺寸相同,则意味着供电线路上的损耗增大。
(3)改善供电质量,减少线路压降。
功率因数降低时,供电线路上的电流增大,由于线路上的阻抗存在,必然造成线路电压降低,因此提高功率因数能减小电压损失。
2 提高功率因数的方法作为世界知名的集装箱起重机制造商,上海振华重工(ZPMC)近年来通过分析影响功率因数的各种原因,不断改进设计方案,积极探索提高岸桥待机状态下功率因数的方法,以满足用户的需求。
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第一节直流驱动和交流驱动一、岸桥的负载特点岸桥在选择一个电气驱动方案时,首先要考虑的是该驱动对象的负载特点。
岸桥的负载有以下特点:(1)起升机构是一个位能性负载,当箱重一定时,在任何转速下负载转矩总是保持恒定,而且负载转矩的方向也不随电机转速方向的改变而改变。
(2)集装箱起重机的载荷有效率是50%,即有一半时间是空吊具运行的。
即使是在带箱的时候,也不都是满箱起吊额定负荷。
为了提高生产效率,希望在轻载时能提高速度。
负载转矩与转速成反比,即形成恒功率控制。
负载的恒功率性质是就一定的速度范围而言的,当负载很低时,受机械强度和电气系统特殊性的限制,转速不可能无限增大,一般恒功率调速范围为额定速度的2~倍。
(3)起升机构和小车行走机构都是间隔短时重复连续工作制,即对箱、吊箱、运行、对箱,周期性的起停或加减速,间隔很短。
它要求具有良好的调速性能,除了要求有足够的热功率和起制动转矩外,还要考虑过载能力的迅速反应和电动机的良好通风散热。
(4)起升机构下放重物的过程是一个能量转换的过程,此时的电动机处于发电状态。
如何吸收这部分机械能量,是岸边集装箱起重机电气控制必须解决的问题。
二、直流驱动与交流驱动的分析比较针对岸桥负载的特点,过去选用直流驱动较多,这是因为:(1)直流驱动的调速性能好,很容易实现基速下的恒磁场改变电枢电压的调压调速,以及基速上的弱磁恒功率调速。
(2)启动转矩大,动态响应好,有很好的起制动特性。
这对于司机对箱有很好的帮助。
(3)重物下放时的机械能很容易转换成电能反馈给电网,系统效率高,节省了能源。
由于具有上述优点,直至本世纪80年代,岸桥中几乎都是采用直流驱动。
但是,直流驱动也存在着缺点:(1)与交流电动机相比,直流电机结构复杂,价格高,维护工作量大。
(2)为改善换向器的换向条件,要求直流电动机电枢漏感小,电机转子短粗,因而造成飞轮力矩大,限制了其速度响应时间和最高弱磁转速。
(3)谐波分量大,功率因数较低,在高要求场合要增加谐波吸收及功率因数补偿装置。
与直流电机相比,交流电机具有许多优点:(1)无炭刷,无整流子,维护保养性非常好。
(2)转子的转动惯量较小,因此电动机的速度响应好,最高速度比直流电机高。
(3)电机可制成全封闭型(外扇冷却型),耐恶劣环境性能好。
起升机构是位能性负载,重物在快速下放过程中,电动机处于发电状态,产生大量的电能,若能像直流驱动那样把这些能量反馈回电网,这是理想的方案。
用于岸桥的交流变频都采用交一直一交的方法。
要把交流电动机发的电反馈回电网,必须再用另一套逆变装置才能实现。
一个电动机要两套逆变器,造成交流变频装置的一次性投资大。
随着半导体技术的发展,大功率隔离门双极晶体管(IGBT)的产生,特别是计算机技术的发展与应用,变频矢量控制能够用微处理器来实现,这就使交流变频走向位势负载的应用领域。
全交流的岸边集装箱起重机已经越来越多地得到应用,且直流与交流驱动系统目前在价格水平上已相差不多。
与直流驱动相比,除了交流电动机本身的优势以外,交流驱动还有以下优点:(1)由于使用正弦波脉宽调制(PWM)控制方式,从进线电源处看,功率因数基本上接近 1。
(2)较小的谐波电流,在进线侧可以不增加谐波滤波装置。
三、直流驱动的基本型式1. G-M系统直流发电机一电动机系统,是第一代岸边集装箱起重机所采用的驱动型式。
从1956年集装箱运输创世开始一直到80年代前期,这种驱动系统被广泛采用。
图9-1-1所示为直流发电机一直流电动机组成的线路图。
直流发电机与一交流电动机同轴连接,直流电动机M由直流发电机G直接供电。
当交流电动机恒速运转时,只要改变发电机磁场电流的大小,就能改变发电机输出电压的大小,这就改变了直流电动机电枢电压的大小,由此就改变了直流电动机的转速。
这是一个典型的基速下的恒转矩调速线路。
改变发电机激磁电流的方向,也就同时改变了直流输出电压的方向,于是直流电动机反方向运转。
若在电动机达到了基速的条件下,减小电动机的磁场电流,那么电动机转速就会增高,这就实现了基速以上的恒功率调速。
直流发电机磁场电流的提供可以有多种方法,最常用的有以下两种:(1)磁放大器一交磁电机扩大机系统,图9-l-2所示为该系统线路图。
交磁电机扩大机具有很高的放大倍数,多控制绕组的高性能特殊构造的直流发电机有4个绕组。
其中1、11为给定绕组,由接成推挽式的磁放大器供电。
绕组Ⅲ为电流反馈绕组。
绕组IV为发电机励磁电流(相当于发电机电压)微分负反馈绕组。
磁放大器有4个控制绕组,1为给定绕组,2为发电机电压负反馈绕组,3为电流正反馈绕组,4为发电机电压微分负反馈绕组。
由于磁放大器的饱和特性,在起制动过程中,系统实际上是一种带有电流负反馈的电压截止系统。
有较好的起制动电流波形和稳定性。
在过载情况下,系统相当于带有电流截止负反馈和电流正反馈的电压负反馈系统,有较硬的静特性和较陡的堵转保护特性。
(2)可控硅励磁系统。
图9-1-3所示为采用可控硅整流的发电机磁场供电线路。
ZAB080是一个由模拟运算放大器集成的磁场整流模块。
采用双闭环控制方式,电压负反馈与给定信号组成外环,电流负反馈组成内环,控制发电机磁场电流。
磁场电流的方向由给定命令的方向来定,由此控制发电机的电压方向,从而改变电动机的转向。
MFC模块是一个电动机磁场2/3整流电流源控制器,具有电流负反馈的电流调节器使磁场电流稳定,同时具有弱磁控制功能。
2.三相可控硅整流供电系统三相可控硅整流供电系统是用可控硅整流把三相交流电转换成直流电后驱动直流电动机的调速方案,是一个替代庞大的交流电动机一直流发电机组的理想的调速方案,80年代以来在岸桥上得到广泛应用。
图9―1―4所示为可控硅整流功率元件单线图。
(1)系统单线图。
图中CB为空气开关,它是进线电源的分断开关。
FU13为交流侧熔断器,提供内部接线及可控硅SCR的保护。
CTI-3为电流变压器,提供交流进线侧的电流反馈信号用于环流保护的检测。
MA为交流接触器作为交流进线电源与SCR转换桥接通与断开的控制器件。
当选择到运行方式时,同时驱动器无故障条件时,MA接触器才会吸合。
在满足以下两个条件之一时,接触器就断开。
当“停止”命令发出,同时电动机速度慢到接近零速时;当任一个故障发生时。
L为铁氧体芯电抗器,是防止电动机再生情况下产生过大的瞬变电流。
SCR为可控硅整流器,是将交流转换成直流的三相可控硅整流桥。
SH为分流器,是提供直流侧电流反馈信号给控制器。
FU4为直流侧熔断器,是保护可控硅因电动机过流而引起损坏。
M为直流电动机。
CFU为磁场交流侧熔断器,提供对磁场回路SCR的短路保护。
SCRF为磁场整流元件,通过三分之二波整流提供电动机磁场直流电流。
SH2为磁场分流器,提供磁场电流的反馈信号。
FIELD为电动机磁场线圈。
(2)三相全控桥可逆线路。
三相全控桥可逆电路如图9-1-5所示,AIF-A6F为正向运转时的可控整流SCR;AIR-A6R为反向运转时的可控整流SCR。
并联在AIF与A4R上的RC 串联支路是抑制可控硅阳极与阴极间瞬变电压的阻容吸收器件。
并联在直流输出端上的若干个电阻是为直流电压反馈信号采样用的。
R7、C7组成的串联支路是直流输出瞬变电压的阻容吸收器件。
为了减少可控硅体积。
通常将两个可控硅组装在一起,如AIF与A4F的连接图(图9-1-6)。
这样从外表看,三相全控桥可逆线路只有6个可控硅器件,但实际上它是由12个可控硅组成的。
(3)双闭环控制柜图。
直流调速控制器一般采用双闭环控制方案。
其典型系统控制框图如图9-1-7所示。
80年代采用模拟运算放大器来实现控制;从90年代开始,随着微处理器的日趋完善,逐渐用全数字化方案来实现控制;现在几乎都采用全数字的控制技术。
从这个典型系统控制图中可看出,内环是电流环,外环则有两种选择,速度环或电压环(CEMF)。
这取决于对调速精度的要求。
在岸边集装箱起重机上,起升机构都采用带有测速发电机或测速编码器的速度反馈闭环线路。
俯仰、大车、小车机构一般均不采用测速反馈而采用电压反馈线路。
但现代集装箱起重机对自动定位的要求越来越高,现在俯仰与小车机构也越来越多地采用速度反馈来替代电压反馈。
图9-1-7所示的电动机磁场控制线路是一个能提供磁场恒流源的框图。
电动机不运转时处于经济磁场方式,即电机磁场电流只有额定磁场电流的70%。
当电动机运转时,控制线路向它提供额定磁场电流,并根据负载的轻重,从处理器上得到控制信号来实现弱磁的恒功率控制。
世界上各个电气拖动生产厂商都研制开发了各自系列的直流调速驱动器,从控制原理上看几乎完全一样,但在具体实施上各家都有其特点,现将几家著名厂家的直流驱动器的型号与性能列于表9-1-1。
四、交流驱动近年来,随着微处理器和半导体技术的发展,交流变频调速理论不断发展,大功率变频器的性能和可靠性的不断提高,岸桥控制上越来越多地使用了交流变频技术。
各大电气制造商相继推出了自己的交流控制系统,使这项控制技术日趋成熟。
实践证明这种交流控制系统具有许多优点:(1)交流电机无需整流子和调换电刷,减少了维护工作量、防护等级高,节省了大量维修费用和维护时间。
(2)变频器加装直流电抗器以后,整体装置的功率因素高干;如采用正弦波滤波器,功率因素接近于1。
(3)考虑到维护的费用,交流系统有一定的价格优势,且随大容量主电路元件的开发运用,变频驱动的价格尚有较大的下降空间。
1.驱动系统组成B. 异步电机C. 编码器(也可不用)2.交流驱动的原理交流驱动的执行机构是交流异步电机。
交流异步电机在设计制造完成以后,其基本特性已经确定,即其输出转矩只与滑差转速有关,空载时电机转速与同步转速相同,带载时随着负载大小的变化,电机转速较同步转速有一个相应的微小差异。
有以下关系式:电机实际转速=同步转速-滑差转速式中滑差转速与负载有关,所以,只要改变同步转速,就能改变电机转子的实际转速。
而同步转速n o满足下式 :式中P为电机级数,为常数,所以,只要改变电机输入端的频率,就能改变电机的同步转速,进而改变电机转子的实际输出转速。
3.交流驱动的控制方式交流驱动的控制方式主要有以下几种:V/F控制、电压矢量控制、速度闭环矢量控制和直接转矩控制等。
起升及小车运行机构使用闭环矢量控制,大车运行及俯仰机构使用 V /F控制。
(1)V/F控制方式。
又名VVVF控制。
早期变频器多采用V/F控制,逆变器控制输出交流频率,并同时保证输出电压的幅值与频率成一定的比例关系(为了保持电机磁场恒定),转子转速将随负载转矩变化而略有变化。
但由于异步电机特性较硬,额定负载时的滑差转速一般只有工频同步转速的4%,所以,这种控制方式适用于速度精度要求不十分严格的场合。
它的优点是开环控制,不需要速度传感器,稳定性好。