英威腾Goodrive350-19变频器在造船门座式起重设备上的应用
发布时间:2022-11-01点击量: 5082
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
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 | 有 |
副钩 | 63KW | 120A | 1 | 有 |
变幅 | 55KW | 110A | 1 | 有 |
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卡 | EC-PG507-12 | 1 | ||
副起升 | 变频器 | GD350-19-090G-4-B | 1 | |
PG卡 | EC-PG507-12 | 1 | ||
变幅 | 变频器 | GD350-19-090G-4-B | 1 | |
PG卡 | 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
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;
* 产品功率段齐全,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。