轮胎式起重机行走机构轮边驱动电气系统设计

袁 聪 赵 华

1 上海振华重工电气有限公司 2 上港集团振东分公司

1 引言

轮胎式集装箱起重机(以下简称轮胎吊)是集装箱码头所使用的传统起重机，提高其行走机构的定位精度和能效成为当下轮胎吊的发展趋势。传统行走机构由立式安装于转向平台上的异步电机、减速器以及链轮链条机构组成[1-2]。在启停时由于链条张紧与松弛的状态变化，导致轮胎吊大车的响应慢于轮边驱动。在运动过程中，由于1台轮胎吊的4套行走驱动机构之间的差异，链条长度的不同等因素，容易产生行驶偏移，需要频繁纠正偏移量，加重了操作负担。为此设计了一种安装于轮胎吊行走车轮轮毂范围内，电机、减速器、制动器、旋转变压器等高度集成的行走驱动装置。

2 轮边大车驱动方式

新型驱动装置采用了永磁同步电机、轮毂内齿轮驱动桥的直插式高集成度一体化设计(见图1)，使整个驱动机构结构紧凑、效率高、定位准、承载能力大。电机方面采用永磁同步电机代替常规使用的三相异步电机，使系统的响应更快，在载荷多变的情况下，均可保持良好的速度特性；在低速段可以提供充足的转矩输出，同时还拥有更高的功率因素、机械效率和能效比。

1.车架主体 2.齿轮驱动桥 3.永磁同步电机 4.行走车轮图1 新型轮边驱动机构示意图

3 轮边驱动电气系统的设计与实验

3.1 电机参数

根据轮胎吊行走机构的电机机械计算书选择表1参数的永磁同步电机。电机在实际应用转速(1 700 r/min)下的最大输出转矩为220 Nm(>157 Nm)，启动加速阶段最大短时峰值输出转矩为460 Nm(>385 Nm)，能够满足常规轮胎吊应用工况需求。