隨著全球集裝箱運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，各起重機(jī)制造商對(duì)港口的集裝箱裝卸起重機(jī)設(shè)備，都在不斷地朝著先進(jìn)、快速、安全、可靠以及低成本的方向，進(jìn)行針對(duì)性的開(kāi)發(fā)研制，以謀求在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，采用先進(jìn)的技術(shù)裝備來(lái)獲取更好的經(jīng)濟(jì)效益。上海港機(jī)股份有限公司在上世紀(jì)末研制成功了輕型岸邊集裝箱起重機(jī)，主要適用于中小型港口以及老碼頭(由散貨轉(zhuǎn)向集裝箱裝卸)改造等以內(nèi)貿(mào)運(yùn)輸為主的用戶。目前已生產(chǎn)了10多臺(tái)產(chǎn)品，遍及國(guó)內(nèi)近10個(gè)港口。
　　一、起重機(jī)及控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介
　　輕型集裝箱起重機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下：
　　負(fù)荷起重量(不含吊具)：40T(外伸距30m)，35T(外伸距32m)，30T(外伸距38m)；
　　起升速度：30m/min、45m/min(40T負(fù)荷)，60m/min、90m/min(空載)；
　　起升電動(dòng)機(jī)功率：250kW，2×150kW；
　　起升行程：+30m～－15m；
　　小車(chē)速度：150m/min；
　　大車(chē)速度：30m/min；
　　軌距：22m，16m，10.5m；
　　整機(jī)重量：550T。
　　輕型集裝箱起重機(jī)的電控系統(tǒng)采用了當(dāng)今世界上該行業(yè)最先進(jìn)的控制技術(shù)。起升、小車(chē)、俯仰和大車(chē)機(jī)構(gòu)均采用交流(矢量)變頻驅(qū)動(dòng)器及全能量回饋控制方式，整機(jī)系統(tǒng)由PLC集中控制，并保持對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)部分(驅(qū)動(dòng)器、主令手柄、限位等)信號(hào)的監(jiān)控。CMS(Crane Management System)起重機(jī)管理系統(tǒng)是當(dāng)前起重機(jī)監(jiān)控管理先進(jìn)性的一個(gè)標(biāo)志，可對(duì)起重機(jī)的運(yùn)行狀況、機(jī)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示與監(jiān)控，及時(shí)地顯示出故障信息及解決方法，對(duì)裝卸作業(yè)的生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)以及對(duì)起重機(jī)的維修保養(yǎng)方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理等。
　　二、傳動(dòng)系統(tǒng)
　　交流變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是當(dāng)今被廣泛用于包括起重機(jī)在內(nèi)的各個(gè)行業(yè)的控制傳動(dòng)系統(tǒng)，它的性能優(yōu)于傳統(tǒng)的交直流驅(qū)動(dòng)方式的各類調(diào)速控制系統(tǒng)，而且還擁有先進(jìn)的直流傳動(dòng)不可比喻的高效、節(jié)能、電力環(huán)保等方面的優(yōu)勢(shì)。
　　該輕型集裝箱起重機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)采用羅克韋爾自動(dòng)化A-B公司的1336系列，該系列調(diào)速控制器可對(duì)功率在7.5～800馬力的交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速，其額定輸出電流最大可達(dá)到983A。起重機(jī)的起升和俯仰機(jī)構(gòu)采用的是1336Impact型矢量變頻控制器，可對(duì)其位勢(shì)能量負(fù)荷進(jìn)行較好的速度控制和力矩控制；而小車(chē)和大車(chē)運(yùn)行平移機(jī)構(gòu)采用的是1336PlusⅡ型(無(wú)傳感器)矢量變頻控制器，更好地對(duì)其慣性負(fù)荷進(jìn)行速度特性控制。
　　對(duì)應(yīng)用于起重機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，整流/回饋單元是其重要的組成部分，輕型集裝箱起重機(jī)先后采用過(guò)RGU (Regenerative DC Bus Supply Unit) 2364F系列和1336 Regen系列作為整流/回饋裝置，而全部IGBT整流/逆變回饋的公共直流母線型RGU系列，具有很好的電壓整流波形和電流逆變回饋波形，同時(shí)具有較小的諧波分量及較高的功率因數(shù)(0.95以上)的特點(diǎn)也使得整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)更為完美。
　　輕型集裝箱起重機(jī)的起升電動(dòng)機(jī)功率為250kW，轉(zhuǎn)速為980/1960r/min，額定電流為445A；選用的變頻器型號(hào)為1336E-(R)BP450，額定輸出電流為531A。
　　起升機(jī)構(gòu)屬于位勢(shì)負(fù)荷，即負(fù)荷力矩的方向始終一致，因此驅(qū)動(dòng)器除提供滿足負(fù)荷上升和下降的方向運(yùn)行力矩外，在機(jī)械制動(dòng)器打開(kāi)時(shí)，以及在整個(gè)減速停車(chē)過(guò)程中，都要提供出足以維持負(fù)荷重量的力矩。在每一次起動(dòng)時(shí)(不論上升還是下降)，變頻器根據(jù)對(duì)電動(dòng)機(jī)的自適應(yīng)檢測(cè)出所必須提供的力矩，提供出一個(gè)狀態(tài)化適當(dāng)?shù)碾娏鹘o電動(dòng)機(jī)，如果變頻器讀到反饋的電流，則制動(dòng)器釋放、打開(kāi)；如果變頻器讀不到反饋電流，則認(rèn)為力矩檢測(cè)失敗，并提供有關(guān)的信息顯示。
　　低速制動(dòng)是所有調(diào)速機(jī)構(gòu)的共同特點(diǎn)。實(shí)際速度的反饋是通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器將速度反饋至變頻器，變頻器將速度的轉(zhuǎn)換值用通信的形式傳遞至PLC，PLC進(jìn)行計(jì)算比較，然后控制制動(dòng)器的動(dòng)作，在操作手柄回零后，PLC計(jì)算出速度的比較值，在速度減至接近于零時(shí)，發(fā)出制動(dòng)指令，保證了機(jī)構(gòu)在高速運(yùn)行及制動(dòng)過(guò)程中的平穩(wěn)，沒(méi)有任何沖擊負(fù)荷的效應(yīng)。
　　恒功率調(diào)速是起升機(jī)構(gòu)進(jìn)行高效節(jié)能廣泛應(yīng)用的控制方式，即在重載時(shí)，保持在電動(dòng)機(jī)基速以下的最大恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行；而在輕載或空載時(shí)，利用電動(dòng)機(jī)高速低轉(zhuǎn)矩輸出的特性，根據(jù)負(fù)荷大小所應(yīng)提供的轉(zhuǎn)矩弱磁提高轉(zhuǎn)速，保持功率恒定，以提高起重機(jī)的使用效率。該輕型集裝箱橋吊的最高轉(zhuǎn)速是基速的兩倍，即頻率輸出為0～100Hz。負(fù)荷的檢測(cè)是根據(jù)提供電流的大小，通過(guò)數(shù)據(jù)通信由變頻器傳至PLC，然后經(jīng)過(guò)計(jì)算比較得出向變頻器發(fā)出的速度給定指令。
　　輕型集裝箱起重機(jī)的俯仰電動(dòng)機(jī)功率為55kW，轉(zhuǎn)速為1475r/min，電流為105A，選用的變頻器型號(hào)為1336E-(R)B100，額定輸出電流為150A，俯仰機(jī)構(gòu)的控制特點(diǎn)基本與起升機(jī)構(gòu)一樣，除了恒功率之外。
　　輕型集裝箱起重機(jī)的小車(chē)和大車(chē)機(jī)構(gòu)都是電動(dòng)機(jī)平移運(yùn)行機(jī)構(gòu)，小車(chē)電動(dòng)機(jī)功率為2×45kW，轉(zhuǎn)速為1475r/min，電流為2×84A；大車(chē)電動(dòng)機(jī)功率為 8×11kW，轉(zhuǎn)速為1465r/min，電流為8×22A。其變頻器選用的是無(wú)測(cè)速反饋的1336F-B125型，額定輸出電流為173A。與起升和俯仰機(jī)構(gòu)相比，平移運(yùn)行機(jī)構(gòu)無(wú)需在制動(dòng)器打開(kāi)前提供維持力矩以及恒功率控制的功能。
RGU為IGBT整流/逆變回饋裝置，在電