650吨/小时卸船机节能测试及改造

节能改造的过程对于卸船机电控系统的影响非常小，不改变原来制动电阻连接、也不改变原来电气开关的整定及铜排的连接。断开变频器的输入隔离开关，将变频器的直流母线与能量回馈整流器对应连接即可。由于能量回馈整流器的直流母线稳定电压范围最高值比制动电阻动作电压门限低，因此，制动电阻的保留不影响能量回馈整流器的使用。
如图9所示，将变频器的输入空气断路器(或者隔离开关)q1断开，在输入位置a、b、c三相输入端安装的电能表的测量节电数据。需要在相同使用工况、相同使用时间的前提下，与改造前的耗电数据进行对比。

图9 变频器加能量回馈单元后的主电路图

6 能量回馈单元对卸船机电控系统电能质量的改善
利用功率分析仪，测量卸船机局部电网内的功率因数、谐波含量、电压畸变率(thdu)、电流畸变率(thdi)以及各次谐波分布。
变频器重载情况下电压、电流波形图如图10所示。

图10 变频器重载情况下电压、电流波形图
注：通道1：开闭电流波形；通道2：起升电流波形；
通道3：变频器输入电压波形。

图10明显看出，电压波形出现“削峰”，电流波形出现“驼峰形”。主要原因是因为变频器采用二极管进行不控整流，二极管为非线性器件，影响电压和电流的相位。
能量回馈整流器在工作在全整流模式下，可以控制整流器与电网接口处的功率因数在0.96到0.99之间，各次谐波含量降低到5%以下，大大提高电能质量。同时对电网电压波动进行稳压，稳定直流母线，从而保证电机在重载工况下的转矩，提高工作效率。
由图11可知，电压的总谐波畸变率(thdu)在7%以上。

图11 电压谐波含量测试结果

由图12可知，电流的总谐波畸变率(thdi)在40%以上。

图12 电流谐波含量测试结果

7 结束语
改造项目所使用的e-control(亿控)能量回馈整流器的功率因数能保持在0.96～0.99之间，thd可控制在5%以内。经过半年的节电量的实测，达到了改造项目所设计的节电量，得到了业主和集成商的一致认可。

作者简介
陈林(1981-) 男 研发工程师，现就职于浙江海得新能源有限公司，研究方向为大功率能量回馈整流器。

参考文献
[1] 张崇魏，张兴．pwm整流器及其控制[m]．北京：机械工业出版社，2003．
[2] rockwell automation．what is regeneration usa: rockwell international corporation, 2001.
[3] rockwell automation．understanding regeneration. usa: rockwell international corporation, 2001.

作 者：浙江海得新能源有限公司 陈 林 刘常亮

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