Особенности работы кранового группового электропривода с частотным управлением на морском судне
А.Е. Савенко, П.С. Савенко
Вестник ИГЭУ, 2024 г. выпуск 2, сс. 59—69
Скачать PDF
Состояние вопроса. Одной из важнейших задач повышения эффективности и надежности современных морских судов является исследование работы электрических приводов с частотным управлением. Существует достаточное количество научных работ, в которых проводится анализ и исследования на тему частотного управления электрическими приводами. Проблемы возникают при эксплуатации морских судов специального назначения, оснащенных мощным краном грузоподъемностью 250 тонн. Экипаж судна в условиях работы в открытом море не может полноценно эксплуатировать грузовой кран на полной скорости, так как он неожиданно отключается защитой и возникает аварийная ситуация. В связи с этим актуальным является совершенствование использования мощных групповых электроприводов на морских судах.
Материалы и методы. С применением метода пассивного эксперимента проведено исследование работы шести электромоторов мощностью по 400 кВт, которые приводят в движение лебедку главного гака крана. За работой частотного преобразователя и многоканального осциллографа осуществлялся постоянный мониторинг. Использование штатных функций системы управления частотного преобразователя позволяет контролировать и получать осциллограммы одновременно шести параметров: моментов, активных мощности и оборотов двигателей, полного тока лебедки. Необходимые корректировки и настройки системы управления частотными преобразователями произведены путем изменения параметризации карты обработки сигнала энкодера.
Результаты. Рассмотрена конструкция постаментного крана грузоподъемностью 250 тонн на трубоукладочном судне Seven Vega. Получены экспериментальные осциллограммы, характеризующие работу лебедки главного гака крана, при этом зафиксирован момент трипа (выбивания по перегрузке) на максимальной скорости одного из шести приводных электромоторов. Установлено, что такое срабатывание защиты приводит к невозможности продолжения подъема или спуска груза. Проведенные исследования показали, что для применяемых в групповом крановом электрическом приводе энкодеров необходимо использовать закон расчета скорости вращения по полной длительности периода импульсов одного канала. После изменения параметризации карты обработки сигнала энкодера, обеспечивающей расчет скорости вращения каждого из шести электродвигателей, проведены длительные испытания, которые показали исправную работу лебедки главного гака крана на максимальных скоростях.
Выводы. Результаты проведенных исследований позволяют обеспечить качественную работу группового кранового электрического привода с частотным управлением. Установлено, что при выявлении несимметрии длительности импульсов в работе оптических энкодеров необходимо изменить метод расчета скорости частотным преобразователем в целях использования полной длительности периода импульсов одного канала, а не разницы между фронтами или спадами импульсов четырех каналов. Опыт проведенных исследований и ремонтно-наладочных работ может быть использован в различных электротехнических комплексах, в которых применяются групповые электрические приводы с частотными преобразователями Siemens.
1. Ship unified electric-power systems / A.P. Sen'kov, B.F. Dmitriev, A.N. Kalmykov, L.N. Tokarev // Russian Electrical Engineering. – 2017. – No. 88(5). – Р. 253–258.
2. Савенко А.Е., Савенко П.С. Исследование работы мощного электропривода в автономном электротехническом комплексе // Вестник ИГЭУ. – 2017. – Вып. 4. – С. 44–49.
3. Авербух М.А., Кузнецова А.Д. Имитационное моделирование динамических процессов в крановом электроприводе с активным выпрямителем // Интеллектуальная электротехника. – 2021. – № 1(13). – С. 7–18.
4. Пачина О.В., Федулеева В.А. Компьютерная программа для расчета механизма подъема груза // Техническое регулирование в транспортном строительстве. – 2023. – № 2(56). – С. 58–62.
5. Савельев С.В., Фисюренко Д.В. Определение рациональных параметров грузоподъемных машин // Вестник государственного морского университета имени адмирала Ф.Ф. Ушакова. – 2017. – № 3(20). – С. 41–44.
6. Направления совершенствования судовых единых электроэнергетических систем / Ю.А. Губанов, И.М. Калинин, А.С. Корнев и др. // Морские интеллектуальные технологии. – 2019. – № 1–1(43). – С. 103–109.
7. Geertsma R.D., Visser K., Negenborn R.R. Adaptive pitch control for ships with diesel mechanical and hybrid propulsion // Applied energy. – 2018. – Vol. 228. – P. 2490–2509. DOI: 10.1016/j.apenergy.2018.07.080
8. Авдеев Б.А. Интеллектуальные энергоэффективные системы морских судов // Вестник Керченского государственного морского технологического университета. – 2021. – № 4. – С. 99–113.
9. Савенко А.Е., Савенко П.С. Обеспечение работы электротехнического комплекса современных судов специального назначения с динамическим позиционированием // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. – 2021. – Т. 23, № 6. – С. 99–108.
10. Савенко А.Е., Голубев А.Н. Обменные колебания мощности в судовых электротехнических комплексах / Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина. – Иваново, 2016. – 172 с.
11. A review of the use of organic Rankine cycle power systems for maritime applications / M.E. Mondejar, J.G. Andreasen, L. Pierobon, et al. // Renewable & sustainable energy reviews. – 2018. – Vol. 91. – P. 126–151.