razvoj elektromotornih pogona za dizalične sustave koji...

Zavod za elektroenergetiku

Katedra za električne strojeve i pogone

- Crane Systems -

Razvoj elektromotornih pogona za dizalične sustave

koji rade u teškim industrijskim uvjetima

Prof. dr. sc. Božo Terzić

Sveučilište u Splitu

Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje

ABB Crane Systems (Västerås, Sweden)

Electrical and automation equipment for controlling the motions of

container cranes, ship unloaders and industrial cranes.

ACS800 AC Drives

Process Performance

AC Motors

Advant

Controller

AC800M

I/O Stations

S800 I/O

Crane

Maintenance

Station (CMS)

Dock Level

Station

LandStation

Remote CMS

CabinView

TCP/IP

Drive

Bus

Crane Automation

Sensors

Radio or fiber

to office

Pretvarač frekvencije

AC motor

Elektromotorni pogoni – glavni dizalični

pogon, vožnja mosta i „mačke”

Blok dijagram suvremenog upravljačkog sustava dizaličnog pogona

• Osnovni zadatak projekta: razvoj četverokvadratnih frekvencijskih

pretvarača za kavezne asinkrone motore

• Komercijalni naziv pretvarača: MoCon Robust FC

• Osnovni tehnički podaci:

- mrežni napon: 3 AC, 400 – 690 V (50/60 Hz)

- snaga motora: 20 – 300 kW → nosivost 20 – 300 tona

• Posebni zahtjevi za rad u teškim industrijskim uvjetima

čeličana:

- temperatura okoline do 700C

- visoki udio vodljive prašine u zraku

- minimiziranje dimenzija pretvarača zbog ograničenog prostora

dizaličnih kontejnera

- implementacija različitih specifičnih funkcija dizaličnih pogona

- dug životni vijek i visoka pouzdanost

• Projekt je započeo 2007. god. u Švedskoj (Västerås)

• FESB se uključio u projekt početkom 2009. god.

• Prvi prototipovi elektromotornih pogona isporučeni su u ljeto 2010. god.

u dvije švedske željezare:

- “AB Sandvik steel” – 132 t mosna dizalica u čeličani, 5

elektromotornih pogona snaga od 20 - 130 kW

- “Ovako” – 200 t mosna dizalica, 9 pogona snaga od 20 - 200 kW

• FESB je sudjelovao u puštanju prvih prototipova pogona u rad.

• Razvoj se nastavlja 2011. god na način da su napravljene značajne

promjene u konstrukciji, izvedbi energetskog kruga, elektroničkim

sklopovima za mjerenje i pogonskim sklopovima IGBT-ova. Također,

programska podrška se stalno nadograđuje i revidira.

• Projekt je završio krajem 2013. godine.

Važniji kronološki podaci

Aktivnosti FESB-a na projektu

• Razvoj aplikacijske programske podrške, implementacija upravljačko-

regulacijskih i zaštitnih funkcija

• Optimiranje energetskog kruga s ciljem minimiziranja dimenzija,

gubitaka, zagrijavanja i sprečavanja parazitnih efekata

• Razvoj i testiranje elektroničkih pločica za mjerenje i upravljanje

• Teoretske analize i simulacije različitih režima rada pogona

• Dugotrajna testiranja i analize različitih režima rada, s naglaskom na

najteže uvjete i režime koji se mogu pojaviti u stvarnom pogonu

• Tipska ispitivanja prvih serija pretvarača prema IEEE i IEC

standardima.

• Sudjelovanje u izradi dokumentacije (katalozi, manuali)

• Sudjelovanje pri puštanju prvih serija pretvarača u rad

Primjena najnovije tehnologije

• Energetska elektronika – IGBT moduli (1700 V, 1000 A)

• Mikroelektronika – SMD tehnologija, šesteroslojne elektroničke pločice,

integrirani krugovi s dozvoljenom visokom radnom temperaturom

• Mikroprocesorska tehnologija - Texas Instruments TMS320F28335

floating point digital signal controller

• Industrijske komunikacije – CAN i ProfiBus

• Sensori – struja, napon, temperatura, vibracije

• Razvojna programska podrška – Code Composer Studio, C++, objektno

orijentirano programiranje

Neke spoznaje nakon rada na projektu

• Premda razvojni tim treba imati različite specijaliste, posebno su

važni stručnjaci koji imaju znanja iz više područja (električni strojevi,

energetska elektronika, regulacijska tehnika, mikroprocesori,

komunikacije…)

• Osnovni preduvjeti za izvođenje ovakvih projekata su praktična

iskustva razvojnog tima i kvalitetni laboratoriji.

• Eksperimentalna istraživanja i testiranja industrijskih proizvoda

imaju čak i veći značaj od teorijskih istraživanja.

Značaj ovog projekta za FESB

• Iskustvo rada na razvoju industrijskog proizvoda za svjetsko tržište.

• Fakultetski istraživači rade s najnovijim industrijskim tehnologijama što

im u narednom razdoblju daje mogućnost prijavljivanja razvojnih

projekata iz različitih područja primjene sličnih tehnologija.

• Razvoj fakultetskih laboratorija zahvaljujući zajedničkim ulaganjima

FESB-a i ABB-a.

• Studenti FESB-a kroz njihove završne i diplomske radove susreću se

s najnovijim industrijskim tehnologijama.

• Tijekom 4-5 godina suradnje švedski partner je financirao razvojne

aktivnosti na FESB-u s cca 300.000 €.

Katedra za električne strojeve i pogone

Katedra za energetsku elektroniku i automatizaciju

Katedra za tehnologiju

Prijava na poziv „Jačanje kapaciteta za istraživanje, razvoj i inovacije”

Sigurnija i učinkovitija kogeneracijska i

trigeneracijska postrojenja

Sveučilište u Splitu

Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje

Pretvarač

frekvencije

Električna

mreža

Shema tipičnog ORC postrojenja