1、 概述        傳統(tǒng)輪胎吊是由柴油發(fā)電機組提供能源，在集裝箱下放過程中和大車、小車制動過程中，電機處于再生發(fā)電狀態(tài)，勢能轉(zhuǎn)換成的電能無法回饋到電網(wǎng)，只能通過直流側(cè)的制動單元流向制動電阻，變成熱能而消耗掉，以免造成直流側(cè)母線過壓。油改電工程實施后，輪胎吊實現(xiàn)了市電供電。在此基礎(chǔ)上，安裝AFE有源前饋單元可以將這部分再生能量返回電網(wǎng)，進一步降低能耗，同時AFE可以降低變頻器設(shè)備的電流諧波，提高產(chǎn)品功率因數(shù)，改善電網(wǎng)質(zhì)量。

圖1 輪胎吊外形

2、 方案介紹        AS510系列AFE整流回饋單元是上海辛格林納新時達電機有限公司針對工業(yè)起重機領(lǐng)域開發(fā)設(shè)計的一款A(yù)FE產(chǎn)品，用于輪胎吊、岸邊集裝箱橋式起重機、門座式起重機等位能負載類型應(yīng)用場合，主要起到有源整流和能量回饋的作用。AS510系列產(chǎn)品采用有源整流技術(shù)及矢量控制算法，標(biāo)配LCL濾波器，預(yù)充電回路，通過控制高速IGBT模塊, 可實現(xiàn)電網(wǎng)和變頻直流母線間的能量的雙向流動，將由生產(chǎn)機械中的動能或勢能轉(zhuǎn)換而來的電能及時、高效地回饋到電網(wǎng)，從而實現(xiàn)節(jié)省用電。AFE工作時電網(wǎng)功率因數(shù)接近于1，能夠提高用電設(shè)備和電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低配電容量并提高系統(tǒng)效率；在整流和回饋狀態(tài)下，其電網(wǎng)側(cè)電壓和電流的波形都是諧波含量很少的正弦波，消除了變頻器對電網(wǎng)的諧波干擾，從而實現(xiàn)環(huán)保用電，完成有源整流和能量回饋的作用。        在采用AS510系列AFE產(chǎn)品會有如下優(yōu)勢： ?   * 在惡劣的電網(wǎng)條件下（電網(wǎng)波動大，諧波含量高），AS510系列AFE通過先進的鎖相控制技術(shù)，保證系統(tǒng)正常運行并保證最好的運行質(zhì)量； ?   * AS510運行在額定負載下，保證電流諧波小于3%；減低系統(tǒng)諧波分量，優(yōu)化系統(tǒng)電網(wǎng)質(zhì)量；AS510系列產(chǎn)品具有高動態(tài)響應(yīng)，負載波動不受影響； ?   * AS510系列AFE產(chǎn)品工作時可以把系統(tǒng)電網(wǎng)的功率因數(shù)提高到接近于1； ?   * AS510系列AFE整流回饋單元操作簡單、可靠，可以適應(yīng)輪胎吊市電給定，也可以支持柴油發(fā)電機系統(tǒng)； ?   * AS510系列有源前端不僅與新時達變頻器匹配而且還可以與ABB，西門子等知名品牌逆變器匹配使用。 3、 改造案例        寧波北侖國際集裝箱碼頭有限公司（NBCT）由寧波港集團有限公司與和記黃埔港口集團共同投資組建，到目前為止，碼頭已開辟至歐洲、北美、南美、非洲、澳洲及中東的遠洋干線，及至香港、臺灣、日本、韓國、新加坡等國家和地區(qū)的近洋航線。2006年集裝箱吞吐量達188萬TEU。        上海新時達AS510系列AFE整流回饋單元于2013年10月15日在寧波北侖港15#輪胎吊完成安裝調(diào)試工作，設(shè)備正常運行，其產(chǎn)品性能滿足現(xiàn)場作業(yè)要求。        由于碼頭很大一部分的輪胎吊系統(tǒng)采用不控整流供電,使得電網(wǎng)電壓畸變嚴(yán)重,影響AFE的鎖相并網(wǎng)控制。AS510系列AFE通過將電網(wǎng)電壓經(jīng)過無相移濾波及正負序提取的處理方式，優(yōu)化其鎖相控制，使得AFE系統(tǒng)運行平穩(wěn)同時最大限度的降低了并網(wǎng)電流的諧波含量。        下圖是現(xiàn)場AFE投入運行時的電壓電流測試數(shù)據(jù)，并網(wǎng)電流諧波在額定負載下運行時能低于3%，極大的改善了電網(wǎng)質(zhì)量。

標(biāo)準(zhǔn)工況下AFE投入回饋時電壓電流

下表是現(xiàn)場總的測試數(shù)據(jù)匯總：

       通過測試可以看出AS510系列AFE整流回饋單元在運行時，可以有效地提高電網(wǎng)電源的功率因數(shù)，降低電源電壓、電流諧波，有效的改善了電網(wǎng)的質(zhì)量，電流諧波最低能降到2.2%左右，且具有較高的節(jié)能效果，節(jié)能效率高達43%。