關(guān)于岸橋電氣驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)的基本方式及特點(diǎn)研究

胡穎華

摘要：當(dāng)前，現(xiàn)代岸邊集裝箱起重機(jī)的主要研究方向是電氣驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)。通常情況下，依據(jù)岸橋發(fā)展的基本特點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與研究。分析比較岸橋交流驅(qū)動(dòng)和直流驅(qū)動(dòng)都有各自呈現(xiàn)出來(lái)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)，到底應(yīng)該選擇哪種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需要重點(diǎn)研究基本驅(qū)動(dòng)原理，從而找到其中存在的規(guī)律性。

關(guān)鍵詞：岸橋電氣驅(qū)動(dòng);控制系統(tǒng);基本方式及特點(diǎn)

岸橋設(shè)計(jì)前期，需要將電氣驅(qū)動(dòng)的具體方案確定下來(lái)。第一，方案在實(shí)施的時(shí)候，必須要將驅(qū)動(dòng)對(duì)象負(fù)載確定下來(lái)，進(jìn)而也讓負(fù)載的特點(diǎn)得到確定。第二，岸橋運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)是有負(fù)載量的，需要在起重量不變的基礎(chǔ)上讓負(fù)載轉(zhuǎn)矩保持不變。第三，日常工作的過(guò)程當(dāng)中，集裝箱起重機(jī)多半時(shí)間是空載運(yùn)行。依據(jù)實(shí)際特征起重機(jī)帶載運(yùn)行的情況下，也要依據(jù)循環(huán)功率來(lái)實(shí)施運(yùn)行。所以，平時(shí)工作的情況下，為讓工作效率得到全面性提高，可以在空載時(shí)，讓起重機(jī)工作速度不斷加快。

1、直流驅(qū)動(dòng)與交流驅(qū)動(dòng)的分析

1.1直流驅(qū)動(dòng)與交流驅(qū)動(dòng)比較

對(duì)于岸橋式起重機(jī)，應(yīng)該同驅(qū)動(dòng)做詳細(xì)的比較，系統(tǒng)化的，全面分析直流驅(qū)動(dòng)與交流驅(qū)動(dòng)。岸橋驅(qū)動(dòng)早期是采用直流驅(qū)動(dòng)的方式運(yùn)行，其優(yōu)點(diǎn)可以呈現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。第一，相對(duì)較而言，直流驅(qū)動(dòng)，在速率調(diào)節(jié)方面更好，容易讓電壓主調(diào)節(jié)作用得以實(shí)現(xiàn)。第二，啟動(dòng)的過(guò)程中，轉(zhuǎn)矩大，但在動(dòng)態(tài)下有很好的響應(yīng)。第三，起重機(jī)在下降的過(guò)程中，可以把轉(zhuǎn)變完成的電能反饋到電網(wǎng)中，從而讓系統(tǒng)效率不斷得到提高，也讓資源得到有效性的節(jié)約。另外，在缺點(diǎn)方面，直流電機(jī)要比交流電機(jī)的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜化，而且價(jià)格也比較高，維護(hù)難度大，所以不適合長(zhǎng)期去使用。還有就是直流電機(jī)會(huì)使力矩變大，造成功率出現(xiàn)不自然的問(wèn)題。

1.2交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)如圖1所示。

交流驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)用過(guò)程，需要重視啟動(dòng)過(guò)程，交流電機(jī)對(duì)岸橋運(yùn)行起到了重要的作用，實(shí)際工作開(kāi)展過(guò)程，應(yīng)根據(jù)交流異步電機(jī)應(yīng)用內(nèi)容，全面確定基本特征。此外，在輸出轉(zhuǎn)矩運(yùn)行過(guò)程，應(yīng)重視轉(zhuǎn)速問(wèn)題，要明確相關(guān)的關(guān)系。這樣設(shè)備運(yùn)行時(shí)，能加強(qiáng)驅(qū)動(dòng)控制，利于掌握空載與帶載運(yùn)行信息，從而提高分析水平。

2、岸橋?qū)涣黩?qū)動(dòng)系統(tǒng)要求

岸邊集裝條起重機(jī)，有很多結(jié)構(gòu)形式存在，但是最為主要的形式有單箱梁，雙箱梁等。而小車驅(qū)動(dòng)主要包括鋼絲繩牽引式與自動(dòng)驅(qū)動(dòng)式兩種形式。

針對(duì)于重要的起升節(jié)點(diǎn)環(huán)節(jié)，起重機(jī)恒功率的控制才是關(guān)鍵因素，需要不斷加強(qiáng)重視。起重機(jī)在工作的整個(gè)過(guò)程當(dāng)中，額定負(fù)載的時(shí)候，電機(jī)轉(zhuǎn)速就為額定轉(zhuǎn)速。除此之外，設(shè)備負(fù)載減少，電機(jī)速度就要做出相應(yīng)的優(yōu)化與調(diào)整。

整個(gè)起重機(jī)在工作的過(guò)程中，變頻器的作用就是利用閉環(huán)控制自動(dòng)檢測(cè)負(fù)載轉(zhuǎn)矩，并且也要依據(jù)轉(zhuǎn)矩變化促使恒功率保持在良好的輸出狀態(tài)。而起重機(jī)空載的時(shí)候，可以切實(shí)全面提高設(shè)備的速度，從而也進(jìn)一步提高了工作質(zhì)量與工作效率。

對(duì)于運(yùn)行設(shè)備而言，不管是起升還是府仰的機(jī)構(gòu)，都要反饋處理熱能與動(dòng)能的轉(zhuǎn)速。通常情況下，可以利用制動(dòng)電阻消耗能量，但是會(huì)對(duì)資源有所消耗。另外，合理再利用的方式非常適用，能夠讓能量直接反饋到電網(wǎng)當(dāng)中，最終實(shí)現(xiàn)能量之間的有效性互通。

3、岸橋電氣驅(qū)動(dòng)和控制的基本特征

從岸橋電氣運(yùn)行實(shí)際看，其控制具有一定的特征，基本特征的分析也關(guān)系到實(shí)際工作的開(kāi)展，因此要提高認(rèn)識(shí)。岸邊集裝箱起重機(jī)，重點(diǎn)研究的技術(shù)就是電氣驅(qū)動(dòng)和電氣控制，可以在分析的過(guò)程中充分了解到很多方面的特性，因此需要在實(shí)際工作當(dāng)中，格外關(guān)注岸橋的方向發(fā)展，起升防下墜的功能，以及如何實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)與全自動(dòng)的操作。

3.1岸橋向更重、更高、更長(zhǎng)、更快的方向發(fā)展

要想岸橋能夠全面發(fā)展，更加需要關(guān)注幾方面內(nèi)容。第一，岸橋的重量變大，必然也會(huì)影響起重機(jī)重量，但根據(jù)具體碼頭工作實(shí)際，要避免錨頭承受力過(guò)大，需要減少起重機(jī)重量，實(shí)現(xiàn)輕量化發(fā)展，此階段需要技術(shù)人員提高認(rèn)識(shí)。也就是要意味著要不斷改善速度的驅(qū)動(dòng)效果，從而也進(jìn)一步提高工作效率。第二，軌上起升高度，隨著集裝箱船舶的優(yōu)化與改進(jìn)，軌下升高度也跟著碼頭條件開(kāi)始優(yōu)化，如此，岸橋在運(yùn)行的時(shí)候，才會(huì)突顯出能量反饋的重要性意義。第三，因?yàn)樵黾恿思b條運(yùn)輸船舶規(guī)模，起升機(jī)構(gòu)的起升高度增加的同時(shí)，也會(huì)讓小車總行程逐漸加大，從而促使電氣驅(qū)動(dòng)的高效化和穩(wěn)定化。第四，對(duì)于岸橋起升速度而言，參與是較為穩(wěn)定的，其空載運(yùn)行的時(shí)候通常在固定化的范圍，比如，額載運(yùn)行是90米/分鐘。另外，根據(jù)加速度分析，起動(dòng)機(jī)起升過(guò)程應(yīng)考慮加速功率，通過(guò)全面分析，能為變壓器與起升驅(qū)動(dòng)器的選擇提供參考，利于技術(shù)人員根據(jù)數(shù)據(jù)信息科學(xué)進(jìn)行分析。第五，比較穩(wěn)定的參數(shù)還有岸橋小車速度，空載與額載，在實(shí)際運(yùn)行的時(shí)候都有著比較快的速度。如果想要讓性能指標(biāo)達(dá)到實(shí)際要求，需要電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能可以保持在良好狀態(tài)，從而迅速將功率加以改善。

3.2應(yīng)該具有起升防下墜功能

以往傳統(tǒng)意義上的起重機(jī)需要在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，具備起升的基本功能，預(yù)防出現(xiàn)下落的基本情況。起重機(jī)拉起重物的一瞬間，會(huì)有短暫的下降現(xiàn)象開(kāi)始出現(xiàn)，從而在結(jié)束下降的過(guò)程中再逐漸升起。依據(jù)實(shí)際存在的現(xiàn)象可以切實(shí)體會(huì)到存在的不足之處。所以在起重機(jī)提升重物的時(shí)候，應(yīng)該科學(xué)化，合理化的增加電動(dòng)機(jī)輸出的功率，不斷強(qiáng)化功率下降的瞬間，進(jìn)一步也讓上升的動(dòng)力得以增加。

3.3半自動(dòng)、全自動(dòng)操作的實(shí)現(xiàn)

半自動(dòng)與全自動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用，為起動(dòng)機(jī)操作提供了技術(shù)保證，為了全面實(shí)現(xiàn)其技術(shù)的應(yīng)用，應(yīng)重視從幾方面入手。第一，半自動(dòng)通過(guò)運(yùn)用到開(kāi)鎖與閉鎖過(guò)程，需要技術(shù)人員手動(dòng)完成，而其他動(dòng)作也可以利用防搖系統(tǒng)等輔助系統(tǒng)讓自動(dòng)化得以實(shí)現(xiàn)。第二，全自動(dòng)操作，該方式更加需要借助控制系統(tǒng)，通過(guò)全自動(dòng)模式必然能提高工作效率，也是新時(shí)期集裝碼頭發(fā)展的重要方向，全自動(dòng)化是精準(zhǔn)的，同時(shí)也避免了人為因素的干擾，利于實(shí)現(xiàn)岸橋自動(dòng)循環(huán)。一方面可以讓司機(jī)工作強(qiáng)度不斷降低，讓分配的勞動(dòng)資源更為合理化，另一個(gè)方面可以全面提高工作的精確度，以及提高整體生產(chǎn)的效率。而半自化，全自動(dòng)化操作是目前起重機(jī)研究的重點(diǎn)所在。

4、結(jié)語(yǔ)

總之，通過(guò)實(shí)踐分析，結(jié)合具體工作實(shí)際，探索了岸橋電氣驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)運(yùn)行的相關(guān)內(nèi)容，作為技術(shù)人員，應(yīng)結(jié)合當(dāng)前形勢(shì)，全面的進(jìn)行驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分析與應(yīng)用研究，這樣不僅保證了岸橋電氣驅(qū)動(dòng)和控制水平的提高，也能提高工作效率，利于更加全面的開(kāi)展管理工作?？傊?，技術(shù)人員要根據(jù)岸橋電氣驅(qū)動(dòng)和控制的特征，科學(xué)的開(kāi)展分析，加強(qiáng)技術(shù)交流，總結(jié)有效的技術(shù)應(yīng)用方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]王超，孫琳，陳慧，劉中祥.基于MATLAB的起重機(jī)械起升電機(jī)調(diào)速方式的仿真研究[J].能源技術(shù)與管理，2016（01）.

[2]蔡峰.ZPMCCHA110-Z系列變頻器在岸邊集裝箱起重機(jī)中的應(yīng)用[J].起重運(yùn)輸機(jī)械，2011（06）.

[3]潘超，左健民，汪木蘭.基于前饋及反饋補(bǔ)償?shù)母咝阅苤本€伺服系統(tǒng)[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2010（12）.

[4]余鳳豪，呂飛，張松濤，吉哲.永磁同步直線電機(jī)的數(shù)學(xué)模型分析[J].艦船電子工程，2010（09）.

[5]王國(guó)彪，賴一楠，范大鵬，楊華勇，王時(shí)龍.新型精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造綜述[J].中國(guó)機(jī)械工程，2010（16）.

[6]張明超，尹文生，朱煜.永磁同步直線電機(jī)推力波動(dòng)建模與抑制[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010（08）.

[7]趙瑞芹，田小濤.減小永磁同步伺服直線電機(jī)磁阻力的研究[J].煤礦機(jī)電，2010（04）.

[8]宋玉，陳國(guó)鼎，馬術(shù)文.交流伺服進(jìn)給系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型研究及其仿真[J].機(jī)械，2010（07）