Краны незаменимы в современном промышленном производстве, широко используются в портах, на строительных площадках и в заводских цехах для погрузочно-разгрузочных работ. Их производительность напрямую влияет на производительность, безопасность и экономическую эффективность. Благодаря достижениям в области силовой электроники и технологий управления, Приводы с синхронными двигателями на постоянных магнитах (Двигатель PMSM)стали предпочтительным решением для модернизации систем привода кранов из-за их превосходной производительности.
В обычных кранах в основном используютсяасинхронные двигатели, которые, несмотря на свою простоту и дешевизну, обладают рядом недостатков при использовании в кранах.:
Недостаточный пусковой момент Требуются дополнительные пусковые устройства (например, гидравлические муфты), что увеличивает сложность и затраты на техническое обслуживание.
Ограниченный диапазон скоростей: Плохая регулировка скорости влияет на эффективность и точность работы.
Низкий коэффициент мощности: Требуются дополнительные компенсирующие устройства, что увеличивает нагрузку на сеть.
Низкая энергоэффективность: Низкая эффективность при небольших нагрузках приводит к чрезмерным потерям энергии.
Высокие затраты на техническое обслуживание: Частая замена щеток увеличивает время простоя и эксплуатационные расходы.
Эти ограничения снижают производительность крана, что требуетболее эффективного, стабильного и надежного привода.
Технология PMSMустраняет недостатки асинхронных двигателей, предлагая:
✅ Высокая эффективность и удельная мощность
• Возбуждение постоянными магнитами устраняет потери в меди ротора, повышая КПД (более чем до 95%).
• Компактная и легкая конструкция повышает удельную мощность.
✅ Коэффициент мощности, близкий к единице
• Минимизирует потребление реактивной мощности, снижая нагрузку на сеть.
✅ Высокое соотношение крутящего момента к инерции
• Обеспечивает высокий пусковой момент и быструю динамическую реакцию, что идеально подходит для частых ускорений / замедлений.
✅ Широкий диапазон скоростей с точным управлением
• Векторное управление (FOC) и прямое регулирование крутящего момента (DTC) обеспечивают плавное и точное регулирование скорости.
✅ Низкие затраты на техническое обслуживание и длительный срок
службы • Отсутствие щеток или контактных колец снижает износ и потребность в техническом обслуживании.
✅ Рекуперативное торможение
• Восстанавливает энергию при опускании/торможении, повышая энергоэффективность на 15-30%.
Приводы PMSM в настоящее время широко используются в:
A. мостовых кранах
•, используемых на заводах/складах для горизонтального и вертикального перемещения материалов.
B. Козловых кранах
•, используемых в портах и логистических центрах для обработки тяжелых грузов.
C. Башенных кранах
• Имеет решающее значение для строительных площадок, обеспечивая стабильную вертикальную транспортировку материалов.
D. Портовые краны
• Выполняют погрузку/разгрузку контейнеров с высокой точностью и эффективностью.
Основные области применения
► Подъемный механизм
♦ Обеспечивает плавный подъем/опускание с нулевым проскальзыванием и рекуперацией энергии.
► Механизм перемещения тележки
♦ Обеспечивает точное позиционирование и защиту от раскачивания.
► Поворотный механизм
♦ Обеспечивает быстрое и точное вращение для регулировки направления.
Для достижения максимальной производительности необходимы передовые стратегии управления:
Методы управления
♦ Полевое управление (FOC) - обеспечивает разделение крутящего момента и потока для высокоточного управления.
♦ Прямое управление крутящим моментом (DTC) - Упрощает контуры управления для улучшения динамических характеристик.
♦ Управление с уменьшением поля - Расширяет диапазон скоростей для работы на высоких скоростях.
♦ Управление без датчиков - Исключает использование энкодеров, сокращая затраты на техническое обслуживание.
Конструктивные особенности
♦ Выбор постоянных магнитов (NdFeB, SmCo для обеспечения высокой коэрцитивной силы).
♦ Терморегулирование - жидкостное охлаждение для мощных систем.
♦ Снижение электромагнитной совместимости - Экранирование и фильтрация для предотвращения помех.
♦ Отказоустойчивый дизайн – Резервные системы для операций, критически важных для безопасности.
⇒ Интеллектуальные и подключенные к сети краны
♦ Интеграция Интернета вещей для мониторинга в реальном времени и прогнозируемого технического обслуживания.
♦ Оптимизация траекторий движения и обработки грузов на основе искусственного интеллекта.
⇒ Энергоэффективные и экологичные решения
♦ Сверхвысокая эффективность PMSM-систем (Двигатели стандарта IE5).
♦ Гибридные накопители энергии (суперконденсаторы + батареи) для максимального снижения нагрузки.
⇒ Модульные и легкие конструкции
♦ Интегрированные блоки электропривода для установки по принципу "подключи и работай".
♦ Композитные материалы для снижения веса при сохранении прочности.
⇒ Автономная работа
♦ Машинное зрение для автоматизированного позиционирования груза.
♦ Дистанционное управление с поддержкой 5G во взрывоопасных средах.
Приводы PMSMреволюционизируют технологию кранов, обеспечиваяболее высокую эффективность, точность и надежностьпри одновременном снижении энергопотребления и затрат на техническое обслуживание. По мере того, какинтеллектуальное производствоиэкологичная логистиканабирают обороты, Краны с приводом от PMSMстанутпромышленным стандартом, открывая новые уровни производительности и экологичности.
Для производителей кранов и операторов внедрение технологии PMSM больше не является альтернативой - это необходимость в условиях конкуренции.
