西门子共直流母线可回馈电控系统在门座式起重机上的应用
新型变频调速能量回馈控制技术在门机上的应用
新型变频调速能量回馈控制技术在门机上的应用摘要：本文介绍了目前国内门座式起重机上单传动变频系统和多传动变频能量回馈系统。
在此基础上阐述了多传动能量回馈系统具有节能降耗、安全可靠、对电网无污染、广阔市场前景的突出优点。
关键词：门座式起重机；单传动变频、多传动变频能量回馈系统；经济效益引言近年来，随着我国加入WTO以来港口经济的飞速发展，越来越多的先进技术在港口装备中得到广泛推广和应用，变频调速能量回馈控制技术也以其不可替代的优点得到推广，被应用在诸于门座起重机、卸船机和岸边集装箱装卸桥等大型设备上。
变频调速技术是节能降耗、改善控制性能、提高产品产量和质量的重要途径，已在应用中取得了良好的应用效果和显著的经济效益。
但是，在对调速节能的一片赞誉中，人们往往忽视了进一步挖掘变频调速系统节能潜力和提高效率的问题。
本文讨论的就是变频调速系统节能控制的变频调速能量回馈控制技术。
在能源资源日趋紧张的今天，这项探讨无疑具有一定的现实意义。
1.通用型变频器工作原理通用变频器大都为电压型交-直-交变频器。
三相交流电首先通过二极管不控整流桥得到脉动直流电，再经电解电容滤波稳压，最后经无源逆变输出电压、频率可调的交流电给电动机供电。
这类变频器功率因数高、效率高、精度高、调速范围宽，所以在工业中获得广泛应用。
但是通用变频器不能直接用于需要快速起、制动和频繁正、反转的调速系统。
因为这种系统要求电机四象限运行，当电机减速、制动或者带位能性负载重物下放时，电机处于再生发电状态。
由于整流器能量传输不可逆，产生的再生电能传输到直流侧滤波电容上，产生泵升电压。
而以GTR、IGBT为代表的全控型器件耐压较低，过高的泵升电压有可能损坏开关器件、电解电容，甚至会破坏电机的绝缘，从而威胁系统安全工作，这就限制了通用变频器的应用范围。
2.单传动变频系统对于门机而言，起升机构下降减速时大量的势能通过电动机转化为电能，常规的方法是采用能耗制动，即利用挂在变频器直流母线上的制动单元和电阻将这部分转化过来的电能通过热量的形式消耗掉。
《2024年RockwellPLC及ABB变频器在门座式起重机控制系统中的应用》范文
《Rockwell PLC及ABB变频器在门座式起重机控制系统中的应用》篇一一、引言随着工业自动化技术的不断发展，门座式起重机作为重要的物流设备，其控制系统的性能和效率也得到了显著提升。
Rockwell PLC（可编程逻辑控制器）及ABB变频器作为现代工业控制的核心组件，在门座式起重机控制系统中发挥了重要作用。
本文将探讨Rockwell PLC及ABB变频器在门座式起重机控制系统中的应用，并分析其带来的优势和挑战。
二、门座式起重机控制系统概述门座式起重机是一种广泛应用于港口、码头等物流场所的重型设备，主要用于装卸货物。
其控制系统通常包括电机驱动、安全保护、操作控制等多个部分，要求具有高可靠性、高效率和良好的人机交互性能。
传统的门座式起重机控制系统多采用继电器逻辑控制，随着技术的发展，现代控制系统逐渐向数字化、智能化方向发展。
三、Rockwell PLC在门座式起重机控制系统中的应用Rockwell PLC作为一种成熟的工业控制设备，具有高可靠性、高灵活性和强大的功能扩展能力。
在门座式起重机控制系统中，Rockwell PLC主要承担以下几个方面的任务：1. 控制电机驱动：通过编程控制电机的启动、停止、调速等操作，实现起重机的精确运动控制。
2. 安全保护：通过监测起重机的运行状态和外部环境，如超载、过热等异常情况，及时采取保护措施，确保设备安全运行。
3. 人机交互：通过触摸屏或操作面板，实现操作员与控制系统的交互，方便操作员进行设备操作和参数设置。
四、ABB变频器在门座式起重机控制系统中的应用ABB变频器是一种用于电机调速的装置，具有高效率、低能耗和良好的调速性能。
在门座式起重机控制系统中，ABB变频器主要用于电机的调速控制，其作用如下：1. 精确调速：通过改变电机的供电频率和电压，实现电机的精确调速，从而保证起重机的精确运动。
2. 节能降耗：通过优化电机的运行状态，降低电机的能耗，提高设备的能效比。
超级电容储能型回馈系统在港口门座起重机的设计应用
超级电容储能型回馈系统在港口门座起重机的设计应用◎ 李佳铭 上海振华重工（集团）股份有限公司摘 要：门座式起重机是港口生产作业中必不可少的装卸设备，主要用于各类散杂件、集装箱的装卸工作。
近年来随着国家对于建设绿色港口要求的不断提高，起重机节能成为港口节能减排，绿色发展的一项重要课题。
本文主要介绍超级电容储能回馈系统作为一种新型节能方案在门座起重机上的设计与应用。
关键词：门座起重机；储能回馈；超级电容；变频器1.引言福建某码头一台新建40t门座起重机（以下简称门机）根据业主对于码头节能环保及自身实际需求，电控系统采用了安川单传动变频器+超级电容储能回馈系统+消谐补偿的设计方案，其中超级电容储能系统由可控储能单元及配套相应的控制单元（储能管理系统）组成。
门机作业时，由码头岸电与储能系统同时对门机驱动系统提供能量，当门机起升机构下降动作（位能负载）或各机构减速动作时，通过储能电容控制单元将起升下降或机构减速与制动时电机产生的电能回收存储到电容单元中，储能系统能够最大限度地把电机产生的电能进行吸收，并在起升上升与其他加速与运行阶段对系统补充能量，实现能量的再循环利用，达到节能环保的目的。
本文从设计、选型、调试等方面对门机超级电容储能回馈系统进行说明。
2.系统设计方案2.1系统构成本起重机分为起升、变幅、旋转、行走共4个机构，其中起升、变幅、旋转为门机的三大工作机构，门机作业时三机构除可以各自独立运行外还可以同时动作（联动工况），三机构中除变幅机构由1台电机驱动外，起升、旋转机构均通过2台电机同时驱动运行，每台电机均各自配置独立的变频器。
行走机构由8台电机并联通过1台变频器控制运行，由于门机工况特性行走机构作为非工作机构在实际作业时并不参与动作，故行走机构不配置独立的变频器，其采用与起升机构共用1台变频器的设计方案，通过司机室操作站的两位选择开关实现切换控制。
本项目所有机构驱动器均选用安川YS1000/HDA1000系列单传动变频器，整个系统将起升、变幅、旋转三个机构的变频器直流侧并联成直流母线回路结构，超级电容储能回馈装置挂载于变频器直流母线回路上，同时以起升变频器的整流部分作为整个电控系统的公共整流端。
能量回馈在门座起重机回转机构上的应用
处会 出现飘带 现 象 ， 由于 皮带 凹槽 深度 浅 ， 物 料容 易 溢出， 造 成大 量 物料洒 漏 。 为解 决这 个 问 题 ， 我 们 设 计 了 １套 自动 压 紧皮
图 ２ 检 测 机 构
物料 流 量小 于设 定值 时 ， ｓ ２得 电 ， 延时 电磁 阀 Ｄ１ 得 电， 气缸 抬起 ， 压 带轮 压下 皮带 。在物 料流 量 大于设 定值 时 ， Ａ、 ｓ １得 电 ， 延时 电磁 阀 Ｄ ２得 电 ， 气 缸 回 落， 压带 轮抬 起 。
源 的浪费 ， 而且 由于制 动 时 回转惯 量 大 ， 加、 减 速 时 间一 般设 为 ６～ ８ ｓ ， 稳 钩 困难 ， 影 响生 产效率 。
１ ． ２ 能 量 回馈 方案
左旋 电 机 右 旋 电机
采用 能 量 回馈 的方法 ， 变频 器 配 置能 量 回馈 单
元， 将 电能 返 回到 电 网 ， 实 现 能量 回收 。加 、 减 速 时
（ １ ） 重新 调 整 电流 环 和 电压 比例 增 益 ； 开 启 快
速限 流功能 ； 延长 回转 减速 时间 。 （ ２ ） 硬件 设 置 中交 流 侧 设 置 缓 冲 电阻 、 浪 涌 抑 制器 、 输 入 电抗器 与 滤 波 电容 ， 试 车过 程 中报 过 流 ； 在母线 侧加 直流 电抗 器 。
４ 直 与挂 广
港 口装 卸大 吨位 门座起 重 机针对 回转 单机 构采
港 口装 卸
２ ０ １ ３年 第 ３期 （ 总第 ２ １ ０期 ）
一
种 防 止 皮 带 机 洒 料 的 装 置
日照 港 裕 廊 公 司 邓 洪 伟 赵 则 坤 厉 爱 国
气 垫式 皮带 机具 有 能耗 低 、 输 送 效率 高 、 运行 平
16t-35m门座式起重机电控系统改造方案
16t-35m门座式起重机电控系统改造方案摘要:本文讲述了16t-35m门座式起重机各机构性能及参数,并介绍了原机电控系统的弊端,着重介绍了新门机的电控系统。
关键词:门座式起重机电控系统中图分类号:u294.27+5 文献标识码:a 文章编号:1672-3791(2012)06(b)-0080-011 门座起重机概述mq16t－35m门座起重机是港口码头前沿装卸一般散货和杂货吊钩、抓斗两用设备,它可以在工作范围内作起升、变幅、回转的单独或联合动作,操作方便、动作灵活。
mq16t－35m门座起重机适用于轨距为10.5m平行、直线、水平设置、型号为p50的轨道。
该机设有两套起升机构,另有变速箱,用于改变起升速度,卷筒为双联焊接,幅度改变采用齿条变幅机构,传动效率高。
该机的旋转部分采用了三排滚柱回转支撑方式,传动为立式行星减速箱及开式齿轮传动,并装有脚踏液压卧式制动器和极限力矩联轴节,使整机结构紧凑,动作平稳。
行走机构由四组32轮台车组成,其中16轮为驱动轮,各行走台车与平衡梁及其与门架均用铰接,使其均衡受力,设有新式的防爬装置、锚定装置。
2 门座起重机机械性能及参数2.1 起升系统起升系统包括起升和钢丝绳滑轮系统。
起升机构由两部单独的绞车组成,两部绞车可以单独组成或联合开动。
绞车装有变速箱,在要起吊25t货物时,两变速手柄同时拨在慢档(拨向靠电机一方),在要起吊25t货物或使用16t抓斗时,两变速手柄同时在快档(拨向靠减速箱一边),绞车在运转时禁止拨动变速箱手柄,只有在停车时才能拨动变速箱手柄,起重机可以方便地使用四索抓斗装卸散货或使用吊钩装卸件货。
2.2 旋转系统旋转系统包括转柱、水平轮和下支撑组成的回转支撑及立式电机常开式制动器极限力矩联轴器、小齿轮、大齿圈组成的回转驱动。
本机旋转机构装有两套相同的驱动机构,这两套机构对称布置在两侧,这样布置可减少由于转盘的变形而产生对开式传动副的啮合影响。
旋转驱动部分的制动器是常开式制动器,这样有利于司机视回转运动的实际情况,脚踏回转制动踏板,以踏力的大小控制制动过程的缓急,应当注意的是:如司机需要离开操作位置,应及时上紧制动器的手轮,以避免门座起重机失去回转控制。
基于港口多用途门座起重机电气传动控制分析与研究
基于港口多用途门座起重机电气传动控制分析与研究【摘要】本文主要就港口多用途门座起重机电气传动控制系统出发，分析了采用公共直流母线下带多个逆变器的多电机传动矢量控制变频调速方案，以改善整机的性能，特别是能较好地解决在起升机构上使用变频调速的一些关键技术。
本文提供了一些自己的观点，以供参考。
【关键词】多电机传动；矢量控制；公共直流母线；门机前言近年来, 由于变频技术的飞跃发展, 特别是矢量控制技术的应用, 变频技术日趋成熟, 以其宽广的调速范围、较高的稳速精度、快速的动态响应以及能在四象限作可逆运行的性能位居交流传动之首。
其调速性能完全可以和直流传动相媲美, 并有取代之的趋势。
因此, 以港口多用途门座起重机作为研究对象, 采用全变频调速系统, 以改善该机的整体性能,对推动港口机械电气控制与调速系统的更新换代，具有非常现实的意义。
一、参数起升机构: 起重量40 t驱动电机 yp355s-8 132 kw×2起升速度 30 m/ min空钩( 或只带吊具) 60m/ min变幅机构: 驱动电机 yp280s-837kw×1变幅速度 32m/ min回转机构: 驱动电机 yp250m -830kw×2旋转速度 1. 5r / min行走机构: 驱动电机 yp160l -611kw×4行走速度 26 m/ min二、变频方案选择分析研究对于这种用途门座起重机, 其核心机构是起升机构, 在起升机构上采用变频调速必须解决的关键技术为:1) 低频时能保证恒转矩输出, 以避免低频时满负载工况下发生带不动负载的现象;2) 满负载时在空中制动停车或再提升时, 不产生溜钩现象;3) 电动机减速或重载下放时, 再生制动能量必须迅速释放。
目前, 从市场上的变频器种类来看,一般分为两大类: 一种是一般用途变频器,仅适用于通风型或反应性负载; 另一种是矢量控制变频器, 适用于如起升机构这类位能性负载。
PLC在门座式起重机中的应用
文章编号：1006－1576（2003）02－0051－03PLC在门座式起重机中的应用姜健1，徐叶淮1，张蓉2（1. 华中科技大学控制科学与工程系，湖北武汉 430074；2. 华中科技大学电气与电子工程学院，湖北武汉 430074）摘要：门座式起重机电控系统由起升、行走、旋转、变幅控制柜，PLC控制柜，TP27－6触摸屏等组成。
PLC控制柜选用S7－300可编程控制器和1对IM365接口模块。
触摸屏和CPU314的通讯采用MPI协议。
其控制软件由行走机构、起升机构、旋转机构、变幅机构子程序和触摸屏监控子程序构成。
触摸屏软件采用Siemens组态软件ProTool编写。
关键词：PLC；门座式起重机；触摸屏；多点接口协议中图分类号：TP273 文献标识码：A Application of PLC in Portal Jib CranesJIANG Jian1, XU Ye-huai1, ZHANG Rong2(1. Dept. of Control Science & Engineering, Huazhong University of Science & Technology,Wuhan 430074, China;2. College of Electric & Electronics Engineering, Huazhong University of Science & Technology, Wuhan 430074, China)Abstract:The control system of portal jib cranes consists of jack, traction, circumrotating, radius-changing control cabinet, PLC control cabinet and TP－27 touch panel. S7-300 PLC and a couple of IM365 interface module was used in PLC control cabinet. MPI protocol was used in the communication between touch panel and CPU314. PLC control software is composed of multi-subprogram of traction mechanism, jack mechanism, circumrotating mechanism, radius-changing mechanism and touch panel. The touch panel software was programed by Siemens configuration software and ProTool.Key words: PLC; Portal jib crane; Touch panel; MPI protocol1 概述门座式起重机的执行机构工作时需频繁启动、制动和正反转，因此要求其电控系统有较高的安全性和可靠性。
门座起重机电气系统
门座起重机电气系统门座起重机的动力设备就是电动机。
为了满足生产的需要，进行各种动作，必须通过各种不同的电器组合成各种不同的控制线路，对电动机实施控制，使电动机能自动启动、反转、调速和制动。
另外，还需进行如超重、超程、稳性及各种电气安全保护。
一门座起重机的供电门座起重机的供电由以下几部分构成。
(一)馈电1．电缆馈电电缆馈电是最普通的馈电方法，如图5—8所示。
电缆一端接上电源，另一端固定在起重机支腿电缆卷筒上，电缆卷筒中心装有滑环，电流经电缆滑环(位于电缆卷筒中心)引到起重机上。
电缆随起重机移动而收放，一般用活配重来带动电缆卷筒转动。
在卷筒轴上装有绳轮，钢丝绳卷绕在绳轮上，且钢丝绳的一端固定在绳轮上，而另一端绕过固定在支腿上部的滑轮挂住活配重。
当起重机移动距电箱愈来愈远时，由于电缆拉力使电缆卷筒转动，绳轮跟着转动，将钢丝绳绕在绳轮上使活配重提起。
当起重机移向配电箱时，由于活配重的下降，使电缆卷筒反转，将电缆卷回。
用活配重收放电缆，简单可靠。
2．滑触馈电滑触馈电是沿起重机运行路线上敷设光导线或角钢，在运行机构上装有受电器，用滚动或滑动接触，将电流传递至各驱动机构。
滑触馈电在门座起重机上应用较少。
大连港的半门座起重机上采用此方法供电。
3．地沟馈电地沟馈电与滑触馈电属同一类型，所不同的是滑触设备被安置在地沟中，如图5-9所示。
为了安全生产，不妨碍行人和流动机械的运行，用软钢带或铰链钢板将整个地沟盖上，起重机经过时将板铲起，过后盖好。
图5 8电缆馈电示意图1 导轨；2走轮；3配电箱；4电缆插头5 电缆卷筒；6 电缆；7 门腿；8滑轮；9门机底座；10活配重；ll机房(二)中心受电器门座起重机控制室及臂架随旋转机构转动，电流引入起重机后，必须再用滑环受电器将电流接通。
由于它位于门座起重机的旋转中心，又称中心受电器，如图5一l0所示。
它由一组相互绝缘的滑环固定在起重机的转轴上，电刷安装在机架上，借助弹簧的压力与滑环保持紧密的接触。
PLC在门座起重机电控系统改造中的应用
采用 Ｐ Ｃ控 制 的技 术 方案对 电控 系统 实施技 术 改造 。Ｐ Ｃ控制 起 重机起 升 、 Ｌ Ｌ 变幅 和旋 转 ３大
运行机构 ， 运行 可靠性提 高， 障率 下降。 故
关键词 ： 门座起 重机 ； 电控 改造 ； Ｌ ＰＣ
Ａｐ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｐｌ ｔｏ ｆ ＰＬＣ ｎ Ｅｌｃ ｒｃ ｌＣｏ ｒ ｌＳｙ ｔ ｍ ｆ ｍａｔｏ ｆＰｏｒａ ａ ｅ ｃ ｉ ｅ ｔ ｉａ ｎｔｏ ｓｅ Ｒｅｏｒ ｉｎ ｏ ｔ ｌＣｒ ｎ
用于公 司原料 人 口卸 船 和外 销 矿装 船 ， 班 制作 两 业 。该 机 由起 升 、 幅和 旋转 ３大 机 构组 成 。原 变 机 电气 系统 为常规继 电器控 制 ， 使用 主令控 制器 、 控制继 电器 、 间继 电器 、 时 热继 电器 、 断路 器 和限 位 等多种元 器件对 接触器 进行控 制 。各 机构 电动 机 转子 回路 采用 串接 电阻方法启 动和 调速 。各 机 构ห้องสมุดไป่ตู้均采用 ３档速 度 ， 用 时间 继 电器 自动 延 时 切 利
２起升 、 幅和旋转机构 的限位开关线 、 ） 变 主 令 控制 线 均 汇集 到 Ｐ Ｃ设 备 。Ｐ Ｃ得 到 限 位 和 Ｌ Ｌ
机采 用常 规转 子 串电阻调 速 。通过 联 动台 主令控 制器 给 Ｐ Ｃ信 号来 相应 切 除 各 级 电阻 实 现 电动 Ｌ 机调速 。变 幅机 构设 有减 幅 （ 幅 ） 速 和终 点 ２ 增 减
２ １ ２ 总 体 改 造 方 案 ．．
器元件 老化 明显 ， 障频 繁 ， 故 已经影 响到生产 的正 常进行 ， 决定结合 电气 系统大 修实施技术 改造 。
１２ 预期 目标 ．
在 Ｐ Ｃ控制 中 ， Ｌ 一般 都 以变频 器实 现调 速控
南京港机重工制造有限公司_超级电容储能回馈系统在门座式起重机上的应用
2/ 2024年第4期供稿/南京港机重工制造有限公司 潘 磊 采编/邹铁汉 张韦微超级电容储能回馈系统在门座式起重机上的应用SPECIALIZATION REFINEMENT DIFFERENTIATION AND INNOVATION变频调速能量回馈控制技术是采用有源逆变技术，将再生电能逆变为与电网同频率同相位的交流电回送电网，从而实现制动运行的。
系统主体由能量管理单元（变流驱动控制）、超级电容储能单元2部分组成，在门机电控系统方案中，将起升、变幅、旋转3个机构的逆变驱动均并联于直流母线，本方案仅以起升机构作示意（见图1）。
能量管理单元根据电动机运行状况来决定直流母线、储能单元两者间的能量流动方向，当起升电动机处于下降势能发电状态时，再生能量经由起升逆变器整流汇聚于直流母线，直流母线电压抬升，再生其极大地提高了系统的效率，必然会逐步成为大功率设备的首选控制方式。
采用全控型器件作为有源逆变的功率开关器件可以提高系统的电能由直流母线流向储能单元，此时储能单元处于充电状态（即回收能量）；反之，当电动机处于提升状态时，再生能量由储能单元流向直流母线和外部市电共同为变频器效率，抑制谐波和机械噪声，使得基于全控型器件的能量回馈控制系统具有更广的应用前景。
逆变机构供电，此时储能单元处于放电状态（即循环利用能量）。
其中，能量管理单元控制储能单元输出功率根据负载功率变化进行动态响应，以实现快速充放电能的循环过程。
门座式起重机（以下简称门机）是散杂货码头装卸作业的关键设备，其灵活的装卸特性深受用户欢迎。
在起升下降以及主要机构减速过程中，势能及动能会转换为再生电能，而门机设备上所配置的变频驱动系统通常采用制动电阻将再生电能转换成热能消耗，或是通过公共的整流回馈单元将再生电能回馈到供电电网。
起重机储能型能量回馈系统不同于上述2种技术方案，配置储能型能量回馈系统的门机，整机能效水平提升明显，还能降低门机主电源的峰值负载，实现优化码头配电网络的功能。
PLC和变频器在装卸门座式起重机中的应用
PLC和变频器在装卸门座式起重机中的应用孔令姝【摘要】门坐式起重机为一种常用设备,主要负责货物的装卸,其结构比较复杂,为保证其稳定运行,还需要在现有基础上对其进行技术方面的优化.将PLC与变频器应用到装卸门座式起重机中,可以对其控制系统进行优化,提高其运行的稳定性,同时达到降低能耗的目的.本文对PLC与变频器在装卸门座式起重机的应用方式进行了简要分析.【期刊名称】《黑龙江科技信息》【年(卷),期】2015(000)036【总页数】1页(P83)【关键词】门座起重机;PLC;变频器【作者】孔令姝【作者单位】南京港口机械厂,江苏南京210031【正文语种】中文门式起重机现在已经被广泛的应用到港口码头，负责装卸一般散货和件杂货，运行时需要保证货物在变幅过程中水平移动，提高变幅平稳性，提高其运行综合效率。
PLC与变频器在装卸门座式起重机的应用研究，需要结合设备结构特点，以满足系统运行需求为基础，对电源与传动系统部分进行优化分析。
1 门座式起重机中变频器的设计和选型1.1耐冲击负荷的运行要求。
由于门座起重机操作由司机根据吊钩/抓斗的位置人为地决定装卸路线以及由司机主观地控制速度，因此决定了传动系统的运行时没有规律的，并且由于荷重从地面提升或空中制动器打开时，电动机的冲击电流比较大，要求调速系统具备较强耐冲击能力。
1.2有足够的过载转矩。
起升机构和变幅机构是位能性负载，要求有足够的起、制动转矩。
一般的变频器能提供本身1.5倍额定转矩工作1分钟的能力，与直流系统相比，过载倍数偏小。
因此，在设计和选择变频器时必须根据电动机容量选择恰当的变频器，一般在选择变频器时，最好应根据变频器的输出电流进行选择，保证其满足实际需求。
其中，变频器的输出功率是根据电流及输出电压进行计算得到的，计算功率以400V级为计算标准。
1.3选择合适的变频电动机。
门座起重机的起升电动机需要有恒功率控制的要求，在选择电动机时，必须仔细计算电动机的转速，一般设计时会把基速定在50Hz，把2倍恒功率升速定在100Hz，这就要求变频电动机能满足100Hz长时间稳定运行的要求。
浅析港口起重机势能回馈技术及方案
144 C W T 中国水运 2021·03摘 要：集装箱码头起重机作业电耗是码头生产作业主要能源消费支出之一，行业内一直在研究如何进一步降低起重机能源成本。
本文介绍了几种适用在轮胎式龙门起重机上的节能改造方案，并对各方案的优劣进行对比分析，作为方案选择的参考。
关键词：场桥/RTG；起升机构；势能回馈；单向整流器；AFE 回馈装置；测试方法中图分类号：U653.921 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2021）03-0144-03浅析港口起重机势能回馈技术及方案黄真锐（蛇口集装箱码头有限公司，广东 深圳 518069）DOI 编码：10.13646/ki.42-1395/u.2021.03.048专业集装箱码头装卸起重机主要有轨道式岸边起重机（简称岸桥）和堆场轮胎式龙门起重机（简称场桥/RTG）。
起重机装卸作业是典型的位势能负载，起升机构上升时，电机处于耗能状态，电能转换为势能；起升机构下降时，电机处于发电状态，势能转换为电能。
岸桥设计时即使用电能作业，其驱动装置使用的是双向整流单元，已考虑了势能的回馈电网，后续的改造节电空间较小。
而场桥（RTG）设备原设计为柴油机发电，起升机构下降的回馈电能无法回馈给电网。
随着场桥逐步被改造成使用滑线架供电，其回馈电具备了再生利用的基础条件。
根据测试，RTG 的回馈电可占整机作业能耗的30%左右，节电空间非常大，行业内对回馈电的再生利用技术基本都是近几年才发展完善的，各个码头对各项技术分支尚在观察测试阶段，本文探讨了较为主流的几项势能回馈技术。
1起重机势能回馈技术节能原理全电动改造前的RTG，采用单向整流器把市电或发电机供电的460V 交流电源整流为直流电源，在集装箱提升作业时，起升电机处于电动状态，起升变频器从直流母线上获取能量，驱动电机运转，在集装箱下降作业时，起升电机处于发电状态。
重物的势能减少带动电动机反向运转发电，通过变频器把交流电源整流为直流，回馈到直流母线，使直流母线电压升高。
PLC和变频器在门座起重机上的应用
（ Ｎａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ａ ｌ Ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ Ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｉ ｎ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ，Ｎａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ ２ １ １ １ ０ ０ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
第２ ６卷 第 ５期
２ ０１ ３ 年 ９ 月
机 电 产 品 开 崖 与 崭
Ｄｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ＆ Ｉ ｎ ｎ ｏ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｒ ｙ＆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｒ ｃ ａ ｌ Ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｓ
Ｖｏ １ ． ２ ６， ＮＯ ． ５
Ｓｅｐ ． ， ２０１ ３
文 章 编 号 ：１ ０ ０ ２ — ６ ６ ７ ３（ ２ ０ １ ３ ）０ ５ — １ １ ７ — ０ ２
Ｐ Ｌ Ｃ和 变频器在 门座 起重机上 的应用
杨 玉 ，王 明辉 ，钱 兵
（ 南 京 市 特 种设 备 安 全 监 督 检 验 研 究 院 ，江 苏 南 京 ２ １ １ １ ０ ０ ）
ｃ ｏ ｎ ｖｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏｎ ｔ ｒ ｏ１ ．Ｔｈ ｒ ｏ ｕｇ ｈ ｔ ｈｅ Ｐ Ｒ Ｏ ＦＩ ＢＵＳ ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｈ ｕ ｍａ ｎ—ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｆａ ｒ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ＰＬＣ ｃ ｏ ｎ ｎｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ， ｉ ｔ ｃ ａ ｎ ｍｏｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｃ ｒ ａ ｎ ｅ ｏ ｐｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ａ ｉ ｌ ｕｒ ｅ ． Ａｆ ｔ ｅ ｒ ｔ ｈｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｓ ａ ｐ ｐ ｈ ｅ ｄ， ｉ ｔ ｗｉ ｌ ｌ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈｅ ｐ ｅ ｆｏ ｒ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｌ ｐｏ ｔａ ｒ ｌ ｃ ｒ ａ ｎ ｅ， ａ ｎｄ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖｅ ｔ ｈｅ ｒ ｅ ｈａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆｔ ｈｅ ｐ ｏｒ ｔ ｌ ａ ｃ ｒ ａ ｎｅ ．
西门子整流回馈单元的预充电和主回路控制
西门子整流回馈单元的预充电和主回路控制赵欣【摘要】本文作者结合热轧机的设计和调试工作,以西门子公司S120交流多传动控制系统为例,阐述了西门子S120整流回馈单元(SLM)的主要控制特点；结合实际调试工作,叙述了控制预充电和主断路器的要求.【期刊名称】《有色金属加工》【年(卷),期】2012(041)003【总页数】3页(P58-60)【关键词】整流回馈单元;预充电;断路器控制【作者】赵欣【作者单位】洛阳有色金属加工设计研究院,河南洛阳471039【正文语种】中文【中图分类】TM921随着工业电气自动化技术的不断发展与成熟，在热轧机组等多台单体设备电气控制系统中，我公司选用了西门子公司S120交流多传动控制系统。
西门子S120交流多传动控制系统的供电模块主要分为三大类：⑴基本型电源模块(Basic Line Module)，简称BLM。
⑵非调节型电源模块(Smart Line Module)，即整流回馈单元，简称SLM。
⑶调节型电源模块(Active Line Module)，即作为升压器工作的自控供电/再生馈电装置，简称ALM。
我公司近几年主要选用了非调节型电源模块，即整流回馈单元(SLM)，再加上其他配套的电机模块(即矢量控制的逆变器)、CU320控制单元等扩展系统组件，设计了多套西门子S120交流多传动控制系统。
1 交流多传动控制系统的主要性能特点在交流多传动控制系统中，采用了公共直流母线技术。
它是在多电机交流调速系统中，采用单独的整流回馈单元为公共直流母线提供一定功率的直流电源，即通常所说的交流变直流(AC/DC)；调速用逆变器直接挂接在公共直流母线上,完成电机驱动的工作，即通常所说的直流变交流(DC/AC)。
当系统工作在电动状态时，逆变器从母线上获取电能；当系统工作在发电状态时，能量通过母线及整流回馈单元直接回馈给电网。
在使用多台逆变器工作的场合，各个逆变器在生产线处于电动状态或发电状态，通过公共直流母线可直接进行能量交换；在短时频繁起动/制动操作时，整流回馈单元内的电容可以短时充放电来保持直流母线电压的稳定，减小了起动/制动操作时对电网和电气设备的冲击。
《2024年度RockwellPLC及ABB变频器在门座式起重机控制系统中的应用》范文
《Rockwell PLC及ABB变频器在门座式起重机控制系统中的应用》篇一一、引言随着工业自动化技术的不断发展，门座式起重机作为重要的物流设备，其控制系统的性能和效率得到了广泛关注。
Rockwell PLC（可编程逻辑控制器）及ABB变频器作为现代工业控制领域的核心元件，在门座式起重机控制系统中发挥着重要作用。
本文将探讨Rockwell PLC及ABB变频器在门座式起重机控制系统中的应用，分析其技术特点及优势，并探讨其在实际应用中的效果。
二、门座式起重机控制系统概述门座式起重机是一种广泛应用于港口、码头等物流场所的起重设备，其控制系统负责控制起重机的各项动作，包括吊装、移动、定位等。
一个高效、稳定的控制系统对于保证门座式起重机的安全运行和提高工作效率至关重要。
三、Rockwell PLC在门座式起重机控制系统中的应用Rockwell PLC以其卓越的稳定性和可靠性，在门座式起重机控制系统中发挥着核心作用。
其应用主要体现在以下几个方面：1. 数据处理：Rockwell PLC能够实时采集和处理起重机的各种工作数据，包括吊装重量、位置信息、运行状态等，为控制系统的决策提供依据。
2. 逻辑控制：通过编程，Rockwell PLC能够实现复杂的逻辑控制，如吊装的自动定位、防撞保护、紧急制动等，保证起重机的安全运行。
3. 通信功能：Rockwell PLC具有良好的通信能力，能够与其他设备进行数据交换，实现控制系统的集成和协同工作。
四、ABB变频器在门座式起重机控制系统中的应用ABB变频器通过控制电机的电源频率和电压，实现对电机速度和转矩的精确控制，在门座式起重机控制系统中发挥着重要作用。
其应用主要体现在以下几个方面：1. 节能降耗：ABB变频器能够根据实际工作需求，精确控制电机的运行状态，实现节能降耗，提高设备的经济性。
2. 精确控制：通过ABB变频器的精确控制，可以实现起重机的精确吊装和定位，提高工作效率和准确性。
港口起重机械中能量回馈装置的应用分析[Word文档]
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港口起重机械中能量回馈装置的应用分析关键字：港口起重机械中能量回馈装置的应用分析本文为Word文档，感谢你的关注！摘要：在港口工作过程中，起重机械是其中最为重要的机械结构，并属于带载工况的工作状态，能够操作垂直几十米的位移，具有很高的时效性。
同时，在实际管理时，整体再生能量需要通过位能变化才进行综合处理和维护。
因此，本文分析了港口起重机械中能量回馈装置的制动方式，并探究它的实际应用。
关键词：港口起重机械；能量回馈装置；应用分析DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.06.2160 引言在处理和分析港口起重机械时，必须考虑到运行的相关参数和管控条件，以最大化发挥出处理系统的作用。
而位能性负载模型在运行时，能够有效提升电动机的工作效能，在下降空钩的过程中，能量也能较大的释放。
1 港口起重机械中能量回馈装置的制动方式起重机械有两种负载性质，第一是基于行走机构，旋转机构和变幅机构，其是反抗性负载的一种；第二是没有平衡重的变幅机构和起升机构，其是位能性负载。
反抗性负载对电动机有一定的要求，电动机属于电动工作状态。
位能性负载对电动机的要求是不对称特性，在空钩下降和提升时，电动机为电动状态，负载下降却为制动状态。
在下放设备过程中，能量需要根据实际情况进行释放，以在能量降低的同时，减少变频器外部和设备电动机的能量，设备的位能结构会直接回馈到变频结构的直流母线中。
所以，工作人员需要将运维机制更加稳定的构建，并结合实情情况进行考虑，确保回馈总能量的可靠性。
再生能源在变频结构中具有很大的作用，设备对能源的处理机制可以从两个方面来进行，第一是在这种机制运行条件下，直流回路中的制动电阻能够有效实现再生能源能耗制动，具有非常突出的整体优势。
同时，电网不会因为整体设备而受到太大污染，并能有效缩减项目整体成本。
但其存在的弊端是运行维度的整体效率较低；第二是是当应用PWM 回路后，再生电能产生逆变，整体运行频率交流电会因为相同而直接回馈到电网中，实现实际性的回馈制动。
直流供电及共用能量回馈系统的轮胎式集装箱龙门起重机[发明专利]
![直流供电及共用能量回馈系统的轮胎式集装箱龙门起重机[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/e31eb8d1a32d7375a5178023.png)
专利名称：直流供电及共用能量回馈系统的轮胎式集装箱龙门起重机
专利类型：发明专利
发明人：黄力军,李勋,吕明伟,张明江,杜明,苑宏凯,李华,赵德成,李敏
申请号：CN200710061274.1
申请日：20070928
公开号：CN101397117A
公开日：
20090401
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种直流供电及共用能量回馈系统的轮胎式集装箱龙门起重机，在集装箱堆场的箱区之间的通道中，架设直流滑触线供电线路，轮胎式集装箱龙门起重机的集电器滑动连接在滑触线上，集电器通过电缆连接到轮胎式集装箱龙门起重机变频系统的直流母排上，直流母排连接电流逆变器，电流逆变器交流电输出连接龙门起重机上的各机构电机。
采用直流供电方案，降低了滑触线布线成本，同时有效的解决能量回收利用，实现节能减排效果。
使用直流供电架线可减少廊道占用，减少绝缘子，减少机械载荷钢结构，减少很多投资。
申请人：天津港(集团)有限公司,天津市川丰电气技术有限公司
地址：300456 天津市塘沽区新港二号路35号
国籍：CN
代理机构：天津盛理知识产权代理有限公司
代理人：王融生
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《2024年度RockwellPLC及ABB变频器在门座式起重机控制系统中的应用》范文
《Rockwell PLC及ABB变频器在门座式起重机控制系统中的应用》篇一一、引言在现代化的港口和物流行业中，门座式起重机（即门式起重机）作为一种重要的物料搬运设备，其高效、稳定的性能显得尤为关键。
为了满足日益增长的作业需求和提升设备运行效率，现代门座式起重机控制系统采用了多种先进的技术和设备。
本文将重点探讨Rockwell PLC（可编程逻辑控制器）及ABB变频器在门座式起重机控制系统中的应用，分析其技术特点、工作原理及对提升系统性能的贡献。
二、Rockwell PLC在门座式起重机控制系统中的应用1. 技术特点与工作原理Rockwell PLC是一种广泛应用于工业自动化控制系统的可编程逻辑控制器。
它具有高可靠性、高速度的运算处理能力以及强大的控制功能。
通过编程，可以实现对门座式起重机的精确控制，包括对各种机械部件的实时监控和精确操作。
在门座式起重机控制系统中，Rockwell PLC通过与传感器、执行器等设备的连接，实时收集设备的运行状态信息，并根据预设的逻辑关系和算法进行运算处理，然后输出控制信号，实现对设备的精确控制。
2. 对系统性能的提升Rockwell PLC的应用极大地提高了门座式起重机控制系统的自动化程度和可靠性。
通过精确的逻辑控制和运算处理，可以实时监测设备的运行状态，及时发现并处理潜在的问题，避免了设备故障对作业造成的影响。
同时，Rockwell PLC还可以根据实际作业需求进行灵活的编程调整，满足不同作业场景的需求。
三、ABB变频器在门座式起重机控制系统中的应用1. 技术特点与工作原理ABB变频器是一种用于电机调速的设备，具有高效率、低能耗、调速范围广等特点。
在门座式起重机控制系统中，ABB变频器主要用于控制电机的转速和转矩，实现对吊具的精确控制和操作。
ABB变频器通过改变电源的频率和电压，实现对电机的调速控制。
它可以根据实际作业需求，自动调整电机的转速和转矩，确保吊具的平稳、准确运行。
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摘要 ：针对传统门机采用制动 电阻耗能方式所带来的能量浪费问题，提 出了一种适合 于门 机的可回馈 电控 系统。系统采用共直流母线方案，并采用双并联 Ａ Ｌ Ｍ 有源整流 模块 ， 提 高冗余度的同时， 在电源侧产生实际电流效果接近正弦波， 能抑制有 害谐波。 关键词 ：港 口 共直流母线 有源整流 冗余 谐波
考 虑 到最 大 程度 地减 少 对 电 网冲 击 ，同时最
大程 度 地抵 抗 电网 电压波 动 等情 况 的干扰 ，选 用
低 对上 级 电网 的影 响越来 越 大 。与 此 同 时 ，航 运 企 业对 船 舶停 泊 时 间要 求越 来越 严 ，由此 对起 重 设备特 别 是大 型起 重 设备 运 行 的稳 定性 要 求越 来
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ａｉ ｍｉ ｎ ｇ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｌ ｏ ｓ ｓ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｃ ｒ ａ ｎ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｎ
在起 升 和下 降 两个过 程 。起升 时 ，设 备形 成一 个
・２６ ・
绝 大部 分 能量 以不 断被提 高 的货物 势 能 的方式 存 储 。下 降 时 ，货 物 的势 能迅速 释放 ，设备 形成 一
个 极大 的发 电单 位 。许 多原有 的 门机 采用 的单 传
动 不可 回馈 系统 ，下 降过 程 中产 生 的回馈 能量 被
Ｔｈｅ Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｓ ｉ ｅ ｍｅ ｎ ｓ Ｃｏ ｍ ｍｏ ｎ ＤＣ Ｂｕ ｓ Ｃｒ ａ ｎ ｅ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｎ
Ｓ ｌ ｅ ｗｉ ｎ ｇ Ｌｕｆ ｉｎ ｆ ｇ Ｃｒ ａ ｎｅ
额 外添 加 的制动 电阻 以热 的形式 消耗 掉 ，造成 极 大 的浪 费 ，并增 加额 外 的设 备维 护工 作 。此外 ，
港口科技 ・ 科研与技革
门机 的规 格越 来 越 多 ，型号 越 来越 大 ，许 多 新增
设 备均 在 ４ ０ ｔ 以上 ，其 谐 波大 小 、功 率 因数 高
ｓ ｌ ｅ ｗｉ ｎｇ ｌ ｕｆ ｉｎ ｆ ｇ ｃ ｒ ａ ｎ ｅ ，ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｕｓ ｉ ｎ ｇ ｂｒ ａ ｋ ｉ ｎｇ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ｏ ｒ ｓ ，ａ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｒ ｅ ｇ ｅ ｎｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｖａ ｂ ｌ ｅ ｃ ｒ ａ ｎ ｅ
ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｗａ ｓ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍ ｍｏ ｎ ＤＣ ｂ ｕ ｓ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗａ ｓ ｃ ｈ ｏ ｓ ｅ ｎ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｌ ｌ ｅ ｌ ｃ ｏ ｎ ｎ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｗｏ ｓ ｅ ｌ ｆ － ｃ ｏ ｍｕ ｔ ａ ｔ ｅ ｄ ｉ ｎ ｆ ｅ ｅ ｄ ｓ （ ＡＬ Ｍ） ｗ ａ ｓ ｔ ａ ｋ ｅ ｎ ａ ｓ ｗ ｅ ｌ ｌ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ
港口科技 ・ 科研与技革
面 门 子 共 直 流 母 线 可 回 馈 电 接 系 统 在
门 座 式 超 重 讥 上 的 应 用
段 龙 陈 钢 苏 勇
（ １ ．西门子 （ 中国 ）有限公 司， 北京 １ ０ ０ １ ０ ２ ； 连云港港 口集 团有 限公 司， 江苏 连云港 ２ ２ ２ ０ ４ ２ ）
ＤＵＡＮ Ｌｏ ｎｇ ｌ ＣＨ ＥＮ Ｇａ ｎ ｇ ２ ＳＵ Ｙｏ ｎｇ ２
（ １ ． Ｓ ｉ ｅ ｍｅ ｎ ｓ Ｌ ｉ ｍｉ ｔ ｅ ｄ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ，Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ １ ０ ２ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ
２ ． Ｌ ｉ ａ ｎ ｙ ｕ ｎ ｇ ａ ｎ ｇ Ｐ ｏ ｒ ｔ Ｇｒ ｏ ｕ ｐ Ｃｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｌ ｉ ａ ｎ ｙ ｕ ｎ ｇ ａ ｎ ｇ ２ ２ ２ ０ ４ ２ ， Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
ｈ ａ ｒ ｍｏ ｎ ｊ Ｃ Ｓ
Байду номын сангаас我 国是世 界上 最大 的水 运 国家 之一 ，年 港 口
极 大 的用 电负荷 单位 ，从 上 级 电网吸 收 电能 ，且
货物吞吐量居世界之首 。 在这些货物中， 除了油、
气 等可 能使 用专 用管 道外 ，其 它 的货物 在港 口都 需 要通 过起 重机 来进 行装 卸 。 门座 式起 重机 （ 以 下 简称 门机 ）是 其 中一种 应用 最广 泛 、数量 最 多 的起 重 设备 。起 重机 装 卸货物 的过程 中 ，总是 存
ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ，ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｒ ｅ ｄ ｕ ｎ ｄ ｅ ｎ ｃ ｙ ．Ｆ ｕ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍｏ ｒ ｅ ．ＡＬ Ｍ ｄ ｒ ａ ｗ ａ ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ ｌ ｙ ｓ ｉ ｎ ｕ ｓ ｏ ｉ ｄ ａ ｌ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｆ ｒ ｏ ｍ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ ｗｈ ｉ ｃ ｈ １ ｉ ｍｉ ｔ ｓ ａ ｎ ｙ ｈ ａ ｒ ｍｆ ｕｌ ｈ ａ ｒ ｍｏ ｎ ｉ ｃ ｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｐ ｏ ｒ ｔ ｃ ｏ ｍｍ ｏ ｎ ＤＣ ｂ ｕ ｓ ｓ ｅ ｌ ｆ － ｃ ｏ ｍｍｕ ｔ ａ ｔ ｅ ｄ ｉ ｎ ｆ ｅ ｅ ｄ ｒ ｅ ｄ ｕ ｎ ｄ ａ ｎ ｃ ｙ