CN110282551A - 一种起重机大车行走的永磁同步电机并联运行控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种起重机大车行走的永磁同步电机并联运行控制方法，涉及用于集装箱码头的大型起重机设备，本发明结构简单、动态平衡性高，电机采用永磁同步电机，每个永磁同步电机都由一个独立的驱动器驱动，旋转变压器反馈速度，形成闭环控制；永磁同步电机效率高，功率因数高、节能，能够解决对功率需求越来越大，电机体积、重量加大的问题。本发明可实现高精度控制，满足码头高精度大车控制的需求，适用于岸边集装箱起重机设备的多个驱动带动多个永磁同步电机的控制，且比传统控制方式更加节能高效。

Description

一种起重机大车行走的永磁同步电机并联运行控制方法
技术领域
本发明涉及用于集装箱码头的大型起重机设备，更具体地指一种起重机大车行走的永磁同步电机并联运行控制方法。
背景技术
随着港口行业的不断发展，对起重机设备的运行进度越来越高，传统的起重机设备大车控制方式主要采用一个驱动器带多个电机的开环或闭环控制，该种控制方式没有速度反馈或者只有一个车轮电机的速度反馈，控制精度较差，无法满足日益发展高精度控制要求。而且随着功率需求越来越大，电机的体积和重量进一步加大。
发明内容
(一)解决的技术问题
本发明针对传统的车辆行业控制采用一个驱动器带多个同步电机存在控制精度较差缺陷问题，提出一种起重机大车行走的永磁同步电机并联运行控制方法，本发明可实现高精度控制，满足码头高精度大车控制的需求，适用于岸边集装箱起重机设备的多个驱动带动多个永磁同步电机的控制，且比传统控制方式更加节能高效。
(二)技术方案
一种起重机大车行走的永磁同步电机并联运行控制方法，包括以下步骤：
S1、大车行走机构两侧各选择一个电机作为主驱动电机，其余电机为从驱动电机；
S2、PLC根据大车行走机构手柄指令，向主驱动电机变频器发出速度给定值，变频器根据旋转变压器反馈值，智能控制电机力矩，同时把该力矩值和旋转变压器反馈值返回PLC，PLC立即把力矩发送给从驱动电机变频器，驱动从电机，保证主驱动电机和从电机输出力矩一致，负载均衡；
S3、PLC比较两侧旋转变压器反馈值，智能调节两侧速度给定值，以保证两侧位移同步。
根据本发明的一实施例，所述步骤S1中，起重机大车行走机构一共有16个电机，单侧各8个，呈两侧对称布置，分为海侧和陆侧。
根据本发明的一实施例，所述16个电机为永磁同步电机。
根据本发明的一实施例，每个永磁同步电机都由一个独立的驱动器驱动，旋转变压器反馈速度，形成闭环控制。
根据本发明的一实施例，所述16个电机中，海侧从左到右为1-8号，陆侧从左到右为9-16号，选择海侧1号和陆侧9号为主驱动电机。
根据本发明的一实施例，所述两侧电机分别采用智能负载均衡技术。
(三)有益效果
采用了本发明的上述起重机大车行走的永磁同步电机并联运行控制方法，本发明控制系统结构简单、动态平衡性高，可实现高精度控制，满足码头高精度大车控制的需求，适用于岸边集装箱起重机设备的多个驱动带动多个永磁同步电机的控制，且比传统控制方式更加节能高效；永磁同步电机效率高，功率因数高、节能，能够解决对功率需求越来越大，电机体积、重量加大的问题。
附图说明
在本发明中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
图1是大车行走机构一侧控制方式示意图；
图2是本发明控制方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
结合图1，起重机大车行走机构由PLC控制器和变频器、永磁同步电机组，旋转变压器、速度反馈等组成。PLC控制器通过多个变频器分别与永磁同步电机组相连，永磁同步电机组与旋转变压器相连，永磁同步电机组带动旋转变压器并通过速度反馈与变频器相连。
通常起重机大车行走机构一共有16个电机，单侧各8个，呈两侧对称布置，分为海侧和陆侧。两侧采用位置同步控制方式，实现两侧同步运行，“共进退”。海侧从左到右为1-8号，陆侧从左到右为9-16号。每个电机都由一个独立的驱动器驱动，旋转变压器反馈速度，形成闭环控制。单侧电机采用智能负载均衡技术(主从控制)，保证每个电机出力一致，防止出现有正力矩，有反力矩，形成“力的方向统一”。
结合图2，起重机大车行走的永磁同步电机并联运行控制方法，包括以下步骤：
S1、大车行走机构两侧各选择一个电机作为主驱动电机，其余电机为从驱动电机；通常选择海侧1号和陆侧9号为主驱动电机；
S2、PLC根据大车行走机构手柄指令，向主驱动电机变频器发出速度给定值，变频器根据旋转变压器反馈值，智能控制电机力矩，同时把该力矩值和旋转变压器反馈值返回PLC，PLC立即把力矩发送给从驱动电机变频器，驱动从电机，保证主驱动电机和从电机输出力矩一致，负载均衡；
S3、PLC比较两侧旋转变压器反馈值，智能调节两侧速度给定值，以保证两侧位移同步。
电机采用永磁同步电动机，它对比同样功率的交流电机优点是效率高，功率因数高、节能，符合囯家提出“节能减排”要求，它具有如下优点：
1)功率因数高，可经常保持98％以上(异步电机功率因数随欠载而降低，可降至90％甚至更低)；功率因数是节能的重要指标，也是同步电机一大优势。
2)机械效率高，可经常保持96％以上(异步电机欠载运行时效率下降至80-70％，半载时甚至低于50％)；
3)永磁伺服同步电机比同等级的异步电机小2个等级的机座号，可减小体积和重量，它的起动飞轮矩小，有利于节能；
4)同步电机超载能力强，(超载250％以上，1分钟，而异步电机同样超载，时间为0.5分钟)，特别适合频繁起制动的桥式起重机，可减小配置的备用功率。根据采用同步电机的用户反映，它们可节省电能在8-10％以上。
5)减小了运动件启制动时的惯量，这是由于整机重量减轻的必然结果，即减少启制动时的能耗，达到节能的目的。
综合以上各项，新设计的智能型电差动牵引式桥式起重机至少可节能15％以上。
综上所述，采用了本发明的技术方案，起重机大车行走的永磁同步电机并联运行控制方法，本发明控制系统结构简单、动态平衡性高，可实现高精度控制，满足码头高精度大车控制的需求，适用于岸边集装箱起重机设备的多个驱动带动多个永磁同步电机的控制，且比传统控制方式更加节能高效；永磁同步电机效率高，功率因数高、节能，能够解决对功率需求越来越大，电机体积、重量加大的问题。

Claims (6)

1.一种起重机大车行走的永磁同步电机并联运行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、大车行走机构两侧各选择一个电机作为主驱动电机，其余电机为从驱动电机；
S2、PLC根据大车行走机构手柄指令，向主驱动电机变频器发出速度给定值，变频器根据旋转变压器反馈值，智能控制电机力矩，同时把该力矩值和旋转变压器反馈值返回PLC，PLC立即把力矩发送给从驱动电机变频器，驱动从电机，保证主驱动电机和从电机输出力矩一致，负载均衡；
S3、PLC比较两侧旋转变压器反馈值，智能调节两侧速度给定值，以保证两侧位移同步。
2.如权利要求1所述的一种起重机大车行走的永磁同步电机并联运行控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，起重机大车行走机构一共有16个电机，单侧各8个，呈两侧对称布置，分为海侧和陆侧。
3.如权利要求2所述的一种起重机大车行走的永磁同步电机并联运行控制方法，其特征在于，所述16个电机为永磁同步电机。
4.如权利要求3所述的一种起重机大车行走的永磁同步电机并联运行控制方法，其特征在于，每个永磁同步电机都由一个独立的驱动器驱动，旋转变压器反馈速度，形成闭环控制。
5.如权利要求4所述的一种起重机大车行走的永磁同步电机并联运行控制方法，其特征在于，所述16个电机中，海侧从左到右为1-8号，陆侧从左到右为9-16号，选择海侧1号和陆侧9号为主驱动电机。
6.如权利要求5所述的一种起重机大车行走的永磁同步电机并联运行控制方法，其特征在于，所述两侧电机分别采用智能负载均衡技术。
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