浅谈集装箱装卸桥起升机构的控制方式

吴哲

（广州港股份有限公司，广东 广州527325）

1 概述

集装箱装卸桥是集装箱码头前沿装卸集装箱船舶的专用起重机械，可以说是集装箱港口中最重要的设备，通常由五部分组成：即起升机构、大车行走机构、俯仰机构、小车机构和吊具。其中起升机构由于其对可靠性要求极高、控制难度大、控制精度高、电机功率大的特性，属于最核心的机构。

集装箱装卸桥起升机构较为普遍的电气配置是：变频专用电机2 台，起升变频器2 台，编码器3 个（其中2 个增量型编码器与电机同轴安装，1 个绝对值编码器安装在卷筒上），PLC 一台。其中以SIEMENS（S7-400+6SE70）、ABB（AC500+ACS800）及YASKAWA（CP-317+H1000）在集装箱装卸桥中的应用较为普遍，下面介绍起升机构的控制方式。

2 闭环矢量控制

起升机构一般选择闭环矢量控制方式，而不选择V/F 控制方式，这是由其特殊的工况决定的。下面为V/F 控制方式的基本关系式：

E1=4.44f1N1KΦmU1=E1+i1（r1+x1）

E1为定子每相感应电动势有效值；f1为定子频率；N1为定子每相串联匝数；K 为基波绕组系数；Φm为每极气隙磁通；U1为定子电压；i1为定子电流；r1为定子电阻；x1为定子漏电感。

绕组里面的电动势一般是难以直接测量和控制的，所以在定子电势较高时，可以忽略定子绕组中的漏阻抗压降，使用定子电动势来代替定子电压，这样就形成了恒定压频比的控制方式。但是当电机运行在低频段时，定子绕组中的漏阻抗压降就无法忽略不计了，如果继续按照该方式进行控制就会引起磁通减小，从而使得电动机在低频时的转矩减小。为了弥补这种减小的作用，一般采用在低频段提高电压的方法，来减低低频段的转矩抵消漏阻压降的影响[1]。……