关于岸桥电气驱动和控制系统的基本方式及特点研究

胡颖华

摘要：当前，现代岸边集装箱起重机的主要研究方向是电气驱动和控制系统。通常情况下，依据岸桥发展的基本特点进行统计与研究。分析比较岸桥交流驱动和直流驱动都有各自呈现出来的优点与缺点，到底应该选择哪种驱动系统需要重点研究基本驱动原理，从而找到其中存在的规律性。

关键词：岸桥电气驱动;控制系统;基本方式及特点

岸桥设计前期，需要将电气驱动的具体方案确定下来。第一，方案在实施的时候，必须要将驱动对象负载确定下来，进而也让负载的特点得到确定。第二，岸桥运动的时候，起重机的起升机构是有负载量的，需要在起重量不变的基础上让负载转矩保持不变。第三，日常工作的过程当中，集装箱起重机多半时间是空载运行。依据实际特征起重机带载运行的情况下，也要依据循环功率来实施运行。所以，平时工作的情况下，为让工作效率得到全面性提高，可以在空载时，让起重机工作速度不断加快。

1、直流驱动与交流驱动的分析

1.1直流驱动与交流驱动比较

对于岸桥式起重机，应该同驱动做详细的比较，系统化的，全面分析直流驱动与交流驱动。岸桥驱动早期是采用直流驱动的方式运行，其优点可以呈现在如下几个方面。第一，相对较而言，直流驱动，在速率调节方面更好，容易让电压主调节作用得以实现。第二，启动的过程中，转矩大，但在动态下有很好的响应。第三，起重机在下降的过程中，可以把转变完成的电能反馈到电网中，从而让系统效率不断得到提高，也让资源得到有效性的节约。另外，在缺点方面，直流电机要比交流电机的结构相对复杂化，而且价格也比较高，维护难度大，所以不适合长期去使用。还有就是直流电机会使力矩变大，造成功率出现不自然的问题。

1.2交流驱动系统

驱动系统如图1所示。

交流驱动装置应用过程，需要重视启动过程，交流电机对岸桥运行起到了重要的作用，实际工作开展过程，应根据交流异步电机应用内容，全面确定基本特征。此外，在输出转矩运行过程，应重视转速问题，要明确相关的关系。这样设备运行时，能加强驱动控制，利于掌握空载与带载运行信息，从而提高分析水平。

2、岸桥对交流驱动系统要求

岸边集装条起重机，有很多结构形式存在，但是最为主要的形式有单箱梁，双箱梁等。而小车驱动主要包括钢丝绳牵引式与自动驱动式两种形式。

针对于重要的起升节点环节，起重机恒功率的控制才是关键因素，需要不断加强重视。起重机在工作的整个过程当中，额定负载的时候，电机转速就为额定转速。除此之外，设备负载减少，电机速度就要做出相应的优化与调整。

整个起重机在工作的过程中，变频器的作用就是利用闭环控制自动检测负载转矩，并且也要依据转矩变化促使恒功率保持在良好的输出状态。而起重机空载的时候，可以切实全面提高设备的速度，从而也进一步提高了工作质量与工作效率。

对于运行设备而言，不管是起升还是府仰的机构，都要反馈处理热能与动能的转速。通常情况下，可以利用制动电阻消耗能量，但是会对资源有所消耗。另外，合理再利用的方式非常适用，能够让能量直接反馈到电网当中，最终实现能量之间的有效性互通。

3、岸桥电气驱动和控制的基本特征

从岸桥电气运行实际看，其控制具有一定的特征，基本特征的分析也关系到实际工作的开展，因此要提高认识。岸边集装箱起重机，重点研究的技术就是电气驱动和电气控制，可以在分析的过程中充分了解到很多方面的特性，因此需要在实际工作当中，格外关注岸桥的方向发展，起升防下坠的功能，以及如何实现半自动与全自动的操作。

3.1岸桥向更重、更高、更长、更快的方向发展

要想岸桥能够全面发展，更加需要关注几方面内容。第一，岸桥的重量变大，必然也会影响起重机重量，但根据具体码头工作实际，要避免锚头承受力过大，需要减少起重机重量，实现轻量化发展，此阶段需要技术人员提高认识。也就是要意味着要不断改善速度的驱动效果，从而也进一步提高工作效率。第二，轨上起升高度，随着集装箱船舶的优化与改进，轨下升高度也跟着码头条件开始优化，如此，岸桥在运行的时候，才会突显出能量反馈的重要性意义。第三，因为增加了集装条运输船舶规模，起升机构的起升高度增加的同时，也会让小车总行程逐渐加大，从而促使电气驱动的高效化和稳定化。第四，对于岸桥起升速度而言，参与是较为稳定的，其空载运行的时候通常在固定化的范围，比如，额载运行是90米/分钟。另外，根据加速度分析，起动机起升过程应考虑加速功率，通过全面分析，能为变压器与起升驱动器的选择提供参考，利于技术人员根据数据信息科学进行分析。第五，比较稳定的参数还有岸桥小车速度，空载与额载，在实际运行的时候都有着比较快的速度。如果想要让性能指标达到实际要求，需要电气驱动系统的性能可以保持在良好状态，从而迅速将功率加以改善。

3.2应该具有起升防下坠功能

以往传统意义上的起重机需要在实际运行的过程中，具备起升的基本功能，预防出现下落的基本情况。起重机拉起重物的一瞬间，会有短暂的下降现象开始出现，从而在结束下降的过程中再逐渐升起。依据实际存在的现象可以切实体会到存在的不足之处。所以在起重机提升重物的时候，应该科学化，合理化的增加电动机输出的功率，不断强化功率下降的瞬间，进一步也让上升的动力得以增加。

3.3半自动、全自动操作的实现

半自动与全自动技术的应用，为起动机操作提供了技术保证，为了全面实现其技术的应用，应重视从几方面入手。第一，半自动通过运用到开锁与闭锁过程，需要技术人员手动完成，而其他动作也可以利用防摇系统等辅助系统让自动化得以实现。第二，全自动操作，该方式更加需要借助控制系统，通过全自动模式必然能提高工作效率，也是新时期集装码头发展的重要方向，全自动化是精准的，同时也避免了人为因素的干扰，利于实现岸桥自动循环。一方面可以让司机工作强度不断降低，让分配的劳动资源更为合理化，另一个方面可以全面提高工作的精确度，以及提高整体生产的效率。而半自化，全自动化操作是目前起重机研究的重点所在。

4、结语

总之，通过实践分析，结合具体工作实际，探索了岸桥电气驱动和控制系统运行的相关内容，作为技术人员，应结合当前形势，全面的进行驱动系统分析与应用研究，这样不仅保证了岸桥电气驱动和控制水平的提高，也能提高工作效率，利于更加全面的開展管理工作。总之，技术人员要根据岸桥电气驱动和控制的特征，科学的开展分析，加强技术交流，总结有效的技术应用方法。

参考文献：

[1]王超，孙琳，陈慧，刘中祥.基于MATLAB的起重机械起升电机调速方式的仿真研究[J].能源技术与管理，2016（01）.

[2]蔡峰.ZPMCCHA110-Z系列变频器在岸边集装箱起重机中的应用[J].起重运输机械，2011（06）.

[3]潘超，左健民，汪木兰.基于前馈及反馈补偿的高性能直线伺服系统[J].系统仿真学报，2010（12）.

[4]余凤豪，吕飞，张松涛，吉哲.永磁同步直线电机的数学模型分析[J].舰船电子工程，2010（09）.

[5]王国彪，赖一楠，范大鹏，杨华勇，王时龙.新型精密传动机构设计与制造综述[J].中国机械工程，2010（16）.

[6]张明超，尹文生，朱煜.永磁同步直线电机推力波动建模与抑制[J].清华大学学报（自然科学版），2010（08）.

[7]赵瑞芹，田小涛.减小永磁同步伺服直线电机磁阻力的研究[J].煤矿机电，2010（04）.

[8]宋玉，陈国鼎，马术文.交流伺服进给系统数学模型研究及其仿真[J].机械，2010（07）