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英威腾Goodirve350-19变频器在造船门座式起重设备上的应用
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一、项目背景

门座式起重机是一种造船厂常用的起重机,其所用变频器早期都是用进口品牌,但随着国产变频器性能质量越来越好,逐渐被客户认可,在工程机械上变频器的国产化程度越来越高。

在浙江某船厂30T/10T门座式起重机全套执行机构,英威腾专为起重机定制Goodrive 350-19变频器很好地满足了门座式起重机设备的工作需求,无论在加减速时间、力矩、转矩动态响应速度、运行电流、电机噪声、稳速精度等方面均有出色表现,经过试运行试吊重物运行平稳可靠不遛勾,完全可以满足现场应用要求。

30T/10T门座式起重机实体图

30T/10T门座式起重机实体图

二、客户需求

门座式起重机由机械部分和电气系统两大部分组成。门座式起重机结构分为主起升、副起升、变幅机构、回转机构、行走机构等机构组成。主起升、副起升、变幅机构配有电力液压鼓式制动器作为停止运行后制动,需由具有起重抱闸专用逻辑功能的变频器驱动控制,以达到各机构接受运行、停止、变速定点停车等功能,不允许溜车事故发生。

电气系统主要由人机界面PLC变频器、电动机、制动器、制动系统等组成。各机构电机参数如下:

机构

功率

电流

数量

编码器

主钩

110KW

220A

1

副钩

63KW

120A

1

变幅

55KW

110A

1

回转

22KW

44A

2

 

行走

4KW

8.7A

8

 

对变频器的要求如下:

1. 能实现闭环控制,具有大的启动转矩,通常超过150%的额定转矩,若考虑超载实验等因素,至少应在起动加速过程中提供200%的额定转矩;

2. 由于机械制动器的存在,为使变频器输出转矩与机械制动器的制动转矩平滑切换,不产生溜钩现象,具有变频器启动信号与机械制动器动作信号的控制时序;

3. 当吊钩向下运行在减速段时,电动机将处于再生发电状态,其能量要向变频器母线侧回馈,必须根据不同的现场情况处理这部分再生能量;

4. 提升重物离开地面时瞬间负载变化剧烈,变频器应能对这种冲击性负载进行平滑控制;

5. 由于生产效率的要求,门座式起重机须具备快速启停提升能力;

三、英威腾解决方案

3.1 门座式起重机控制方案

门座式起重机通过操作室操作手柄、人机界面发出指令给到PLC,经PLC处理运算后输出控制变频器启停(端子命令)及速度命令(多段速信号),驱动各执行机构电动机在不同运行阶段实现调速。如图2所示:

门座式起重机电气系统示意图

* 主起升、副起升、变幅机构电机由对应的Goodrive 350-19系列起重专用变频器驱动,设置抱闸专用逻辑使能,根据门座式起重机专用抱闸时序逻辑控制制动器开合闸,抱闸逻辑控制融合转矩验证,转矩建立完成后进行松闸控制,安全不溜车。

* 回转机构有2台22KW/380V电机,由1台55KWGoodrive 350-19系列起重专用变频器同时驱动1#回转电机和2#回转电机;

* 行走机构有8台4KW/380V电机,由1台55KWGoodrive 350-19系列起重专用变频器同时驱动1#行走电机至8#行走电机;

* 起升机构下行、回转、行走机构惯性停车时发电产生的能量通过外置(DBU)或内置的制动单元以及外接的制动电阻发热耗散。

3.2 电气配置

项目名称

机构

设备

型号

数量

门座式起重机

主起升

变频器

GD350-19-160G-4

1

制动单元

DBU100H-320-4

1

输入电抗器

ACL2-160-4

1

PG

EC-PG507-12

1

副起升

变频器

GD350-19-090G-4-B

1

PG

EC-PG507-12

1

变幅

变频器

GD350-19-090G-4-B

1

PG

EC-PG507-12

1

回转

变频器

GD350-19-055G-4-B

1

行走

变频器

GD350-19-055G-4-B

1

输出电抗器

OCL2-055-4

1

3.3 现场电控柜

现场电柜

3.4 应用优势

* 系统稳定、可靠,GD350-19优异的闭环矢量控制性能,具备零速高转矩输出能力;      

* 变频器快速的动态响应,瞬时高达200%的转矩输出,有效保证起重机零速保持状态下不产生“溜钩”现象;

* 葡萄牙vs法国功率段齐全,完全满足主起升、副起升、变幅机构、回转机构、行走机构等执行机构应用;

* 功能宏参数,调试简单,功能齐全;

* 起升和变幅抱闸控制非常平稳;

四、客户价值

客户严格按照技术指标进行了载荷试验,各项功能、性能均合格,尤其是起升和变幅抱闸控制非常平稳,充分体现了英威腾Goodrive350-19变频器的优异性能和控制方案的优越性,Goodrive350-19变频器完全胜任起重机重负荷现场,成为门座式起重机高性能,高可靠性变频器的理想选择,值得推广。

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