集装箱场桥电控系统研制与应用

1、成果简介 江苏省连云港新东方国际货柜码头2005年20台振华集装箱场桥出厂采用日本原装富士变频调速系统，随着时间的推移,该系统逐渐老化，故障率逐步增高备件购买困难等问题随之出现。新东方码头基于自有的省级研究生工作站及市级工程研究中心联合中国矿业大学及江苏海洋大学共同开发一种国产变频调速系统替代原有进口设备，从而保障码头的正常生产。该批次场桥起升机构采用独特的双绕组电机，大车机构采用对角线2驱布局，该项目旨在解决原系统存在问题，结合多种新技术做相应产品设计，首先整流器采用国产三电平直接功率控制技术，系统具备优异动态响应性能，场桥运行在市电供电时，能量回馈效率比原系统进一步提升,节能效果明显。直流环节欻功能新增加薄膜电容器（标称寿命20万小时）用于过压吸收，提升系统稳定性。采用低感叠层母线，降低IGBT过压，提高IGBT使用寿命；采用基于门极信息握手的IGBT驱动电路，提高IGBT故障诊断能力。此外采用触摸屏人机界面设计，而非传统的面板，保护齐全、有故障录波等功能，操作方便、故障信息长时保存，响应速度快、故障指向性更清晰，实现人机对话。采用零速非线性悬停控制方法和系统初始转矩动态辨识方法实现了提升无滑动悬停控制,实现了电气精准停车、连锁液压抱闸的双重停车安全控制。 2、主要创新点 （1）整流器的独特的三电平直接功率控制技术。采用该技术后，系统具备优异动态响应性能，场桥运行在市电供电时，能量回馈效率比原系统进一步提升,节能效果明显。（2）产品采用模块化设计，精简优化结构，精简安装工艺，使得设备尺寸更小、安装及拆卸方便、结构简单。（3）直流环节欻功能新增加薄膜电容器（标称寿命20万小时）用于过压吸收，提升系统稳定性。采用低感叠层母线，降低IGBT过压，提高IGBT使用寿命；采用基于门极信息握手的IGBT驱动电路，提高IGBT故障诊断能力。（4）摈弃传统小面板显示，采用触摸屏人机界面设计，保护齐全、有故障录波等功能，操作方便、故障信息长时保存，响应速度快、故障指向性更清晰，实现人机对话。（5）采用零速非线性悬停控制方法和系统初始转矩动态辨识方法实现了提升无滑动悬停控制,实现了电气精准停车、连锁液压抱闸的双重停车安全控制。（6）开发载荷识别技术，根据提升电流对提升载荷进行精准识别，精度控制在2%以内。