Double girder 20 ton adalah lima drive dan 24,1 kW pada satu busbar, bukan beban satu crane. Bahkan dengan reaktor 5 persen pada setiap drive, busbar itu mendarat di sekitar 18 persen distorsi permintaan total terhadap batas 8 persen. Berikut ini apa yang benar-benar bertambah, dan perbaikan mana yang cocok untuk crane mana.
Double girder 20 ton bukanlah beban listrik satu crane. Entri katalog yang khas mencantumkan hoist utama 16 kW, hoist bantu 2,6 kW, dua motor trolley 0,55 kW dan empat motor long travel 1,1 kW. Itu 24,1 kW yang tersebar di lima drive yang bergantung pada satu busbar. Ketika semuanya berjalan bersamaan, arus harmonisanya bertambah bahkan sebelum mencapai trafo Anda, dan tidak ada perhitungan satu drive yang memprediksi apa yang akan dibaca meteran Anda.
Saya sudah menangani tiga pekerjaan tahun ini di mana double girder baru membuat pabrik trip, padahal pabrik itu sudah memakai crane girder tunggal selama satu dekade. Ketiganya diperdebatkan seolah crane-nya cacat. Dua di antaranya adalah masalah busbar, satu masalah pendinginan panel, dan tidak satu pun merupakan masalah crane.
Alasan double girder berperilaku berbeda bermuara pada dua hal yang tidak harus dihadapi artikel girder tunggal di situs ini. Drive-nya lebih banyak, dan di atas 16 ton ada dua hoist. Dua hoist berarti dua penyearah, dua set kontrol rem, dan dua kesempatan bagi kontaktor untuk lepas pada saat yang salah. Perhitungan berikutnya adalah tentang apa yang dilakukan drive-drive itu satu terhadap yang lain.
Semua yang ada di bawah ini adalah angka yang dipublikasikan dengan sumbernya disebutkan, klausul standar, atau angka yang kami hitung sendiri. Angka hasil hitungan diberi label sebagai angka perencanaan. Belum ada yang mempublikasikan survei distorsi harmonisa pada double girder 20 ton di pabrik baja Vietnam, dan saya tidak akan berpura-pura sebaliknya.
Lebih banyak daripada yang dihitung pembeli. Girder tunggal 10 ton punya satu hoist, satu set trolley dan dua motor long travel. Double girder dengan tonase sama punya empat motor long travel karena setiap end carriage membawa dua, dan dari 16 ton ke atas ia juga punya hoist kedua untuk angkatan ringan. Rincian motor yang dipublikasikan di bawah ini berasal dari katalog double girder standar yang mencakup 5 sampai 40 ton, dengan total sesuai yang tercetak.
| Kapasitas | Motor hoisting | Motor trolley | Motor long travel | Daya crane | Drive pada busbar | Arus pada 400 V |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 5 t | 6,1 / 1 kW | 2 x 0,31 kW | 2 x 0,55 kW | 8,82 kW | 3 | 16,6 A |
| 10 t | 9,5 / 1,5 kW | 2 x 0,44 kW | 2 x 1,1 kW | 14,08 kW | 4 | 26,6 A |
| 20 t | 16 / 2,6 kW | 2 x 0,55 kW | 4 x 1,1 kW | 24,1 kW | 5 sampai 7 | 45,5 A |
| 32 t | 20 / 5,0 kW | 2 x 1,1 kW | 4 x 1,5 kW | 33,2 kW | 5 sampai 7 | 62,6 A |
| 40 t | 38 kW | 2 x 1,5 kW | 4 x 2,2 kW | 47,0 kW | 5 sampai 7 | 88,7 A |
| 50 t (versi ringan Eropa) | 4 / 0,67 m/min, 2 kecepatan | 20 / 5 m/min | 40 / 10 m/min, pole change | 44,4 kW | 4 | 83,8 A |
Arus adalah hitungan kami pada 400 V, faktor daya 0,85 dan efisiensi motor 0,90, menggunakan kilowatt katalog. Jumlah drive adalah jumlah motor yang dikendalikan saklar terpisah, dan itulah yang penting untuk harmonisa: setiap motor dengan inverter sendiri menyuntikkan distorsi arusnya sendiri pada titiknya sendiri di busbar. Daftar crane girder ganda kami mempublikasikan rincian yang sama per kapasitas, dan itu hal pertama yang layak dibandingkan antara dua penawaran.
Baris 50 ton layak direnungkan. Itu mesin nyata yang dipublikasikan, bentang 13,5 m, angkat 6 m, jembatan 8.950 kg dan berat total 12.810 kg, beban roda statis maksimum 134,5 kN, klasifikasi U4/Q2 menurut EN 13001-1, dan peralatan listrik 44,4 kW. Tidak ada inverter di mana pun. Hoisting adalah 4/0,67 m/min pada motor pole-change dua kecepatan dan long travel 40/10 m/min dengan cara yang sama. Ingat hal itu, karena ia mengubah apa yang seharusnya Anda khawatirkan.
Dua hoist pada satu jembatan bukan fitur redundansi. Itu fitur produktivitas: kait bantu bergerak 2 sampai 5 kali kecepatan kait utama dan menangani segala hal di bawah sekitar seperempat kapasitas pengenal. Pada mesin yang menghabiskan sebagian besar harinya mengangkat 2 ton, hoist utama hanyalah beban mati.
Daftar konfigurasi yang dipublikasikan dari satu rangkaian double girder berat membuat polanya jelas. Dari 16 ton ke atas setiap kapasitas ditulis sebagai pasangan.
| Kapasitas terdaftar | Utama / bantu | Porsi bantu terhadap utama |
|---|---|---|
| 5 t | kait tunggal | tidak ada |
| 10 t | kait tunggal | tidak ada |
| 16 t | 16 / 3,2 t | 20 persen |
| 20 t | 20 / 5 t | 25 persen |
| 32 t | 32 / 5 t | 16 persen |
| 50 t | 50 / 10 t | 20 persen |
| 75 t | 75 / 20 t | 27 persen |
| 100 t | 100 / 20 t | 20 persen |
| 125 t ke atas | 125 / 32 t ke atas | 25 sampai 30 persen |
Di sinilah kisah kelistrikan menyimpang dari girder tunggal. Hoist bantu adalah penyearah kedua, rangkaian kontrol rem kedua dan kabel motor kedua, dan ukurannya sengaja dibuat kecil. Drive kecil adalah yang distorsi arusnya paling buruk relatif terhadap bebannya sendiri, karena kapasitansi bus DC dan reaktornya, jika ada, dipilih berdasarkan ukuran frame yang kecil dan bukan berdasarkan harmonisa. Logika yang sama berlaku untuk sisi hoist dan aksesori dalam pesanan: unit kecil bukanlah yang sederhana.
Dua penyearah enam pulsa pada satu busbar tidak saling merata-ratakan. Demonstrasi laboratorium yang dipublikasikan pada dua drive dari bus AC bersama mengukur 10,9 A harmonisa kelima dari drive pertama dan kira-kira dua kali lipatnya ketika drive kedua berjalan. Satu tambah satu sama dengan dua, seperti yang ditulis catatan aplikasi Eaton. Bentuk gelombangnya serupa, sudut fasanya serupa, dan sudut yang serupa akan bertambah.
Di antara dua ekstrem itulah seluruh diskusi berada. Asumsi yang nyaman adalah penjumlahan aritmetik: lima drive, lima kali arus harmonisa. Asumsi optimistis adalah root sum square: lima drive, 2,24 kali arus harmonisa. Kenyataannya berada di antaranya dan bergantung pada seberapa serupa drive-drive itu dan apakah penyearahnya digeser fasanya.
Industri mengukur ini dengan eksponen penjumlahan, sering ditulis alfa. Eksponen 1 adalah penjumlahan aritmetik tanpa peniadaan. Eksponen 2 adalah root sum square, yang Anda dapatkan ketika sudut fasa terdistribusi acak. Sebuah makalah IEEE tahun 2013 oleh Cuk, Cobben, Ribeiro dan Kling mengukur drive motor induksi paralel di dua lokasi selama sepekan dengan resolusi satu detik, mencakup front end enam pulsa dan dua belas pulsa, dan menurunkan koefisien untuk penjumlahan yang disederhanakan justru karena tidak ada satu pun ekstrem yang benar.
Yang penting secara praktis adalah distorsi permintaan total pada busbar, bukan distorsi harmonisa total satu drive. Itu dua angka yang berbeda dan pembeli terus-menerus mencampuradukkannya. Berikut hasil kedua aturan penjumlahan untuk sekelompok drive yang identik.
| Drive pada busbar | TDD jika aritmetik, tanpa reaktor (THDi 100 persen) | TDD jika root sum square, tanpa reaktor | TDD jika aritmetik, reaktor 5 persen (THDi 40 persen) | TDD jika root sum square, reaktor 5 persen |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 100 persen | 100 persen | 40 persen | 40 persen |
| 2 | 100 persen | 71 persen | 40 persen | 28 persen |
| 3 | 100 persen | 58 persen | 40 persen | 23 persen |
| 5 | 100 persen | 45 persen | 40 persen | 18 persen |
| 7 | 100 persen | 38 persen | 40 persen | 15 persen |
| Batas IEEE 519-2022, Isc/IL 20 sampai 50 | 8 persen | 8 persen | 8 persen | 8 persen |
Hitungan kami sendiri, menggunakan kisaran THDi per drive yang dipublikasikan ABB untuk drive HVAC dan aturan penjumlahan standar. Tabel itu mengatakan sesuatu yang tidak nyaman. Bahkan jika setiap drive punya reaktor 5 persen dan sudut fasanya kebetulan terdistribusi sempurna, double girder lima drive mendarat pada TDD 18 persen terhadap batas 8 persen. Menambah reaktor sangat membantu drive individual dan tetap meninggalkan busbar di luar kepatuhan.
Itu bukan alasan untuk melewatkan reaktor. Itu alasan untuk berhenti percaya bahwa reaktor adalah seluruh jawabannya. Pada satu drive tabel yang sama menunjukkan 40 persen turun ke 18 persen, itulah mengapa reaktor itu sepadan dengan dua ratus dolar. Pada mesin lima drive, reaktor yang sama membawa Anda dari 100 ke 18, jenis angka yang berbeda tetapi tetap jauh dari 8.
Pergeseran fasa adalah perbaikan harmonisa nyata yang termurah untuk sekelompok drive, dan hampir tidak pernah dispesifikasikan pada crane. Idenya sederhana: dua penyearah enam pulsa yang disuplai dari belitan yang terpisah 30 derajat listrik menghasilkan harmonisa kelima dan ketujuh yang terpisah 180 derajat, sehingga keduanya saling meniadakan di busbar bersama alih-alih bertambah. Satu enam pulsa ditambah satu enam pulsa yang digeser fasa berperilaku seperti penyerah dua belas pulsa pada titik pertemuan keduanya.
Angka distorsi arus yang dipublikasikan untuk front end yang tersedia, dari ABB dan dari data harmonisa Siemens untuk drive pada beban penuh, menjelaskan mengapa ini penting.
| Front end | THDi arus tipikal pada beban penuh | Efeknya pada busbar lima drive | Pemakaian nyata pada crane |
|---|---|---|---|
| 6 pulsa, tanpa reaktor | 90 sampai 120 persen | kasus terburuk mendominasi | sangat umum pada panel kontrol murah |
| 6 pulsa, reaktor 2 sampai 3 persen | 43 sampai 44 persen | membantu, masih di atas 8 | retrofit yang umum |
| 6 pulsa, reaktor 5 persen | 34 sampai 45 persen | 15 sampai 18 persen jika sudut fasa tersebar | standar pada HVAC, jarang pada crane |
| 12 pulsa | 8,8 persen | mendekati batas, perlu trafo belitan ganda | jarang pada crane, umum di pabrik baja |
| 18 pulsa | 3,9 persen | di bawah batas | kadang-kadang, untuk hoist besar |
| Front end aktif, dua kuadran | 1,3 sampai 5 persen | di bawah batas, faktor daya satu | makin sering dispesifikasikan untuk hoist tugas berat |
| Front end aktif, empat kuadran | 1,2 persen, plus regenerasi | di bawah batas dan memulihkan energi pengereman | premium, layak di atas sekitar 50 ton |
Satu demonstrasi yang dipublikasikan bernilai lebih daripada tabel itu. Dua drive enam pulsa identik pada bus bersama, satu trafo penggeser fasa, harmonisa kelima dari 10,9 A per drive menjadi kira-kira 21,8 A gabungan tanpa pergeseran dan menjadi hampir nol dengan pergeseran. Trafo itu tidak memfilter apa pun. Ia mengubah dua bentuk gelombang sefasa menjadi dua bentuk gelombang berlawanan fasa.
Pada double girder ini benar-benar praktis, karena kedua hoist adalah drive terpisah yang tidak harus identik. Mesin 20 ton dengan hoist utama 16 kW dan bantu 2,6 kW dapat menempatkan hoist bantu pada suplai yang digeser fasa, atau sekadar pada trafo kecil terpisah dengan grup vektor berbeda. Itu meniadakan harmonisa kelima dan ketujuh antara dua sumber terbesar dengan harga sebuah belitan, bukan sebuah front end aktif.
Yang tidak dilakukannya adalah meniadakan empat motor long travel, yang identik, disuplai dari satu pasangan inverter dalam mode master/slave, dan karena itu sefasa sempurna satu terhadap yang lain. Drive identik yang disuplai dari satu inverter bukanlah empat sumber harmonisa. Mereka adalah satu sumber dengan empat beban, itulah sebabnya long travel biasanya menjadi masalah paling kecil dan kedua hoist biasanya menjadi yang paling besar.
Tidak, dan di sinilah kebanyakan pembeli membalik diagnosisnya. Mesin 50 ton yang dijelaskan sebelumnya memiliki peralatan listrik 44,4 kW dan tidak ada inverter di mana pun. Hoisting adalah pole change dua kecepatan pada 4 dan 0,67 m/min. Long travel adalah pole change dua kecepatan pada 40 dan 10 m/min. Trolley 20 dan 5 m/min. Setiap gerakan dikendalikan kontaktor.
Mesin itu tidak menghasilkan arus harmonisa yang signifikan, karena motor induksi pole-change adalah beban linear. Yang dihasilkannya adalah hal lain: arus start enam sampai delapan kali arus beban penuh yang bertahan sampai motor mencapai kecepatan pull-up, dengan puncak siklus pertama yang dapat mencapai sepuluh sampai dua belas kali menurut dokumentasi drive ABB. Pada mesin 44 kW itu peristiwa 500 sampai 800 A pada setiap start, dan itu terjadi beberapa ratus kali per jam pada tugas M6.
Kedua desain karena itu memerlukan mitigasi yang berlawanan.
| Gejala | Crane pole-change | Crane VFD | Jawaban yang salah |
|---|---|---|---|
| Lampu berkedip pada setiap angkatan | ya, arus start | lebih kecil, kecuali bus DC berada di batas | membeli trafo yang lebih besar |
| Genset trip saat start | sangat mungkin | mungkin jika kurang daya | menambahkan filter harmonisa |
| Arus netral atau bumi hangat | tidak | ya, harmonisa triplen | mengganti kabel |
| Sekring bank kapasitor putus | tidak mungkin | resonansi harmonisa klasik | memasang kapasitor yang lebih besar |
| Kontak kontaktor berlekuk | tinggi, akibat arus start | lebih rendah | mengganti merek kontaktor |
| Mitigasi yang benar | soft starter atau retrofit VFD | reaktor, lalu AFE atau 12 pulsa | keduanya ada, tidak bisa saling menggantikan |
Ini angka perencanaan kami, berdasarkan rasio arus start yang dipublikasikan ABB dan kecepatan gerak dari lembar data 50 ton yang dipublikasikan. Kesimpulannya adalah bahwa pertanyaan pertama pada setiap masalah daya double girder bukanlah berapa distorsinya. Pertanyaannya adalah apakah ada inverter sama sekali. Saya pernah melihat filter harmonisa ditawarkan untuk crane yang dikendalikan kontaktor, yang merupakan cara sopan menjual trafo yang tidak dibutuhkan seseorang.
Karena busbar adalah resistor dengan induktansi, dan crane mengambil arus pada titik mana pun di sepanjangnya tempat jembatan berada. Crane yang parkir di ujung suplai hampir tidak melihat jatuh tegangan. Crane yang sama di ujung jauh melihat panjang konduktor penuh, dan pada teluk yang panjang angkanya berhenti menjadi akademis.
Angka impedansi yang dipublikasikan untuk sistem konduktor berselubung yang dipakai pada runway crane, pada 35 derajat C, per meter.
| Konduktor | Rating | Impedansi, ohm per meter | Resistansi DC, ohm per meter |
|---|---|---|---|
| Aluminium, permukaan kontak baja tahan karat | 500 A | 0,000158 | 0,000098 |
| Aluminium | 800 A | 0,000145 | 0,000075 |
| Aluminium | 1000 A | 0,000138 | 0,000052 |
| Tembaga | 500 A | 0,000162 | 0,000105 |
| Tembaga | 800 A | 0,000138 | 0,000058 |
| Tembaga | 1000 A | 0,000128 | 0,000035 |
Contoh perhitungan dari produsen pada lembar yang sama adalah bagian yang berguna, karena menunjukkan apa yang terjadi ketika sebuah teluk dipakai bersama. Dua crane yang menarik total 900 A pada busbar aluminium 1000 A, panjang teluk 245 m, disuplai dari ujung: jatuh tegangan 52,6 V. Teluk yang sama dalam tembaga: 48,8 V. Satu crane yang menarik 1000 A pada batang aluminium 1000 A sepanjang 250 m: 59,7 V. Pada sistem 400 V itu 13,2 persen dan 14,9 persen.
Itu jauh di luar batas yang wajar, dan penyebabnya bukan crane. Penyebabnya adalah menyuplai teluk panjang dari satu ujung pada arus mendekati rating batang. Yang sebenarnya ditunjukkan contoh itu adalah bahwa runway bersama adalah masalah desain listrik sebelum menjadi masalah crane, dan bahwa posisi suplai lebih penting daripada material konduktor.
IEC 60364-5-52 Lampiran G bersifat informatif dan bukan wajib, tetapi itulah angka yang menjadi acuan semua orang dalam mendesain: sampai 3 persen untuk rangkaian penerangan dan sampai 5 persen untuk rangkaian akhir lainnya, diukur dari titik suplai. Lampiran yang sama menyatakan secara eksplisit bahwa penurunan tegangan saat start motor harus diperiksa terpisah, karena memenuhi batas keadaan tunak tidak menjamin penurunan yang dapat ditoleransi selama start.
Jadi pertanyaan untuk double girder adalah berapa banyak dari 5 persen itu yang dimakan busbar. Perhitungan kami di bawah ini menggunakan impedansi yang dipublikasikan di atas, suplai dari ujung, 400 V, dan arus crane dari tabel pertama.
| Crane | Arus | Panjang runway | Busbar | Jatuh tegangan | Porsi dari 400 V |
|---|---|---|---|---|---|
| 20 t | 45,5 A | 150 m | 1000 A Al | 1,63 V | 0,41 persen |
| 20 t | 45,5 A | 300 m | 1000 A Al | 3,26 V | 0,82 persen |
| 50 t | 83,8 A | 200 m | 1000 A Al | 4,01 V | 1,00 persen |
| 50 t | 83,8 A | 400 m | 1000 A Al | 8,01 V | 2,00 persen |
| 100 t | 170 A | 300 m | 1000 A Al | 12,2 V | 3,05 persen |
| 100 t | 170 A | 400 m | 500 A Al | 18,6 V | 4,65 persen |
| 2 x 50 t bersamaan | 167,6 A | 400 m | 1000 A Al | 16,0 V | 4,01 persen |
| Contoh terpublikasi, 2 crane | 900 A | 245 m | 1000 A Al | 52,6 V | 13,2 persen |
Hitungan kami dari impedansi per meter yang dipublikasikan, menggunakan hubungan tiga fasa standar dengan panjang konduktor sama dengan setengah teluk untuk suplai tengah dan teluk penuh untuk suplai ujung. Semua baris disuplai dari ujung agar perbandingannya setara.
Hasilnya melegakan bagi crane dan tidak nyaman bagi runway. Satu double girder pada 45 sampai 84 A memakan 0,4 sampai 2 persen anggaran, dan itu baik-baik saja. Dua di antaranya yang berbagi batang 400 m memakan 4 persen, yang menyisakan hampir tidak ada untuk penyulang pabrik sendiri. Tiga crane pada 900 A memakan 13,2 persen, itulah contoh yang dipublikasikan dan itulah sebabnya teluk bersama gagal sementara setiap crane individual terlihat benar di atas kertas.
Satu hal lagi yang dilakukan jatuh tegangan dan tidak akan ditunjukkan meteran. Itu terjadi pada sambungan bergerak, di sepatu pengumpul, bukan di kotak terminal. Kontak pengumpul yang terputus-putus pada batang panjang adalah sumber klasik dari apa yang disebut industri sebagai gerakan lemah di ujung jauh: kontaktor menahan, motor berputar, dan beban tetap tidak terangkat. Jika gejala Anda hanya muncul ketika jembatan berada di salah satu ujung teluk, ukurlah tegangan di crane, bukan di panel.
Mereka memanaskannya. Rugi inverter dipublikasikan pada 40 sampai 50 W per kVA rating, atau 3 sampai 5 persen daya pengenal. Drive hoist 45 kW pada faktor daya 0,85 tampak seperti sekitar 53 kVA, sehingga rugi beban penuhnya berada antara 2,1 dan 2,7 kW panas di dalam kotak baja.
Contoh perhitungan yang dipublikasikan dari seorang perancang panel crane membuat ini konkret. Panel hoist utama metalurgi tipe QDY mengumpulkan rugi sekitar 1,68 kW: 1,5 kW pada inverter, 0,07 kW pada busbar, 0,04 kW pada kontaktor, 0,02 kW pada catu daya dan 0,05 kW pada item kecil. Selungkupnya 2.000 kali 800 kali 600 mm, dipasang berdiri bebas, yang memberi luas perpindahan panas efektif 5,712 meter persegi menurut hubungan IEC TR 60890. Baja dicat memindahkan panas sekitar 5,5 W per meter persegi per kelvin. Pada kenaikan 15 K kotak itu membuang 471 W.
Jadi rugi 1,68 kW di dalam kotak yang secara alami membuang 471 W stabil pada kenaikan 1.680 dibagi hasil kali 5,5 dan 5,712, yaitu 53,5 K. Di bengkel bersuhu 42 C, bagian dalam panel itu berjalan pada sekitar 95 C.
Sekarang tambahkan hoist kedua. Double girder di atas 16 ton menempatkan dua grup inverter dalam selungkup yang sama, dan hoist bantu tidak bisa diabaikan karena panelnya dipakai bersama.
| Crane | Daya drive terpasang | Panas pada 3,5 persen | Pelepasan alami pada 15 K | Kenaikan stabil, tanpa kipas | Suhu dalam pada ambient 40 C |
|---|---|---|---|---|---|
| 10 t girder tunggal | 14,1 kW | 0,49 kW | 471 W | 16 K | 56 C |
| 20 t double girder | 24,1 kW | 0,84 kW | 471 W | 27 K | 67 C |
| 32 t double girder | 33,2 kW | 1,16 kW | 471 W | 37 K | 77 C |
| 50 t double girder | 44,4 kW | 1,55 kW | 471 W | 49 K | 89 C |
| 50 t dengan satu kit kipas | 44,4 kW | 1,55 kW | 1,200 W dengan 250 m3/jam udara tersaring | sekitar 15 K | sekitar 55 C |
Hitungan kami, menggunakan laju rugi yang dipublikasikan, hubungan selungkup yang dipublikasikan dan kurva penurunan rating yang dipublikasikan. Baris terakhir menggunakan set kipas tersaring 250 meter kubik per jam yang tipikal dan hanya bersifat indikatif; kurva pemasok kipas yang menentukan.
Mengapa ini penting khususnya untuk distorsi. Penurunan rating inverter yang dipublikasikan adalah 1,5 persen arus keluaran pengenal per derajat di atas ambient 40 C. Pada 55 C di dalam selungkup, drive hanya punya 77,5 persen ratingnya, sehingga inverter 45 kW berperilaku seperti inverter 35 kW. Drive yang berjalan pada 78 persen nameplate menuju motor yang dipilih untuk beban penuh entah trip karena arus lebih atau, lebih buruk, berjalan pada titik operasi terdistorsi di mana bentuk gelombang arusnya mengandung lebih banyak kandungan harmonisa daripada angka datasheet yang menjadi acuan spesifikasinya. Pendinginan panel bukan item kenyamanan pada double girder. Itu bagian dari argumen kepatuhan harmonisa.
Dua kebiasaan terkait dari sumber yang sama layak ditiru. Letakkan resistor rem di luar selungkup, karena permukaannya mencapai di atas 300 C selama siklus regenerasi. Dan jangan pernah memasang panel menempel dinding tanpa mengulang perhitungan panas, karena selungkup tunggal yang dipasang di dinding kehilangan sekitar 11 persen luas efektifnya dibandingkan yang berdiri bebas.
Kadang-kadang, dan marginnya lebih sempit daripada yang diasumsikan kebanyakan pembeli. Koil kontaktor punya rentang pick-up dan rentang release, dan rentang release-nya lebar. Salah satu datasheet kontaktor mini yang dipublikasikan memberi pick-up pada 85 sampai 110 persen tegangan koil pengenal dan release di mana saja antara 20 sampai 75 persen. Jika unit Anda kebetulan lepas di ujung atas pita itu, penurunan 25 persen sudah menjatuhkannya.
Pada double girder ini lebih penting daripada pada girder tunggal karena kontaktornya lebih banyak dan gerakan yang bisa hilang lebih banyak. Kehilangan satu dari empat kontaktor long travel membuat tiga motor menggerakkan satu ujung dan satu motor meluncur bebas, yang kemudian coba dikoreksi kontrol master/slave dengan mendorong tiga lainnya lebih keras. Begitulah rel bisa terangkat.
| Sumber | Angka | Artinya di lapangan |
|---|---|---|
| Datasheet kontaktor terpublikasi | pick-up 85 sampai 110 persen, release 20 sampai 75 persen dari rating koil | penurunan 25 persen dapat melepaskan koil kasus terburuk |
| IEC 60034-1, zona A | plus minus 5 persen tegangan, plus minus 2 persen frekuensi | motor aman, kontaktor belum tentu |
| IEC 60034-1, zona B | plus minus 10 persen tegangan, plus 3 sampai minus 5 persen frekuensi | torsi pengenal tersedia tetapi lebih panas, hanya sesaat |
| NEMA MG 1 | plus minus 10 persen tegangan, plus minus 5 persen frekuensi, gabungan tidak lebih dari 10 | padanan Amerika Utara, sedikit lebih longgar |
| Studi ride-through EPRI | sag paling umum berlangsung 5 sampai 15 siklus, 83 sampai 250 ms | cukup lama bagi koil untuk lepas dan menutup kembali |
| Praktik pemilihan genset | motor menoleransi 30 sampai 35 persen, perancang membatasi 20 persen | angka 20 persen itu soal kontaktor, bukan motor |
Perbaikan praktisnya hampir tidak berbiaya dan hampir tidak ada yang melakukannya: suplai rangkaian kontrol dari trafo tegangan konstan kecil atau dari catu DC dengan kapasitor, sehingga tegangan koil tidak mengikuti busbar daya. Perbaikan lainnya adalah memerintahkan gerakan secara berurutan alih-alih bersamaan, yang bisa dilakukan PLC tanpa biaya.
Itu sepenuhnya bergantung pada apakah crane menetapkan puncak bulanan Anda. Di tempat yang menetapkannya, tarif industri yang dipublikasikan menunjukkan kerugiannya. Satu lembar tarif koperasi listrik pedesaan mengenakan USD 11,56 per kW permintaan daya yang dibeli ditambah USD 11,81 per kW permintaan distribusi, jadi sekitar USD 23,37 per kW per bulan. Lembar yang sama menyesuaikan permintaan penagihan ke atas ketika faktor daya pada permintaan maksimum di bawah 97 persen, mengalikan permintaan tercatat dengan 97 dibagi faktor daya sebenarnya. Ia juga mengenakan USD 0,01009 per kVARh berlebih ketika rata-rata bulanan turun di bawah 95 persen.
Drive enam pulsa tanpa reaktor memiliki faktor daya sebenarnya mendekati 0,69 meskipun faktor perpindahan drive itu 0,98, karena suku distorsi menyeret totalnya turun. Berikut efeknya pada crane 24,1 kW.
| Faktor daya | Permintaan semu | Permintaan yang ditagih | Penalti per bulan | Penalti per tahun | Kemungkinan penyebab |
|---|---|---|---|---|---|
| 0,98 | 24,6 kVA | 24,1 kW | tidak ada | tidak ada | front end aktif |
| 0,93 | 25,9 kVA | 25,1 kW | USD 23 | USD 281 | reaktor 5 persen |
| 0,85 | 28,4 kVA | 27,5 kW | USD 79 | USD 953 | reaktor 2 sampai 3 persen |
| 0,69 | 34,9 kVA | 33,9 kW | USD 229 | USD 2.748 | 6 pulsa, tanpa reaktor |
| 0,69, dua crane memuncak bersamaan | 69,8 kVA | 67,8 kW | USD 458 | USD 5.496 | sama, dua kali lipat |
Hitungan kami yang diterapkan pada tarif yang dipublikasikan dan 24,1 kW crane itu, pada USD 23,37 per kW per bulan. Dua catatan jujur. Ini hanya menggigit jika crane bertepatan dengan puncak penagihan, yang tipikal di pengecoran atau lahan pracetak dan tidak tipikal di gudang tempat crane berjalan sesekali. Dan ini mengasumsikan utilitas menerapkan secara harfiah tarif tertentu itu, yang bervariasi menurut wilayah.
Di tempat yang memang menggigit, reaktor seharga beberapa ratus dolar mengembalikan empat digit angka per tahun. Itulah seluruh alasan komersial untuk menspesifikasikan reaktor pada double girder, dan itu sama sekali tidak ada hubungannya dengan menjadi warga yang baik.
Crane overhead berat menjalankan sampai empat motor travel secara sinkron, dengan sinkronisasi disediakan oleh satu inverter crane dalam mode master/slave. Data drive yang dipublikasikan untuk tugas crane menempatkan motor travel pada 1,8 kali torsi pengenal untuk start, tugas S4 pada faktor durasi siklik 40 persen, sampai 360 start per jam, dan isolasi NEMA MG 1 Bagian 31 untuk kompatibilitas inverter.
Dua mode kegagalan listrik menjadi milik susunan ini dan tidak ada bagian lain dari crane. Yang pertama adalah kemiringan torsi: jika satu slave tertinggal, master menaikkan torsi pada keempatnya, end carriage yang memimpin selip atau menaiki rel, dan crane menjadi miring di runway. Yang kedua adalah arus sirkulasi antara motor yang terhubung ke bus DC yang sama ketika panjang kabelnya berbeda jauh, yang muncul sebagai pemanasan tidak seimbang pada motor yang ditemukan kamera termal jauh sebelum kode gangguan menemukannya.
Keduanya bukan masalah harmonisa, dan keduanya sering disalahkan pada harmonisa karena gejalanya berupa trip. Jika trip Anda terjadi selama long travel dan tidak pernah selama hoisting, Anda sedang melihat masalah koordinasi drive, bukan masalah kualitas daya.
Hampir sepenuhnya. Batas desain yang dipublikasikan untuk hoist, yang dirujuk silang antara klasifikasi ISO, FEM, CMAA dan AS, menetapkan batas atas keras pada jam operasi dan start per jam untuk setiap kelas.
| Kelas | ISO / AS | FEM | CMAA | Jam operasi per hari | Start per jam |
|---|---|---|---|---|---|
| 4 | M4 | 1Am | B | 2 | 180 |
| 5 | M5 | 2m | C | 4 | 240 |
| 6 | M6 | 3m | D | 8 | 300 |
| 7 | M7 | 4m | E | 16 | 360 |
| 8 | M8 | 5m | F | 16 lebih | 360 |
Mesin pada M5 mengumpulkan kira-kira 8 juta start sepanjang umurnya pada empat jam sehari. Mesin pada M7 mengumpulkan sekitar empat kali lipatnya, karena batas atas kelasnya empat kali lebih tinggi. Harmonisa per start tidak berubah. Yang berubah adalah jumlah start di mana harmonisa dan arus start bertepatan dengan segala hal lain di pabrik.
Di sinilah rentang 5 sampai 100 ton terbelah, dan terbelah di tempat yang canggung. Batas emisi harmonisa untuk peralatan yang terhubung ke sistem tegangan rendah publik pada 16 sampai 75 A per fasa ditetapkan oleh IEC 61000-3-12. Double girder 20 ton pada 45,5 A berada di dalam jendela itu. Yang 50 ton pada 83,8 A berada di luarnya, dan keluarga produk yang sama kemudian dinilai terhadap batas distorsi utilitas sendiri alih-alih standar peralatan.
| Dokumen | Cakupan | Posisi double girder |
|---|---|---|
| IEC 61000-3-2 | arus masukan sampai 16 A per fasa | hanya mesin terkecil, 5 t pada 16,6 A sudah di luar |
| IEC 61000-3-12 | 16 sampai 75 A per fasa, sampai 690 V, 50 atau 60 Hz, tegangan rendah publik | 5 sampai 32 t masuk; 40 t dan 50 t di luar |
| IEEE 519-2022 | distorsi arus dan tegangan pada titik kopling bersama, batas diskalakan menurut rasio hubung singkat | batas yang berlaku di sebagian besar kontrak ekspor, TDD 5 sampai 20 persen tergantung rasio |
| IEC 60204-32:2023 | peralatan listrik mesin pengangkat dari saklar suplai crane dan seterusnya, termasuk konduktor batang dan festoon di luar mesin, sampai 1000 V AC | mencakup suplai runway, bagian yang paling sering ditinggalkan dari kontrak crane |
| IEC 60364-5-52 Lampiran G | jatuh tegangan yang dianjurkan, 3 persen penerangan, 5 persen rangkaian akhir lainnya, penurunan saat start diperiksa terpisah | anggaran yang dimakan runway |
| IEC 61800-5-1 | keselamatan listrik sistem penggerak daya, termasuk proteksi arus bocor ke bumi | drive dapat menghasilkan arus sisa DC halus, sehingga diperlukan perangkat Tipe B atau B+ |
Tabel tegangan IEEE 519-2022 layak dibawa ke mana-mana, karena itulah yang dikutip pembeli tanpa kualifikasinya. Pada titik kopling bersama di bawah 1 kV batasnya 5,0 persen untuk setiap harmonisa tunggal dan 8,0 persen total. Dari 1 sampai 69 kV batasnya mengetat menjadi 3,0 dan 5,0. Tabel arus yang semua orang lupakan diskalakan dengan rasio hubung singkat: 4,0 persen untuk harmonisa kelima dan 5,0 persen TDD ketika rasionya di bawah 20, naik menjadi 15,0 dan 20,0 ketika di atas 1.000. Crane di pabrik dengan suplai kaku punya ruang lebih banyak daripada crane yang sama di ujung penyulang pedesaan yang panjang, dan peralatannya identik.
Soal arus bocor ke bumi, poin spesifik crane adalah bahwa perangkat Tipe AC atau Tipe A dapat dibutakan oleh komponen DC halus yang dihasilkan drive pada kondisi gangguan. Literatur perangkat yang dipublikasikan untuk instalasi crane menganjurkan Tipe B atau Tipe B+ dengan imunitas terhadap trip palsu pada kabel panjang, dan mencatat bahwa filter EMC terintegrasi hanya dinyatakan efektif dalam jarak sekitar 5 sampai 10 m kabel motor terselubung. Pada double girder dengan panel di satu ujung dan hoist di ujung lain, jarak itu rutin terlampaui, dan itulah tepatnya situasi yang menjadi alasan perangkat berimunitas itu ada.
Sepuluh baris, semuanya bisa dijawab dalam satu halaman oleh pemasok yang kompeten. Saya lebih memilih ini daripada sertifikat kepatuhan tanpa angka di belakangnya.
1. Jumlah motor yang dikendalikan saklar terpisah dan, untuk masing-masing, apakah front end-nya 6 pulsa, 12 pulsa atau aktif. 2. Reaktor atau filter terpasang, persentase impedansi, sisi AC atau DC link. 3. Material busbar, rating arus, jumlah dan posisi titik suplai, serta jatuh tegangan terhitung pada arus crane sepanjang panjang teluk sebenarnya. 4. Berapa banyak crane yang berbagi batang dan simultanitas apa yang diasumsikan desain. 5. Beban panas panel dalam kW, metode pendinginan, dan suhu ambient di lokasi panel pada musim panas. 6. Tegangan koil dan toleransi hold-in, serta apakah rangkaian kontrol punya trafo sendiri. 7. Isolasi motor sesuai NEMA MG 1 Bagian 31 jika inverter dipasang. 8. Tipe dan setelan perangkat arus bocor ke bumi, serta apakah ia imun terhadap arus sisa multifrekuensi. 9. Kelas tugas menurut ISO 4301, FEM atau CMAA, dengan start per jam. 10. Batas harmonisa mana yang menjadi acuan desain pemasok, dan pada titik pengukuran mana.
Jika Anda menerima penawaran yang hanya menyatakan bahwa crane-nya bertanda CE, tidak satu pun dari sepuluh itu terjawab. Itu bukan kritik terhadap tanda CE. Itu pengamatan bahwa tanda CE tidak mengatakan apa pun tentang crane kesepuluh di teluk Anda.
Untuk mesin yang sudah berjalan, urutan pekerjaan di bawah ini adalah yang benar-benar akan saya lakukan, diurutkan menurut hasil dan bukan menurut keanggunan.
| Tindakan | Biaya | Apa yang diperbaiki | Payback |
|---|---|---|---|
| Pindahkan panel dari zona panas dan tambahkan kit kipas | USD 400 sampai 1.500 | 20 sampai 25 K kenaikan internal, memulihkan rating drive penuh | di bawah 1 tahun jika trip sering |
| Suplai rangkaian kontrol dari sumber tegangan konstan | USD 200 sampai 600 | kontaktor lepas saat penurunan tegangan | segera |
| Reaktor 5 persen pada setiap drive yang belum punya | USD 200 sampai 600 per drive | THDi dari sekitar 100 ke sekitar 40 persen, faktor daya dari 0,69 ke 0,93 | 6 sampai 18 bulan lewat biaya permintaan |
| Titik suplai kedua di tengah bentang runway | USD 1.500 sampai 5.000 | memotong setengah jatuh tegangan pada teluk panjang | satu-satunya obat nyata untuk gerakan lemah di ujung jauh |
| Suplai tergeser fasa untuk hoist bantu | USD 2.000 sampai 6.000 | meniadakan harmonisa ke-5 dan ke-7 antara dua drive terbesar | 2 sampai 6 tahun tergantung batasnya |
| Front end aktif pada hoist utama | premium USD 3.000 sampai 9.000 | THDi di bawah 5 persen, faktor daya satu, regenerasi | 3 sampai 8 tahun, lebih cepat pada tugas berat |
| Filter harmonisa pada busbar pabrik alih-alih pada crane | USD 4.000 sampai 12.000 | masalah bersama, jika beberapa crane berkontribusi | sepenuhnya bergantung pada apa lagi yang ada di bus |
| Memasang filter harmonisa pada crane yang dikendalikan kontaktor | USD 3.000 sampai 8.000 | tidak ada, karena tidak ada penyearah | tidak pernah. Pasang soft starter saja |
Biaya adalah angka perencanaan kami untuk 2026, pasokan Eropa dan Timur Tengah. Baris terakhir ada di tabel dengan sengaja. Itu kesalahan yang paling sering saya lihat, dan itulah yang disetujui karena kata filter terdengar seperti rekayasa.
Ya, tetapi bukan karena alasan yang diasumsikan orang. Kedua drive hoist menambahkan arus harmonisanya di busbar sebelum arus mencapai trafo Anda, dan drive yang serupa dengan sudut fasa serupa bertambah hampir secara aritmetik. Sebuah demonstrasi laboratorium yang dipublikasikan mengukur harmonisa kelima dari satu drive sebesar 10,9 A dan kira-kira dua kali lipatnya ketika drive kedua berjalan. Hoist bantu adalah yang lebih merepotkan dari keduanya karena ukurannya kecil dan berjalan pada titik operasi yang buruk. Rangkaian crane girder ganda kami mencantumkan kedua hoist secara terpisah justru karena alasan ini.
Tidak, dan inilah bagian yang mengejutkan pembeli. Reaktor membawa satu drive dari THDi sekitar 100 persen menjadi sekitar 40 persen, peningkatan besar dan sepadan dengan uangnya. Pada busbar lima drive, distorsi permintaan total yang dihasilkan tetap berada sekitar 15 sampai 18 persen bahkan jika sudut fasanya terdistribusi sempurna, terhadap batas IEEE 519 sebesar 8 persen. Reaktor itu perlu dan tidak cukup. Pergeseran fasa atau front end aktif adalah yang menutup sisa selisihnya.
Karena busbar adalah rangkaiannya, dan crane mengambil arus pada titik mana pun yang telah dicapainya. Sebuah lembar data konduktor yang dipublikasikan memberi 0,000138 ohm per meter untuk batang aluminium 1000 A, yang menempatkan teluk 245 m yang dipakai bersama crane dengan tarikan 900 A pada jatuh tegangan 52,6 V, atau 13,2 persen dari 400 V. Satu double girder pada 45 sampai 84 A hanya memakan 0,4 sampai 2 persen, jadi gejala yang Anda lihat hampir selalu berupa teluk bersama. Tambahkan titik suplai di tengah bentang sebelum Anda mengganti apa pun.
Bisa, dan banyak yang begitu. Sebuah double girder 50 ton bentang 13,5 m yang dipublikasikan mencantumkan 44,4 kW peralatan listrik dengan motor pole-change dua kecepatan pada hoist, trolley dan long travel, dan tidak ada drive di mana pun. Mesin itu hampir tidak menghasilkan arus harmonisa, karena motor induksi pole-change adalah beban linear. Yang dihasilkannya adalah arus start enam sampai delapan kali beban penuh, dan mitigasi yang benar adalah soft starter, bukan filter. Tanyakan desain mana yang Anda beli sebelum menerima solusi harmonisa.
Karena dua grup inverter berbagi satu selungkup dan rugi inverter berjalan pada 3 sampai 5 persen daya pengenal. Sebuah contoh perhitungan yang dipublikasikan menempatkan panel hoist 45 kW tunggal pada rugi internal 1,68 kW di dalam kotak yang membuang 471 W secara alami pada kenaikan 15 K, yang stabil pada kenaikan 53,5 K dan sekitar 95 C di dalamnya pada bengkel bersuhu 42 C. Inverter menurunkan rating 1,5 persen arus keluaran per derajat di atas 40 C, sehingga drive 45 kW berperilaku seperti drive 35 kW. Pasang kit kipas dan letakkan resistor rem di luar kabinet.
Pendinginan panel, lalu tegangan rangkaian kontrol, lalu reaktor, dalam urutan itu. Item keempat yang membayar adalah titik suplai kedua pada runway, tetapi hanya jika gejalanya gerakan lemah di ujung jauh dan bukan distorsi. Jika pabrik Anda menerapkan penyesuaian faktor daya, reaktor seharga beberapa ratus dolar pada crane 24,1 kW menghemat sekitar USD 2.700 per tahun pada faktor daya sebenarnya 0,69, berdasarkan tarif yang dipublikasikan sekitar USD 23,37 per kW permintaan.
Artikel terkait:
Kualitas Daya Crane: Apa yang Dilakukan Crane Girder Tunggal terhadap Jaringan Lemah
Konsumsi Energi Crane Girder Ganda: Berapa Sebenarnya Biaya Menjalankan Mesin 5 sampai 100 Ton
Instalasi Crane Girder Ganda: Merakit Jembatan di Lokasi
Karbon Terkandung pada Crane: Apa yang Sebenarnya Dibawa Double Girder 20 Ton
Konsumsi Energi Hoist: Ke Mana Kilowatt Jam Sebenarnya Pergi