“安裝體積,連續制動能力和可靠性是選型的主要參考依據。”振華重工的王建飛經理在說到170T移船絞車項目的變頻器選型要求時,如此強調。
移船絞車是重要的海工設備,在海上工作平臺、鋪管船里有廣泛的應用。移船絞車的工況與起升相似,正轉時收線,變頻器工作于電動機模式,電機對負載作功;反轉時放線,變頻器工作于發電機機模式,負載對電機做功,要求變頻器內置制動晶體管。與普通起升不同的是,移船絞車連續工作時間很長(數小時),所以對于變頻器的過載能力要求不高,但是要求變頻器具有100%制動轉矩連續運行的能力。
振華重工170T移船絞車項目總共包括9套絞車,其中每套絞車包含兩臺350kW、660V的交流異步電機,共同驅動一臺絞盤,要求使用兩臺變頻器同步控制。如果其中一臺變頻器發生故障,要求另一臺變頻器依然能夠獨立工作(總負載能力減半)。
當前主流的大功率變頻器一般只有40%的制動率,工作周期1-10分鐘,這對于起重機來說已經足夠了,但是卻沒法滿足移船絞車的工況要求。丹佛斯的“設計指南”給出355kW、690V變頻器100%制動轉矩時的制動率只有40%,表面上看起來無法滿足項目的要求,但是經過仔細調查發現,丹佛斯FC302系列690V機種變頻器,從355kW直至560kW都使用了相同的機箱(E1),相同型號的制動晶體管(400A×2),因此上海津信認為丹佛斯355kW、690V的變頻器實際具有遠超過標稱值的制動能力。
為了確定丹佛斯355kW、690V變頻器的確切制動能力,技術部門根據此種變頻器功率模塊的技術數據、散熱條件和負載電流,推算出制動晶體管在100%制動能量時連續運行的結溫升,并考慮到一定的安全裕度,確認FC302-355kW-690V變頻器可以滿足電機在額定轉速下,電機軸輸出轉矩100%時,連續制動工作的要求。振華重工也對計算依據和過程表示認可,為丹佛斯變頻器最終拿下此項目排除了障礙。
海上工作平臺的安裝空間,非常有限,丹佛斯提供的IP54的變頻器機柜寬度只有600mm,幾乎為競爭對手的一半,對此客戶表示非常滿意。而且丹佛斯變頻器內置負荷隔離開關和快速熔斷器,非常適合立式安裝。
接下來與振華重工討論具體控制技術方案,上海津信為從機控制提供了兩種控制方案:
1. 從機工作于轉矩控制模式,轉矩參考來源為主機的轉矩輸出。
這種控制方式相對來說比較簡單,缺點是高速加減速時從機的響應可能滯后,負載分配不平衡。
2. 從機工作于自由PID控制模式,轉速控制。
簡化的控制框圖如上圖,可以實現非??斓捻憫俣?;缺點是PID參數調試比較復雜,參數設置不當可能發生振蕩。
在制定具體控制方案的時候,丹佛斯變頻器的4套菜單切換功能發揮了巨大威力,使客戶可以方便地實現手/自動控制功能,以及故障時的單變頻器冗余運行。
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