เครนคานคู่ 20 ตันคือไดรฟ์ห้าตัวและ 24.1 kW บนบัสบาร์เดียว ไม่ใช่โหลดของเครนตัวเดียว แม้จะติดรีแอกเตอร์ 5 เปอร์เซ็นต์ทุกไดรฟ์ บัสบาร์ก็ยังไปถึงราว 18 เปอร์เซ็นต์ของความผิดเพี้ยนอุปสงค์รวม เทียบกับขีดจำกัด 8 เปอร์เซ็นต์ นี่คือสิ่งที่บวกกันจริง ๆ และการแก้ไขแบบใดเหมาะกับเครนแบบใด
เครนคานคู่ 20 ตันไม่ใช่โหลดไฟฟ้าของเครนตัวเดียว รายการในแคตตาล็อกทั่วไประบุรอกหลัก 16 kW รอกเสริม 2.6 kW มอเตอร์รถเข็น 0.55 kW สองตัว และมอเตอร์เคลื่อนที่ยาว 1.1 kW สี่ตัว นั่นคือ 24.1 kW กระจายอยู่บนไดรฟ์ห้าตัวที่แขวนอยู่บนบัสบาร์เดียว เมื่อมันทำงานพร้อมกัน กระแสฮาร์มอนิกจะรวมกันก่อนที่จะไปถึงหม้อแปลงของคุณด้วยซ้ำ และไม่มีการคำนวณไดรฟ์เดี่ยวใดที่ทำนายค่าที่มิเตอร์ของคุณจะอ่านได้
ปีนี้ผมไปหน้างานสามแห่งที่เครนคานคู่ใหม่ทำให้โรงงานที่ใช้เครนคานเดี่ยวมาเป็นสิบปีเกิดทริป ทั้งสามแห่งถูกเถียงกันราวกับว่าเครนมีข้อบกพร่อง สองแห่งเป็นปัญหาบัสบาร์ หนึ่งแห่งเป็นปัญหาการระบายความร้อนของตู้ และไม่มีแห่งใดเป็นปัญหาเครนเลย
เหตุผลที่เครนคานคู่มีพฤติกรรมต่างออกไปมาจากสองสิ่งซึ่งบทความเรื่องเครนคานเดี่ยวบนเว็บไซต์นี้ไม่ต้องรับมือ มีไดรฟ์มากกว่า และเหนือ 16 ตันขึ้นไปมีรอกสองตัว รอกสองตัวหมายถึงวงจรเรียงกระแสสองชุด ชุดควบคุมเบรกสองชุด และโอกาสสองครั้งที่คอนแทคเตอร์จะหลุดในจังหวะที่ผิด การคำนวณที่ตามมาข้างล่างนี้ว่าด้วยสิ่งที่ไดรฟ์เหล่านั้นทำต่อกัน
ทุกอย่างข้างล่างนี้เป็นตัวเลขที่ตีพิมพ์เผยแพร่พร้อมระบุแหล่งที่มา เป็นข้อกำหนดในมาตรฐาน หรือเป็นตัวเลขที่เราคำนวณเอง ตัวเลขที่คำนวณเองจะระบุว่าเป็นตัวเลขเพื่อการวางแผน ไม่มีใครเคยตีพิมพ์ผลสำรวจความผิดเพี้ยนฮาร์มอนิกบนเครนคานคู่ 20 ตันในโรงงานเหล็กของเวียดนาม และผมจะไม่เสแสร้งว่าเป็นอย่างอื่น
มากกว่าที่ผู้ซื้อนับ เครนคานเดี่ยว 10 ตันมีรอกหนึ่งตัว ชุดรถเข็นหนึ่งชุด และมอเตอร์เคลื่อนที่ยาวสองตัว เครนคานคู่ขนาดพิกัดเดียวกันมีมอเตอร์เคลื่อนที่ยาวสี่ตัว เพราะโครงหัวท้ายแต่ละข้างมีสองตัว และตั้งแต่ 16 ตันขึ้นไปยังมีรอกตัวที่สองสำหรับการยกของเบา ตารางแยกมอเตอร์ที่ตีพิมพ์เผยแพร่ข้างล่างนี้มาจากแคตตาล็อกเครนคานคู่มาตรฐานที่ครอบคลุม 5 ถึง 40 ตัน โดยมียอดรวมตามที่พิมพ์ไว้
| พิกัดกำลังยก | มอเตอร์รอก | มอเตอร์รถเข็น | มอเตอร์เคลื่อนที่ยาว | กำลังไฟเครน | จำนวนไดรฟ์บนบัส | กระแสที่ 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 ถึง 7 | 45.5 A |
| 32 t | 20 / 5.0 kW | 2 x 1.1 kW | 4 x 1.5 kW | 33.2 kW | 5 ถึง 7 | 62.6 A |
| 40 t | 38 kW | 2 x 1.5 kW | 4 x 2.2 kW | 47.0 kW | 5 ถึง 7 | 88.7 A |
| 50 t (แบบเบาตามมาตรฐานยุโรป) | 4 / 0.67 m/min, 2 ความเร็ว | 20 / 5 m/min | 40 / 10 m/min, เปลี่ยนขั้ว | 44.4 kW | 4 | 83.8 A |
กระแสเป็นคาการคำนวณของเราที่ 400 V เพาเวอร์แฟกเตอร์ 0.85 และประสิทธิภาพมอเตอร์ 0.90 โดยใช้กำลังกิโลวัตต์จากแคตตาล็อก จำนวนไดรฟ์คือจำนวนมอเตอร์ที่สวิตช์แยกกัน ซึ่งเป็นสิ่งที่สำคัญต่อฮาร์มอนิก เพราะมอเตอร์แต่ละตัวที่มีอินเวอร์เตอร์ของตัวเองจะฉีดความผิดเพี้ยนกระแสของตัวเองที่จุดของตัวเองบนบัสบาร์ รายการ เครนคานคู่ ของเราเองก็เผยแพร่ตารางแยกแบบเดียวกันต่อพิกัดกำลังยก และนี่คือสิ่งแรกที่ควรนำไปเปรียบเทียบระหว่างใบเสนอราคาสองใบ
บรรทัด 50 ตันน่าหยุดคิด มันคือเครื่องที่ตีพิมพ์เผยแพร่จริง ช่วงยก 13.5 m ยกสูง 6 m น้ำหนักคาน 8,950 kg น้ำหนักรวม 12,810 kg ภาระล้อสถิตสูงสุด 134.5 kN การจำแนก U4/Q2 ตาม EN 13001-1 และอุปกรณ์ไฟฟ้า 44.4 kW ไม่มีอินเวอร์เตอร์อยู่ที่ใดเลย การยกรอกคือ 4/0.67 m/min ด้วยมอเตอร์เปลี่ยนขั้วสองความเร็ว และการเคลื่อนที่ยาวคือ 40/10 m/min ในแบบเดียวกัน โปรดจำไว้ เพราะมันเปลี่ยนสิ่งที่คุณควรกังวล
รอกสองตัวบนคานสะพานเดียวไม่ใช่คุณสมบัติด้านความซ้ำซ้อน แต่เป็นคุณสมบัติด้านผลิตภาพ: ตะขอยกเสริมเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 2 ถึง 5 เท่าของตะขอหลัก และรับงานทุกอย่างที่ต่ำกว่าประมาณหนึ่งในสี่ของพิกัดกำลังยก บนเครื่องที่ใช้เวลาส่วนใหญ่ของวันยกของ 2 ตัน รอกหลักเป็นภาระตาย
รายการการกำหนดค่าที่ตีพิมพ์เผยแพร่ของกลุ่มเครนคานคู่ขนาดหนักทำให้รูปแบบนี้ชัดเจน ตั้งแต่ 16 ตันขึ้นไปทุกพิกัดกำลังยกเขียนเป็นคู่
| พิกัดกำลังยกที่ระบุ | หลัก / เสริม | สัดส่วนของรอกเสริมต่อรอกหลัก |
|---|---|---|
| 5 t | ตะขอเดียว | ไม่มี |
| 10 t | ตะขอเดียว | ไม่มี |
| 16 t | 16 / 3.2 t | 20 เปอร์เซ็นต์ |
| 20 t | 20 / 5 t | 25 เปอร์เซ็นต์ |
| 32 t | 32 / 5 t | 16 เปอร์เซ็นต์ |
| 50 t | 50 / 10 t | 20 เปอร์เซ็นต์ |
| 75 t | 75 / 20 t | 27 เปอร์เซ็นต์ |
| 100 t | 100 / 20 t | 20 เปอร์เซ็นต์ |
| 125 t ขึ้นไป | 125 / 32 t ขึ้นไป | 25 ถึง 30 เปอร์เซ็นต์ |
นี่คือจุดที่เรื่องราวทางไฟฟ้าแยกจากเครนคานเดี่ยว รอกเสริมคือวงจรเรียงกระแสชุดที่สอง วงจรควบคุมเบรกชุดที่สอง และสายมอเตอร์ชุดที่สอง และมันถูกกำหนดขนาดให้เล็กโดยเจตนา ไดรฟ์ขนาดเล็กคือตัวที่มีความผิดเพี้ยนกระแสแย่ที่สุดเมื่อเทียบกับโหลดของตัวเอง เพราะความจุบัสดีซีและรีแอกเตอร์ (ถ้ามี) ถูกเลือกตามขนาดโครงที่เล็ก ไม่ได้เลือกตามฮาร์มอนิก ตรรกะเดียวกันนี้ใช้กับฝั่ง รอกและอุปกรณ์เสริม ของคำสั่งซื้อ: หน่วยที่เล็กไม่ใช่หน่วยที่ง่าย
วงจรเรียงกระแสหกพัลส์สองตัวบนบัสบาร์เดียวไม่หักกลบกันจนเหลือศูนย์ การสาธิตในห้องปฏิบัติการที่ตีพิมพ์เผยแพร่บนไดรฟ์สองตัวจากบัส AC ร่วมกันวัดฮาร์มอนิกที่ห้าได้ 10.9 A จากไดรฟ์ตัวแรก และประมาณสองเท่าของค่านั้นเมื่อไดรฟ์ตัวที่สองทำงาน หนึ่งบวกหนึ่งเท่ากับสอง อย่างที่เอกสารแนะนำการใช้งานของ Eaton กล่าวไว้ รูปร่างคลื่นคล้ายกัน มุมเฟสคล้ายกัน และมุมที่คล้ายกันก็บวกกัน
อยู่ระหว่างสองขั้วสุดโต่ง และช่องว่างตรงกลางนั่นคือการอภิปรายทั้งหมด สมมติฐานที่สะดวกคือการบวกเชิงเลขคณิต: ไดรฟ์ห้าตัว ก็ห้าเท่าของกระแสฮาร์มอนิก สมมติฐานที่มองโลกในแง่ดีคือรากที่สองของผลบวกกำลังสอง: ไดรฟ์ห้าตัว ก็ 2.24 เท่าของกระแสฮาร์มอนิก ความเป็นจริงอยู่ระหว่างกลาง และขึ้นกับว่าไดรฟ์คล้ายกันแค่ไหนและวงจรเรียงกระแสของมันถูกเลื่อนเฟสหรือไม่
อุตสาหกรรมหาปริมาณสิ่งนี้ด้วยเลขชี้กำลังการรวม ซึ่งมักเขียนว่าอัลฟา เลขชี้กำลัง 1 คือการบวกเชิงเลขคณิตโดยไม่มีการหักล้าง เลขชี้กำลัง 2 คือรากที่สองของผลบวกกำลังสอง ซึ่งเป็นสิ่งที่ได้เมื่อมุมเฟสกระจายแบบสุ่ม บทความ IEEE ปี 2013 โดย Cuk, Cobben, Ribeiro และ Kling วัดไดรฟ์มอเตอร์เหนี่ยวนำแบบขนานที่สองแห่งเป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์ด้วยความละเอียดหนึ่งวินาที ครอบคลุมทั้ง front end แบบหกพัลส์และสิบสองพัลส์ และได้มาซึ่งสัมประสิทธิ์สำหรับการรวมแบบง่ายอย่างแม่นยำ เพราะไม่มีขั้วสุดโต่งใดถูกต้อง
สิ่งที่สำคัญในทางปฏิบัติคือความผิดเพี้ยนอุปสงค์รวมที่บัสบาร์ ไม่ใช่ความผิดเพี้ยนฮาร์มอนิกรวมของไดรฟ์ตัวเดียว สองค่านี้ต่างกันและผู้ซื้อสับสนกันตลอดเวลา นี่คือสิ่งที่กฎการบวกสองแบบให้ผลสำหรับกลุ่มไดรฟ์ที่เหมือนกัน
| จำนวนไดรฟ์บนบัสบาร์ | TDD หากบวกเชิงเลขคณิต ไม่มีรีแอกเตอร์ (THDi 100 เปอร์เซ็นต์) | TDD หากเป็นรากที่สองของผลบวกกำลังสอง ไม่มีรีแอกเตอร์ | TDD หากบวกเชิงเลขคณิต มีรีแอกเตอร์ 5 เปอร์เซ็นต์ (THDi 40 เปอร์เซ็นต์) | TDD หากเป็นรากที่สองของผลบวกกำลังสอง มีรีแอกเตอร์ 5 เปอร์เซ็นต์ |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 100 เปอร์เซ็นต์ | 100 เปอร์เซ็นต์ | 40 เปอร์เซ็นต์ | 40 เปอร์เซ็นต์ |
| 2 | 100 เปอร์เซ็นต์ | 71 เปอร์เซ็นต์ | 40 เปอร์เซ็นต์ | 28 เปอร์เซ็นต์ |
| 3 | 100 เปอร์เซ็นต์ | 58 เปอร์เซ็นต์ | 40 เปอร์เซ็นต์ | 23 เปอร์เซ็นต์ |
| 5 | 100 เปอร์เซ็นต์ | 45 เปอร์เซ็นต์ | 40 เปอร์เซ็นต์ | 18 เปอร์เซ็นต์ |
| 7 | 100 เปอร์เซ็นต์ | 38 เปอร์เซ็นต์ | 40 เปอร์เซ็นต์ | 15 เปอร์เซ็นต์ |
| ขีดจำกัด IEEE 519-2022, Isc/IL 20 ถึง 50 | 8 เปอร์เซ็นต์ | 8 เปอร์เซ็นต์ | 8 เปอร์เซ็นต์ | 8 เปอร์เซ็นต์ |
การคำนวณของเราเอง โดยใช้ช่วง THDi ต่อไดรฟ์ที่ ABB ตีพิมพ์เผยแพร่สำหรับไดรฟ์งาน HVAC และกฎการบวกมาตรฐาน ตารางนี้บอกสิ่งที่ทำให้ไม่สบายใจ แม้ว่าไดรฟ์ทุกตัวจะมีรีแอกเตอร์ 5 เปอร์เซ็นต์และมุมเฟสกระจายกันอย่างสมบูรณ์แบบโดยบังเอิญ เครนคานคู่ที่มีไดรฟ์ห้าตัวก็ยังลงที่ TDD 18 เปอร์เซ็นต์ เทียบกับขีดจำกัด 8 เปอร์เซ็นต์ การเพิ่มรีแอกเตอร์ช่วยไดรฟ์แต่ละตัวได้มหาศาลและยังทำให้บัสบาร์ไม่ผ่านข้อกำหนด
นั่นไม่ใช่เหตุผลที่จะข้ามรีแอกเตอร์ แต่เป็นเหตุผลที่จะเลิกเชื่อว่ารีแอกเตอร์คือคำตอบทั้งหมด บนไดรฟ์ตัวเดียว ตารางเดียวกันแสดง 40 เปอร์เซ็นต์ลดลงเหลือ 18 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเป็นเหตุผลที่รีแอกเตอร์คุ้มค่ากับเงินสองร้อยดอลลาร์ บนเครื่องที่มีไดรฟ์ห้าตัว รีแอกเตอร์เดียวกันให้คุณจาก 100 เหลือ 18 ซึ่งเป็นตัวเลขอีกแบบหนึ่งแต่ก็ยังห่างจาก 8 มาก
การเลื่อนเฟสเป็นการแก้ฮาร์มอนิกจริงที่ถูกที่สุดสำหรับกลุ่มไดรฟ์ และแทบไม่เคยถูกระบุในสเปกของเครน แนวคิดนั้นง่าย: วงจรเรียงกระแสหกพัลส์สองตัวที่ป้อนจากขดลวดซึ่งห่างกัน 30 องศาไฟฟ้า จะสร้างฮาร์มอนิกที่ห้าและที่เจ็ดซึ่งห่างกัน 180 องศา ดังนั้นมันจะหักล้างกันที่บัสบาร์ร่วมแทนที่จะบวกกัน หกพัลส์หนึ่งตัวบวกหกพัลส์ที่เลื่อนเฟสอีกหนึ่งตัวจะทำงานเหมือนวงจรเรียงกระแสสิบสองพัลส์ ณ จุดที่มันมาบรรจบกัน
ตัวเลขความผิดเพี้ยนกระแสที่ตีพิมพ์เผยแพร่สำหรับ front end ที่มีจำหน่าย จาก ABB และจากข้อมูลฮาร์มอนิกของ Siemens สำหรับไดรฟ์ที่โหลดเต็ม อธิบายว่าทำไมเรื่องนี้จึงสำคัญ
| Front end | THDi กระแสทั่วไปที่โหลดเต็ม | ผลต่อบัสบาร์ที่มีไดรฟ์ห้าตัว | การใช้งานจริงบนเครน |
|---|---|---|---|
| หกพัลส์ ไม่มีรีแอกเตอร์ | 90 ถึง 120 เปอร์เซ็นต์ | กรณีเลวร้ายที่สุดครอบงำ | พบบ่อยมากในตู้ควบคุมราคาถูก |
| หกพัลส์ รีแอกเตอร์ 2 ถึง 3 เปอร์เซ็นต์ | 43 ถึง 44 เปอร์เซ็นต์ | ช่วยได้ แต่ยังเกิน 8 | การติดตั้งเพิ่มที่พบบ่อย |
| หกพัลส์ รีแอกเตอร์ 5 เปอร์เซ็นต์ | 34 ถึง 45 เปอร์เซ็นต์ | 15 ถึง 18 เปอร์เซ็นต์หากมุมกระจาย | มาตรฐานในงาน HVAC ไม่ค่อยพบในเครน |
| สิบสองพัลส์ | 8.8 เปอร์เซ็นต์ | ใกล้ขีดจำกัด ต้องใช้หม้อแปลงขดลวดคู่ | หายากในเครน พบมากในโรงงานเหล็ก |
| สิบแปดพัลส์ | 3.9 เปอร์เซ็นต์ | ต่ำกว่าขีดจำกัด | เป็นครั้งคราว สำหรับรอกขนาดใหญ่ |
| Active front end แบบสองควอดรันต์ | 1.3 ถึง 5 เปอร์เซ็นต์ | ต่ำกว่าขีดจำกัด เพาเวอร์แฟกเตอร์ unity | ถูกระบุในสเปกมากขึ้นสำหรับรอกงานหนัก |
| Active front end แบบสี่ควอดรันต์ | 1.2 เปอร์เซ็นต์ บวกการรีเจนเนอเรชัน | ต่ำกว่าขีดจำกัดและกู้พลังงานเบรกคืน | ระดับพรีเมียม คุ้มเหนือประมาณ 50 ตัน |
การสาธิตที่ตีพิมพ์เผยแพร่หนึ่งครั้งมีค่ามากกว่าตาราง ไดรฟ์หกพัลส์ที่เหมือนกันสองตัวบนบัสร่วม หม้อแปลงเลื่อนเฟสหนึ่งตัว ฮาร์มอนิกที่ห้าจาก 10.9 A ต่อไดรฟ์ รวมเป็นประมาณ 21.8 A เมื่อไม่เลื่อนเฟส และเหลือใกล้ศูนย์เมื่อเลื่อน หม้อแปลงไม่ได้กรองอะไรเลย มันเปลี่ยนรูปคลื่นสองรูปที่เฟสตรงกันให้เป็นรูปคลื่นสองรูปที่เฟสตรงข้ามกัน
บนเครนคานคู่ เรื่องนี้ทำได้จริงอย่างแท้จริง เพราะรอกสองตัวเป็นไดรฟ์แยกที่ไม่จำเป็นต้องเหมือนกัน เครื่อง 20 ตันที่มีรอกหลัก 16 kW และรอกเสริม 2.6 kW สามารถต่อรอกเสริมเข้ากับการจ่ายไฟที่เลื่อนเฟส หรือเพียงต่อเข้ากับหม้อแปลงเล็กแยกต่างหากที่มีกลุ่มเวกเตอร์ต่างกัน นั่นลบฮาร์มอนิกที่ห้าและที่เจ็ดระหว่างแหล่งกำเนิดใหญ่สองแหล่งในราคาของขดลวดหนึ่งชุด แทนที่จะเป็น active front end
สิ่งที่มันทำไม่ได้คือลบมอเตอร์เคลื่อนที่ยาวสี่ตัว ซึ่งเหมือนกัน ป้อนจากอินเวอร์เตอร์คู่เดียวในโหมด master/slave และดังนั้นจึงเฟสตรงกันอย่างสมบูรณ์ ไดรฟ์ที่เหมือนกันซึ่งป้อนจากอินเวอร์เตอร์เดียวไม่ใช่แหล่งฮาร์มอนิกสี่แหล่ง แต่เป็นแหล่งเดียวที่มีโหลดสี่ตัว ซึ่งเป็นเหตุผลที่การเคลื่อนที่ยาวมักเป็นปัญหาเล็กที่สุด และรอกสองตัวมักเป็นปัญหาใหญ่ที่สุด
ไม่ และนี่คือจุดที่ผู้ซื้อส่วนใหญ่ได้การวินิจฉัยกลับด้าน เครื่อง 50 ตันที่อธิบายข้างต้นมีอุปกรณ์ไฟฟ้า 44.4 kW และไม่มีอินเวอร์เตอร์อยู่ที่ใดเลย การยกรอกเป็นแบบเปลี่ยนขั้วสองความเร็วที่ 4 และ 0.67 m/min การเคลื่อนที่ยาวเป็นแบบเปลี่ยนขั้วสองความเร็วที่ 40 และ 10 m/min รถเข็นคือ 20 และ 5 m/min ทุกการเคลื่อนที่สวิตช์ด้วยคอนแทคเตอร์
เครื่องนั้นไม่ได้สร้างกระแสฮาร์มอนิกอย่างมีนัยสำคัญ เพราะมอเตอร์เหนี่ยวนำแบบเปลี่ยนขั้วเป็นโหลดเชิงเส้น แต่สร้างสิ่งอื่น: กระแสเริ่มเดินที่หกถึงแปดเท่าของกระแสโหลดเต็ม ต่อเนื่องจนมอเตอร์ไปถึงความเร็ว pull-up โดยมียอดสูงสุดในรอบแรกที่อาจสูงถึงสิบถึงสิบสองเท่าตามเอกสารไดรฟ์ของ ABB บนเครื่อง 44 kW นั่นคือเหตุการณ์ 500 ถึง 800 A ทุกครั้งที่สตาร์ท และมันเกิดขึ้นหลายร้อยครั้งต่อชั่วโมงที่ภาระงาน M6
ดังนั้นสองการออกแบบจึงต้องการการบรรเทาที่ตรงกันข้าม
| อาการ | เครนแบบเปลี่ยนขั้ว | เครนแบบ VFD | คำตอบที่ผิด |
|---|---|---|---|
| ไฟกะพริบทุกครั้งที่ยก | ใช่ จากกระแสเริ่มเดิน | น้อยกว่า เว้นแต่บัสดีซีถึงขีดจำกัด | ซื้อหม้อแปลงใหญ่ขึ้น |
| เครื่องปั่นไฟทริปตอนสตาร์ท | เป็นไปได้สูงมาก | เป็นไปได้หากขนาดเล็กเกินไป | ติดตั้งฮาร์มอนิกฟิลเตอร์ |
| กระแส neutral หรือสายดินอุ่น | ไม่ | ใช่ จากฮาร์มอนิกอันดับสามเท่า | เปลี่ยนสายไฟ |
| แบตเตอรีคาปาซิเตอร์ขาดฟิวส์ | ไม่น่าเป็น | เรโซแนนซ์ฮาร์มอนิกแบบคลาสสิก | ติดตั้งคาปาซิเตอร์ใหญ่ขึ้น |
| หน้าสัมผัสคอนแทคเตอร์เป็นหลุม | สูง จากกระแสเริ่มเดิน | ต่ำกว่า | เปลี่ยนยี่ห้อคอนแทคเตอร์ |
| การบรรเทาที่ถูกต้อง | ซอฟต์สตาร์ทเตอร์หรือติดตั้ง VFD เพิ่ม | รีแอกเตอร์ แล้วจึง AFE หรือสิบสองพัลส์ | มีทั้งสองแบบ แต่ใช้แทนกันไม่ได้ |
ตัวเลขเพื่อการวางแผนของเรา อ้างอิงอัตราส่วนกระแสเริ่มเดินที่ ABB ตีพิมพ์เผยแพร่และความเร็วการเคลื่อนที่จากแผ่นข้อมูล 50 ตันที่เผยแพร่ ข้อสรุปคือคำถามแรกในปัญหากำลังไฟของเครนคานคู่ทุกกรณีไม่ใช่ว่าความผิดเพี้ยนเป็นเท่าไร แต่คือมีอินเวอร์เตอร์หรือไม่ ผมเคยเห็นใบเสนอราคาฮาร์มอนิกฟิลเตอร์สำหรับเครนที่สวิตช์ด้วยคอนแทคเตอร์ ซึ่งเป็นการขายหม้อแปลงที่ลูกค้าไม่ต้องการในแบบที่สุภาพ
เพราะบัสบาร์คือตัวต้านทานที่มีความเหนี่ยวนำ และเครนรับกระแส ณ จุดใดก็ตามที่สะพานบังเอิญอยู่ เครนที่จอดอยู่ที่ปลายด้านจ่ายไฟแทบไม่เห็นแรงดันตก เครนเดียวกันที่ปลายไกลเห็นความยาวตัวนำเต็ม และบนช่วงรางยาว ตัวเลขก็เลิกเป็นเรื่องวิชาการ
ค่าอิมพีแดนซ์ที่ตีพิมพ์เผยแพร่สำหรับระบบตัวนำแบบหุ้มที่ใช้บนรางวิ่งเครน ที่ 35 องศา C ต่อเมตร
| ตัวนำ | พิกัดกระแส | อิมพีแดนซ์ โอห์มต่อเมตร | ความต้านทานดีซี โอห์มต่อเมตร |
|---|---|---|---|
| อะลูมิเนียม หน้าสัมผัสสแตนเลส | 500 A | 0.000158 | 0.000098 |
| อะลูมิเนียม | 800 A | 0.000145 | 0.000075 |
| อะลูมิเนียม | 1000 A | 0.000138 | 0.000052 |
| ทองแดง | 500 A | 0.000162 | 0.000105 |
| ทองแดง | 800 A | 0.000138 | 0.000058 |
| ทองแดง | 1000 A | 0.000128 | 0.000035 |
ตัวอย่างการคำนวณของผู้ผลิตเองบนแผ่นเดียวกันคือส่วนที่มีประโยชน์ เพราะมันแสดงสิ่งเกิดขึ้นเมื่อช่วงรางถูกใช้ร่วมกัน เครนสองตัวดึงรวม 900 A บนบัสอะลูมิเนียม 1000 A ช่วงรางยาว 245 m จ่ายจากปลายด้านเดียว: ตก 52.6 V ช่วงรางเดียวกันในทองแดง: 48.8 V เครนหนึ่งตัวดึง 1000 A บนบัสอะลูมิเนียม 1000 A ยาว 250 m: 59.7 V บนระบบ 400 V นั่นคือ 13.2 เปอร์เซ็นต์และ 14.9 เปอร์เซ็นต์
นั่นอยู่นอกขีดจำกัดที่สมเหตุสมผลใด ๆ มาก และไม่ได้เกิดจากเครน แต่เกิดจากการจ่ายไฟให้ช่วงรางยาวจากปลายด้านเดียวที่กระแสใกล้พิกัดของบัส สิ่งที่ตัวอย่างนี้แสดงจริง ๆ คือรางวิ่งที่ใช้ร่วมกันเป็นปัญหาการออกแบบทางไฟฟ้าก่อนที่จะเป็นปัญหาเครน และตำแหน่งจุดจ่ายไฟสำคัญกว่าวัสดุตัวนำ
IEC 60364-5-52 ภาคผนวก G เป็นเชิงข้อมูลไม่ใช่บังคับ แต่เป็นตัวเลขที่ทุกคนออกแบบอ้างอิง: สูงถึง 3 เปอร์เซ็นต์สำหรับวงจรไฟส่องสว่าง และสูงถึง 5 เปอร์เซ็นต์สำหรับวงจรสุดท้ายอื่น ๆ วัดจากจุดจ่ายไฟ ภาคผนวกเดียวกันระบุชัดเจนว่าต้องตรวจสอบการตกของแรงดันขณะมอเตอร์สตาร์ทแยกต่างหาก เพราะการผ่านขีดจำกัดสภาวะคงตัวไม่ได้ประกันว่าจะมีแรงดันตกที่ทนได้ระหว่างการสตาร์ท
ดังนั้นคำถามสำหรับเครนคานคู่คือบัสบาร์กินงบ 5 เปอร์เซ็นต์นั้นไปเท่าไร การคำนวณของเราข้างล่างใช้ค่าอิมพีแดนซ์ที่ตีพิมพ์เผยแพร่ข้างต้น จ่ายจากปลายด้านเดียว 400 V และกระแสเครนจากตารางแรก
| เครน | กระแส | ความยาวรางวิ่ง | บัสบาร์ | แรงดันตก | สัดส่วนของ 400 V |
|---|---|---|---|---|---|
| 20 t | 45.5 A | 150 m | 1000 A Al | 1.63 V | 0.41 เปอร์เซ็นต์ |
| 20 t | 45.5 A | 300 m | 1000 A Al | 3.26 V | 0.82 เปอร์เซ็นต์ |
| 50 t | 83.8 A | 200 m | 1000 A Al | 4.01 V | 1.00 เปอร์เซ็นต์ |
| 50 t | 83.8 A | 400 m | 1000 A Al | 8.01 V | 2.00 เปอร์เซ็นต์ |
| 100 t | 170 A | 300 m | 1000 A Al | 12.2 V | 3.05 เปอร์เซ็นต์ |
| 100 t | 170 A | 400 m | 500 A Al | 18.6 V | 4.65 เปอร์เซ็นต์ |
| 2 x 50 t พร้อมกัน | 167.6 A | 400 m | 1000 A Al | 16.0 V | 4.01 เปอร์เซ็นต์ |
| ตัวอย่างที่ตีพิมพ์เผยแพร่ เครน 2 ตัว | 900 A | 245 m | 1000 A Al | 52.6 V | 13.2 เปอร์เซ็นต์ |
การคำนวณของเราจากค่าอิมพีแดนซ์ต่อเมตรที่ตีพิมพ์เผยแพร่ โดยใช้ความสัมพันธ์สามเฟสมาตรฐานกับความยาวตัวนำเท่ากับครึ่งหนึ่งของช่วงรางสำหรับการจ่ายกลางช่วง และเต็มช่วงสำหรับการจ่ายปลายด้านเดียว ทุกแถวเป็นการจ่ายปลายด้านเดียวเพื่อให้การเปรียบเทียบเป็นแบบเดียวกัน
ผลลัพธ์น่าอุ่นใจสำหรับเครนและไม่สบายใจสำหรับรางวิ่ง เครนคานคู่ตัวเดียวที่ 45 ถึง 84 A กินงบ 0.4 ถึง 2 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งโอเค เครนสองตัวใช้บัส 400 m ร่วมกันกิน 4 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งแทบไม่เหลืออะไรให้สายป้อนของโรงงานเอง เครนสามตัวที่ 900 A กิน 13.2 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งคือตัวอย่างที่ตีพิมพ์เผยแพร่ และนั่นคือเหตุผลที่ช่วงรางที่ใช้ร่วมกันล้มเหลวในขณะที่เครนแต่ละตัวดูถูกต้องบนกระดาษ
อีกสิ่งหนึ่งที่แรงดันตกทำซึ่งมิเตอร์จะไม่แสดง มันเกิดขึ้นที่การเชื่อมต่อที่เคลื่อนที่ ที่รองรับแปรงรับกระแส ไม่ใช่ในกล่องต่อสาย การสัมผัสของแปรงรับกระแสเป็นช่วง ๆ บนบัสยาวเป็นสาเหตุคลาสสิกของสิ่งที่อุตสาหกรรมเรียกว่าการเคลื่อนที่อ่อนที่ปลายไกล: คอนแทคเตอร์ยังดูดอยู่ มอเตอร์หมุน แต่ภาระยังยกไม่ขึ้น ถ้าอาการของคุณปรากฏเฉพาะเมื่อสะพานอยู่ที่ปลายด้านหนึ่งของช่วงราง ให้วัดแรงดันที่ตัวเครน ไม่ใช่ที่ตู้
มันอบตู้นั้น การสูญเสียของอินเวอร์เตอร์ตีพิมพ์เผยแพร่ที่ 40 ถึง 50 W ต่อ kVA ของพิกัด หรือ 3 ถึง 5 เปอร์เซ็นต์ของกำลังพิกัด ไดรฟ์รอก 45 kW ที่เพาเวอร์แฟกเตอร์ 0.85 ดูเหมือนประมาณ 53 kVA ดังนั้นการสูญเสียที่โหลดเต็มจึงอยู่ระหว่าง 2.1 ถึง 2.7 kW ของความร้อนภายในกล่องเหล็ก
ตัวอย่างการคำนวณที่ตีพิมพ์เผยแพร่จากผู้ออกแบบตู้เครนทำให้เรื่องนี้เป็นรูปธรรม ตู้รอกหลักแบบโลหะ QDY สะสมการสูญเสียประมาณ 1.68 kW: 1.5 kW ในอินเวอร์เตอร์ 0.07 kW ในบัสบาร์ 0.04 kW ในคอนแทคเตอร์ 0.02 kW ในแหล่งจ่ายไฟ และ 0.05 kW จากรายการเล็ก ๆ ตู้มีขนาด 2,000 x 800 x 600 mm ติดตั้งแบบตั้งอิสระ ซึ่งให้พื้นที่ถ่ายเทความร้อนที่มีประสิทธิผล 5.712 ตารางเมตรตามความสัมพันธ์ใน IEC TR 60890 เหล็กทาสีถ่ายเทที่ประมาณ 5.5 W ต่อตารางเมตรต่อเคลวิน ที่อุณหภูมิสูงขึ้น 15 K ตู้ระบายได้ 471 W
ดังนั้นการสูญเสีย 1.68 kW ในตู้ที่ระบายได้เอง 471 W จะทรงตัวที่อุณหภูมิสูงขึ้น 1,680 หารด้วยผลคูณของ 5.5 และ 5.712 ซึ่งเท่ากับ 53.5 K ในโรงงาน 42 C ภายในตู้นั้นทำงานที่ประมาณ 95 C
ทีนี้เพิ่มรอกตัวที่สอง เครนคานคู่เหนือ 16 ตันใส่กลุ่มอินเวอร์เตอร์สองกลุ่มในตู้เดียวกัน และรอกเสริมไม่ใช่เรื่องเล็กเพราะตู้ถูกใช้ร่วมกัน
| เครน | กำลังไดรฟ์ที่ติดตั้ง | ความร้อนที่ 3.5 เปอร์เซ็นต์ | การระบายตามธรรมชาติที่ 15 K | อุณหภูมิสูงขึ้นทรงตัว ไม่มีพัดลม | ภายในที่อุณหภูมิแวดล้อม 40 C |
|---|---|---|---|---|---|
| 10 t เครนคานเดี่ยว | 14.1 kW | 0.49 kW | 471 W | 16 K | 56 C |
| 20 t เครนคานคู่ | 24.1 kW | 0.84 kW | 471 W | 27 K | 67 C |
| 32 t เครนคานคู่ | 33.2 kW | 1.16 kW | 471 W | 37 K | 77 C |
| 50 t เครนคานคู่ | 44.4 kW | 1.55 kW | 471 W | 49 K | 89 C |
| 50 t พร้อมชุดพัดลมหนึ่งชุด | 44.4 kW | 1.55 kW | 1,200 W ด้วยอากาศกรอง 250 m3/h | ประมาณ 15 K | ประมาณ 55 C |
การคำนวณของเรา โดยใช้การสูญเสียต่อหน่วยที่ตีพิมพ์เผยแพร่ ความสัมพันธ์เรื่องตู้ที่ตีพิมพ์เผยแพร่ และเส้นโค้งการลดพิกัดที่ตีพิมพ์เผยแพร่ แถวสุดท้ายใช้ชุดพัดลมกรองทั่วไปที่ 250 ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมงและเป็นเพียงการบ่งชี้เท่านั้น เส้นโค้งของผู้จำหน่ายพัดลมเป็นตัวกำหนด
ทำไมมันจึงสำคัญต่อความผิดเพี้ยนโดยเฉพาะ การลดพิกัดอินเวอร์เตอร์ที่ตีพิมพ์เผยแพร่คือ 1.5 เปอร์เซ็นต์ของกระแสเอาต์พุตพิกัดต่อองศาเหนืออุณหภูมิแวดล้อม 40 C ที่ 55 C ภายในตู้ ไดรฟ์เหลือพิกัด 77.5 เปอร์เซ็นต์ ดังนั้นอินเวอร์เตอร์ 45 kW จึงทำงานเหมือนอินเวอร์เตอร์ 35 kW ไดรฟ์ที่ทำงานที่ 78 เปอร์เซ็นต์ของป้ายพิกัดเข้าสู่มอเตอร์ที่เลือกสำหรับโหลดเต็ม จะทริปจากกระแสเกิน หรือแย่กว่านั้น คือทำงานที่จุดปฏิบัติการที่ผิดเพี้ยนซึ่งรูปคลื่นกระแสมีฮาร์มอนิกมากกว่าตัวเลขในแผ่นข้อมูลที่ใช้กำหนดสเปก การระบายความร้อนตู้ไม่ใช่ของฟุ่มเฟือยบนเครนคานคู่ แต่เป็นส่วนหนึ่งของข้อโต้แย้งเรื่องการผ่านข้อกำหนดฮาร์มอนิก
นิสัยที่เกี่ยวข้องสองอย่างจากแหล่งเดียวกันน่าลอกเลียนแบบ ให้วางตัวต้านทานเบรกไว้นอกตู้ เพราะพื้นผิวของมันสูงเกิน 300 C ในระหว่างรอบการรีเจนเนอเรชัน และอย่าติดตั้งตู้ชิดผนังโดยไม่คำนวณความร้อนใหม่ เพราะตู้เดี่ยวที่ติดผนังสูญเสียพื้นที่ที่มีประสิทธิผลไปประมาณ 11 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับตู้ตั้งอิสระ
บางครั้ง และระยะเผื่อนั้นแคบกว่าที่ผู้ซื้อส่วนใหญ่คิด คอยล์ของคอนแทคเตอร์มีช่วงดูดและช่วงปล่อย และช่วงปล่อยนั้นกว้าง แผ่นข้อมูลคอนแทคเตอร์ขนาดเล็กที่ตีพิมพ์เผยแพร่ฉบับหนึ่งให้ค่าดูดที่ 85 ถึง 110 เปอร์เซ็นต์ของแรงดันคอยล์พิกัด และปล่อยที่ใดก็ได้ระหว่าง 20 ถึง 75 เปอร์เซ็นต์ ถ้าหน่วยเฉพาะของคุณปล่อยที่ปลายบนของช่วงนั้น แรงดันตก 25 เปอร์เซ็นต์ก็ทำให้มันหลุด
บนเครนคานคู่เรื่องนี้สำคัญกว่าบนเครนคานเดี่ยว เพราะมีคอนแทคเตอร์มากกว่าและมีการเคลื่อนที่ให้เสียมากกว่า การเสียคอนแทคเตอร์เคลื่อนที่ยาวตัวหนึ่งจากสี่ตัวทำให้มอเตอร์สามตัวขับปลายด้านหนึ่งและมอเตอร์หนึ่งตัวลอย ซึ่งการควบคุมแบบ master/slave จะพยายามแก้ไขโดยดันอีกสามตัวให้หนักขึ้น นั่นคือวิธีที่รางปีน
| แหล่งที่มา | ตัวเลข | ความหมายหน้างาน |
|---|---|---|
| แผ่นข้อมูลคอนแทคเตอร์ที่ตีพิมพ์เผยแพร่ | ดูดที่ 85 ถึง 110 เปอร์เซ็นต์ ปล่อยที่ 20 ถึง 75 เปอร์เซ็นต์ของพิกัดคอยล์ | แรงดันตก 25 เปอร์เซ็นต์อาจปล่อยคอยล์กรณีเลวร้ายที่สุดได้ |
| IEC 60034-1 โซน A | แรงดันบวกลบ 5 เปอร์เซ็นต์ ความถี่บวกลบ 2 เปอร์เซ็นต์ | มอเตอร์ปลอดภัย คอนแทคเตอร์อาจไม่ |
| IEC 60034-1 โซน B | แรงดันบวกลบ 10 เปอร์เซ็นต์ ความถี่บวก 3 ถึงลบ 5 เปอร์เซ็นต์ | มีแรงบิดพิกัดแต่ร้อนขึ้น ใช้ได้ชั่วคราวเท่านั้น |
| NEMA MG 1 | แรงดันบวกลบ 10 เปอร์เซ็นต์ ความถี่บวกลบ 5 เปอร์เซ็นต์ รวมกันไม่เกิน 10 | เทียบเท่าในอเมริกาเหนือ ผ่อนกว่าเล็กน้อย |
| งานศึกษา ride-through ของ EPRI | แรงดันตกส่วนใหญ่ยาว 5 ถึง 15 รอบ 83 ถึง 250 ms | นานพอให้คอยล์หลุดแล้วต่อกลับ |
| แนวปฏิบัติการกำหนดขนาดเครื่องปั่นไฟ | มอเตอร์ทนได้ 30 ถึง 35 เปอร์เซ็นต์ ผู้ออกแบบสเปกจำกัดที่ 20 เปอร์เซ็นต์ | ตัวเลข 20 เปอร์เซ็นต์เป็นเรื่องคอนแทคเตอร์ ไม่ใช่มอเตอร์ |
การแก้ในทางปฏิบัติแทบไม่มีค่าใช้จ่ายและแทบไม่มีใครทำ: จ่ายไฟวงจรควบคุมจากหม้อแปลงแรงดันคงที่ขนาดเล็ก หรือจากแหล่งจ่ายดีซีที่มีคาปาซิเตอร์ เพื่อให้แรงดันคอยล์ไม่ตามบัสบาร์กำลัง การแก้อีกอย่างคือสั่งการเคลื่อนที่แบบลำดับแทนที่จะพร้อมกัน ซึ่ง PLC ทำได้ฟรี
ขึ้นอยู่ทั้งหมดกับว่าเครนเป็นตัวกำหนดยอดพีคของเดือนคุณหรือไม่ ในกรณีที่เป็น อัตราค่าไฟอุตสาหกรรมที่ตีพิมพ์เผยแพร่แสดงความเสียหาย แผ่นอัตราค่าไฟของสหกรณ์ไฟฟ้าชนบทแห่งหนึ่งคิด USD 11.56 ต่อ kW ของอุปสงค์กำลังไฟที่ซื้อ บวก USD 11.81 ต่อ kW ของอุปสงค์การจำหน่าย ดังนั้นประมาณ USD 23.37 ต่อ kW ต่อเดือน แผ่นเดียวกันปรับอุปสงค์ที่เรียกเก็บเพิ่มขึ้นเมื่อเพาเวอร์แฟกเตอร์ที่อุปสงค์สูงสุดต่ำกว่า 97 เปอร์เซ็นต์ โดยคูณอุปสงค์ที่บันทึกด้วย 97 หารด้วยเพาเวอร์แฟกเตอร์จริง นอกจากนี้ยังคิด USD 0.01009 ต่อ kVARh ส่วนเกินเมื่อค่าเฉลี่ยรายเดือนต่ำกว่า 95 เปอร์เซ็นต์
ไดรฟ์หกพัลส์ที่ไม่มีรีแอกเตอร์มีเพาเวอร์แฟกเตอร์จริงใกล้ 0.69 แม้ว่าดิสเพลสเมนต์แฟกเตอร์ของไดรฟ์จะเป็น 0.98 เพราะเทอมความผิดเพี้ยนฉุดค่าทั้งหมดลง นี่คือสิ่งที่มันทำกับเครน 24.1 kW
| เพาเวอร์แฟกเตอร์ | อุปสงค์ปรากฏ | อุปสงค์ที่เรียกเก็บ | ค่าปรับต่อเดือน | ค่าปรับต่อปี | สาเหตุที่เป็นไปได้ |
|---|---|---|---|---|---|
| 0.98 | 24.6 kVA | 24.1 kW | ไม่มี | ไม่มี | active front end |
| 0.93 | 25.9 kVA | 25.1 kW | USD 23 | USD 281 | รีแอกเตอร์ 5 เปอร์เซ็นต์ |
| 0.85 | 28.4 kVA | 27.5 kW | USD 79 | USD 953 | รีแอกเตอร์ 2 ถึง 3 เปอร์เซ็นต์ |
| 0.69 | 34.9 kVA | 33.9 kW | USD 229 | USD 2,748 | หกพัลส์ ไม่มีรีแอกเตอร์ |
| 0.69 เครนสองตัวพีคพร้อมกัน | 69.8 kVA | 67.8 kW | USD 458 | USD 5,496 | เหมือนกัน แต่คูณสอง |
การคำนวณของเราปรับใช้กับอัตราค่าไฟที่ตีพิมพ์เผยแพร่และ 24.1 kW ของเครน ที่ USD 23.37 ต่อ kW ต่อเดือน ข้อแม้ที่ซื่อสัตย์สองข้อ เรื่องนี้กัดเฉพาะเมื่อเครนตรงกับพีคที่ใช้ออกบิล ซึ่งเป็นเรื่องปกติในโรงหล่อหรือลานผลิตชิ้นส่วนคอนกรีตสำเร็จรูป และไม่ปกติในคลังสินค้าที่เครนทำงานเป็นครั้งคราว และมันสมมติว่าการไฟฟ้าบังคับใช้ตามตัวอักษรของอัตราค่าไฟเฉพาะนั้น ซึ่งแตกต่างกันตามภูมิภาค
ในกรณีที่มันกัดจริง รีแอกเตอร์ราคาไม่กี่ร้อยดอลลาร์ให้ผลตอบแทนสี่หลักต่อปี นั่นคือเหตุผลเชิงพาณิชย์ทั้งหมดของการระบุรีแอกเตอร์ในสเปกเครนคานคู่ และไม่เกี่ยวกับการเป็นพลเมืองดีเลย
เครนเหนือศีรษะขนาดหนักเดินมอเตอร์เคลื่อนที่ได้ถึงสี่ตัวพร้อมกัน โดยมีการซิงโครไนซ์จากอินเวอร์เตอร์เครนหนึ่งตัวในโหมด master/slave ข้อมูลไดรฟ์สำหรับงานเครนที่ตีพิมพ์เผยแพร่กำหนดมอเตอร์เคลื่อนที่ที่แรงบิด 1.8 เท่าของพิกัดสำหรับการสตาร์ท ภาระงาน S4 ที่ cyclic duration factor 40 เปอร์เซ็นต์ สตาร์ทได้ถึง 360 ครั้งต่อชั่วโมง และฉนวนมอเตอร์ตาม NEMA MG 1 Part 31 เพื่อความเข้ากันได้กับอินเวอร์เตอร์
โหมดความล้มเหลวทางไฟฟ้าสองแบบเป็นของการจัดวางนี้และไม่มีที่อื่นบนเครน แบบแรกคือแรงบิดเบี้ยว: ถ้าตัวทาสตัวหนึ่งตามช้า มาสเตอร์จะเพิ่มแรงบิดทั้งสี่ตัว โครงหัวท้ายที่นำหน้าจะลื่นหรือปีนราง และเครนจะเบี้ยวในรางวิ่ง แบบที่สองคือกระแสหมุนเวียนระหว่างมอเตอร์ที่ต่อกับบัสดีซีเดียวกันเมื่อความยาวสายต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งปรากฏเป็นความร้อนไม่เท่ากันในมอเตอร์ที่กล้องความร้อนหาเจอได้นานก่อนที่รหัสข้อผิดพลาดจะเจอ
ทั้งสองไม่ใช่ปัญหาฮาร์มอนิก และทั้งสองมักถูกโทษว่าเป็นฮาร์มอนิกเพราะอาการคือการทริป ถ้าการทริปของคุณเกิดขึ้นระหว่างการเคลื่อนที่ยาวและไม่เคยเกิดขึ้นระหว่างการยกรอก คุณกำลังดูปัญหาการประสานงานไดรฟ์ ไม่ใช่ปัญหาคุณภาพกำลังไฟ
เกือบทั้งหมด ขีดจำกัดการออกแบบสำหรับรอกที่ตีพิมพ์เผยแพร่ ซึ่งอ้างอิงไขว้ระหว่างการจำแนก ISO, FEM, CMAA และ AS กำหนดเพดานแข็งของชั่วโมงเดินเครื่องและจำนวนครั้งสตาร์ทต่อชั่วโมงสำหรับแต่ละชั้น
| ชั้น | ISO / AS | FEM | CMAA | ชั่วโมงเดินเครื่องต่อวัน | จำนวนครั้งสตาร์ทต่อชั่วโมง |
|---|---|---|---|---|---|
| 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 ขึ้นไป | 360 |
เครื่องที่ M5 สะสมการสตาร์ทประมาณ 8 ล้านครั้งตลอดอายุการใช้งานที่สี่ชั่วโมงต่อวัน เครื่องที่ M7 สะสมประมาณสี่เท่าของนั้น เพราะเพดานของชั้นสูงกว่าสี่เท่า ฮาร์มอนิกต่อการสตาร์ทหนึ่งครั้งไม่เปลี่ยน จำนวนครั้งสตาร์ทที่ฮาร์มอนิกและกระแสเริ่มเดินไปตรงกับสิ่งอื่นทั้งหมดในโรงงานต่างหากที่เปลี่ยน
นี่คือจุดที่กลุ่ม 5 ถึง 100 ตันแตกออก และมันแตกในที่ที่อึดอัด ขีดจำกัดการปล่อยฮาร์มอนิกสำหรับอุปกรณ์ที่ต่อกับระบบแรงดันต่ำสาธารณะที่ 16 ถึง 75 A ต่อเฟสกำหนดโดย IEC 61000-3-12 เครนคานคู่ 20 ตันที่ 45.5 A อยู่ในช่วงนั้น เครน 50 ตันที่ 83.8 A อยู่นอกช่วงนั้น และตระกูลผลิตภัณฑ์เดียวกันจะถูกตัดสินเทียบกับขีดจำกัดความผิดเพี้ยนของการไฟฟ้าเอง แทนที่จะเป็นมาตรฐานอุปกรณ์
| เอกสาร | ขอบเขต | เครนคานคู่อยู่ตรงไหน |
|---|---|---|
| IEC 61000-3-2 | กระแสอินพุตสูงถึง 16 A ต่อเฟส | เฉพาะเครื่องเล็กที่สุด 5 t ที่ 16.6 A ก็อยู่นอกแล้ว |
| IEC 61000-3-12 | 16 ถึง 75 A ต่อเฟส สูงถึง 690 V 50 หรือ 60 Hz แรงดันต่ำสาธารณะ | 5 ถึง 32 t อยู่ในช่วง 40 t และ 50 t อยู่นอกช่วง |
| IEEE 519-2022 | ความผิดเพี้ยนกระแสและแรงดันที่จุดเชื่อมต่อร่วม ขีดจำกัดปรับตามอัตราส่วนกระแสลัดวงจร | ขีดจำกัดที่ใช้ในสัญญาส่งออกส่วนใหญ่ TDD 5 ถึง 20 เปอร์เซ็นต์ขึ้นกับอัตราส่วน |
| IEC 60204-32:2023 | อุปกรณ์ไฟฟ้าของเครื่องยก ตั้งแต่สวิตช์จ่ายไฟเครนเป็นต้นไป รวมบัสตัวนำและสายแขวนนอกเครื่อง สูงถึง 1000 V AC | ครอบคลุมการจ่ายไฟรางวิ่ง ซึ่งเป็นส่วนที่ถูกทิ้งออกจากสัญญาเครนบ่อยที่สุด |
| IEC 60364-5-52 ภาคผนวก G | แรงดันตกที่แนะนำ 3 เปอร์เซ็นต์สำหรับไฟส่องสว่าง 5 เปอร์เซ็นต์สำหรับวงจรสุดท้ายอื่น ตรวจการตกขณะสตาร์ทแยก | งบประมาณที่รางวิ่งกัดกิน |
| IEC 61800-5-1 | ความปลอดภัยทางไฟฟ้าของระบบขับกำลัง รวมการป้องกันกระแสรั่วลงดิน | ไดรฟ์อาจสร้างกระแสตกค้างดีซีแบบเรียบ จึงต้องใช้อุปกรณ์ Type B หรือ B+ |
ตารางแรงดันของ IEEE 519-2022 น่าพกติดตัวไว้ เพราะเป็นตารางที่ผู้ซื้ออ้างโดยไม่มีเงื่อนไขประกอบ ที่จุดเชื่อมต่อร่วมต่ำกว่า 1 kV ขีดจำกัดคือ 5.0 เปอร์เซ็นต์สำหรับฮาร์มอนิกเดียวใด ๆ และ 8.0 เปอร์เซ็นต์รวม จาก 1 ถึง 69 kV จะเข้มขึ้นเป็น 3.0 และ 5.0 ตารางกระแสที่ทุกคนลืมปรับตามอัตราส่วนกระแสลัดวงจร: 4.0 เปอร์เซ็นต์สำหรับฮาร์มอนิกที่ห้าและ 5.0 เปอร์เซ็นต์ TDD เมื่ออัตราส่วนต่ำกว่า 20 เพิ่มเป็น 15.0 และ 20.0 เมื่อสูงกว่า 1,000 เครนในโรงงานที่ระบบจ่ายแข็งแรงมีระยะเผื่อมากกว่าเครนเดียวกันที่ปลายสายป้อนชนบทระยะไกล ทั้งที่อุปกรณ์เหมือนกันทุกประการ
เรื่องกระแสรั่วลงดิน ประเด็นเฉพาะของเครนคืออุปกรณ์ Type AC หรือ Type A อาจถูกทำให้ตาบอดได้ด้วยองค์ประกอบดีซีแบบเรียบที่ไดรฟ์สร้างขึ้นภายใต้สภาวะผิดพร่อง เอกสารอุปกรณ์ที่ตีพิมพ์เผยแพร่สำหรับงานติดตั้งเครนแนะนำ Type B หรือ Type B+ พร้อมการป้องกันการทริปโดยไม่จำเป็นบนสายยาว และระบุว่าฟิลเตอร์ EMC แบบบวกในตัวถูกประกาศว่ามีผลเฉพาะภายในประมาณ 5 ถึง 10 m ของสายมอเตอร์แบบชีลด์ บนเครนคานคู่ที่ตู้อยู่ปลายด้านหนึ่งและรอกอยู่อีกด้านหนึ่ง ระยะนั้นถูกเกินเป็นปกติ ซึ่งเป็นสถานการณ์ที่อุปกรณ์แบบมีการป้องกันมีไว้เพื่อรับมือพอดี
สิบบรรทัด ทุกบรรทัดตอบได้ในหนึ่งหน้าโดยซัพพลายเออร์ที่มีความสามารถคนใดก็ได้ ผมอยากได้สิ่งเหล่านี้มากกว่าใบรับรองการปฏิบัติตามข้อกำหนดที่ไม่มีตัวเลขรองรับ
1. จำนวนมอเตอร์ที่สวิตช์แยกกัน และสำหรับแต่ละตัว front end เป็นหกพัลส์ สิบสองพัลส์ หรือแอกทีฟ 2. มีรีแอกเตอร์หรือฟิลเตอร์ติดตั้งหรือไม่ ค่าอิมพีแดนซ์เป็นเปอร์เซ็นต์ ฝั่ง AC หรือดีซีลิงก์ 3. วัสดุบัสบาร์ พิกัดกระแส จำนวนและตำแหน่งของจุดจ่ายไฟ และแรงดันตกที่คำนวณได้ที่กระแสของเครนตลอดความยาวช่วงรางจริง 4. เครนกี่ตัวใช้บัสร่วมกัน และการออกแบบสมมติการทำงานพร้อมกันเท่าไร 5. ภาระความร้อนของตู้เป็น kW วิธีระบายความร้อน และอุณหภูมิแวดล้อมที่ตำแหน่งตู้ในฤดูร้อน 6. แรงดันคอยล์และความทนการคงดูด และว่าวงจรควบคุมมีหม้อแปลงของตัวเองหรือไม่ 7. ฉนวนมอเตอร์ตาม NEMA MG 1 Part 31 หากติดตั้งอินเวอร์เตอร์ 8. ชนิดและการตั้งค่าอุปกรณ์กระแสรั่วลงดิน และว่ามันทนกระแสตกค้างหลายความถี่ได้หรือไม่ 9. ชั้นภาระงานตาม ISO 4301, FEM หรือ CMAA พร้อมจำนวนครั้งสตาร์ทต่อชั่วโมง 10. ซัพพลายเออร์ออกแบบตามขีดจำกัดฮาร์มอนิกใด และที่จุดวัดใด
ถ้าคุณได้ใบเสนอราคาที่บอกเพียงว่าเครนมีเครื่องหมาย CE แสดงว่าทั้งสิบบรรทัดนั้นยังไม่ถูกตอบ นั่นไม่ใช่การตำหนิเครื่องหมาย CE แต่เป็นข้อสังเกตว่าเครื่องหมาย CE ไม่ได้บอกอะไรเกี่ยวกับเครนตัวที่สิบในรางวิ่งของคุณ
สำหรับเครื่องที่เดินอยู่แล้ว ลำดับงานข้างล่างคือสิ่งที่ผมจะทำจริง เรียงตามผลตอบแทนไม่ใช่ตามความหรูหรา
| การดำเนินการ | ค่าใช้จ่าย | สิ่งที่แก้ไข | ระยะคืนทุน |
|---|---|---|---|
| ย้ายตู้ออกจากโซนร้อนและเพิ่มชุดพัดลม | USD 400 ถึง 1,500 | อุณหภูมิสูงขึ้นภายใน 20 ถึง 25 K คืนพิกัดไดรฟ์เต็ม | ต่ำกว่า 1 ปีเมื่อทริปบ่อย |
| จ่ายไฟวงจรควบคุมจากแหล่งแรงดันคงที่ | USD 200 ถึง 600 | คอนแทคเตอร์หลุดเมื่อแรงดันตก | ทันที |
| รีแอกเตอร์ 5 เปอร์เซ็นต์บนทุกไดรฟ์ที่ยังไม่มี | USD 200 ถึง 600 ต่อไดรฟ์ | THDi จากประมาณ 100 เหลือประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ เพาเวอร์แฟกเตอร์จาก 0.69 เป็น 0.93 | 6 ถึง 18 เดือนจากค่าอุปสงค์ |
| จุดจ่ายไฟที่สองกลางช่วงรางวิ่ง | USD 1,500 ถึง 5,000 | ลดแรงดันตกครึ่งหนึ่งบนช่วงรางยาว | วิธีรักษาจริงเพียงอย่างเดียวสำหรับการเคลื่อนที่อ่อนที่ปลายไกล |
| การจ่ายไฟแบบเลื่อนเฟสสำหรับรอกเสริม | USD 2,000 ถึง 6,000 | ลบฮาร์มอนิกที่ 5 และ 7 ระหว่างไดรฟ์ใหญ่สองตัว | 2 ถึง 6 ปีขึ้นกับขีดจำกัด |
| Active front end บนรอกหลัก | ส่วนเพิ่ม USD 3,000 ถึง 9,000 | THDi ต่ำกว่า 5 เปอร์เซ็นต์ เพาเวอร์แฟกเตอร์ unity การรีเจนเนอเรชัน | 3 ถึง 8 ปี เร็วขึ้นในงานหนัก |
| ฮาร์มอนิกฟิลเตอร์ที่บัสบาร์โรงงานแทนที่จะติดที่เครน | USD 4,000 ถึง 12,000 | ปัญหาที่ใช้ร่วมกัน หากมีเครนหลายตัวร่วมก่อ | ขึ้นกับสิ่งอื่นบนบัสทั้งหมด |
| ติดตั้งฮาร์มอนิกฟิลเตอร์บนเครนที่สวิตช์ด้วยคอนแทคเตอร์ | USD 3,000 ถึง 8,000 | ไม่ได้แก้อะไร เพราะไม่มีวงจรเรียงกระแส | ไม่มีวัน ให้ติดซอฟต์สตาร์ทเตอร์แทน |
ค่าใช้จ่ายเป็นตัวเลขเพื่อการวางแผนของเราสำหรับปี 2026 ในตลาดยุโรปและตะวันออกกลาง แถวสุดท้ายตั้งใจใส่ไว้ในตาราง เป็นความผิดพลาดที่ผมเห็นบ่อยที่สุด และเป็นอันที่ได้รับการอนุมัติ เพราะคำว่าฟิลเตอร์ฟังดูเป็นงานวิศวกรรม
ใช่ แต่ไม่ใช่ด้วยเหตุผลที่คนส่วนใหญ่ออกแบบคิดไว้ ไดรฟ์รอกทั้งสองตัวนำกระแสฮาร์มอนิกของตนมารวมกันที่บัสบาร์ก่อนที่กระแสจะไปถึงหม้อแปลงของคุณ และไดรฟ์ที่คล้ายกันซึ่งมีมุมเฟสคล้ายกันจะรวมกันแบบเกือบเป็นผลบวกตรง การสาธิตในห้องปฏิบัติการที่ตีพิมพ์เผยแพร่วัดฮาร์มอนิกที่ห้าจากไดรฟ์หนึ่งได้ 10.9 A และประมาณสองเท่านั้นเมื่อไดรฟ์ตัวที่สองทำงาน รอกเสริมเป็นตัวที่ยุ่งยากกว่าในสองตัวนี้ เพราะมีขนาดเล็กและทำงานที่จุดปฏิบัติการไม่ดี ช่วง เครนคานคู่ ของเราระบุรอกทั้งสองตัวแยกกันด้วยเหตุผลนี้พอดี
ไม่พอ และนี่คือส่วนที่ทำให้ผู้ซื้อประหลาดใจ รีแอกเตอร์ลดไดรฟ์แต่ละตัวจาก THDi ประมาณ 100 เปอร์เซ็นต์ของกระแสลงมาที่ประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเป็นการปรับปรุงใหญ่และคุ้มค่ากับเงิน บนบัสบาร์ที่มีไดรฟ์ห้าตัว ความผิดเพี้ยนอุปสงค์รวมที่ได้ยังคงอยู่ราว 15 ถึง 18 เปอร์เซ็นต์ แม้ว่ามุมเฟสจะกระจายกันอย่างสมบูรณ์แบบ เทียบกับขีดจำกัด 8 เปอร์เซ็นต์ของ IEEE 519 รีแอกเตอร์เป็นสิ่งจำเป็นแต่ไม่เพียงพอ การเลื่อนเฟสหรือ active front end คือสิ่งที่ปิดช่องว่างที่เหลือ
เพราะบัสบาร์คือวงจร และเครนรับกระแส ณ จุดที่มันไปถึง แผ่นข้อมูลตัวนำที่ตีพิมพ์เผยแพร่ให้ค่า 0.000138 โอห์มต่อเมตรสำหรับบัสอะลูมิเนียม 1000 A ซึ่งทำให้ช่วงรางยาว 245 m ที่ใช้ร่วมกันโดยเครนที่ดึงกระแสรวม 900 A มีแรงดันตก 52.6 V หรือ 13.2 เปอร์เซ็นต์ของ 400 V เครนคานคู่ตัวเดียวที่ 45 ถึง 84 A กินเพียง 0.4 ถึง 2 เปอร์เซ็นต์ ดังนั้นอาการที่คุณเห็นเกือบทุกครั้งเป็นปัญหาของช่วงรางที่ใช้ร่วมกัน ให้เพิ่มจุดจ่ายไฟกลางช่วงก่อนที่จะเปลี่ยนอะไร
ได้ และหลายเครื่องเป็นเช่นนั้น เครนคานคู่ขนาด 50 ตัน ช่วงยก 13.5 m ที่ตีพิมพ์เผยแพร่ระบุอุปกรณ์ไฟฟ้า 44.4 kW พร้อมมอเตอร์เปลี่ยนขั้วสองความเร็วบนรอก รถเข็น และการเคลื่อนที่ยาว และไม่มีไดรฟ์อยู่ที่ใดเลย เครื่องนั้นสร้างกระแสฮาร์มอนิกแทบไม่มีเลย เพราะมอเตอร์เหนี่ยวนำแบบเปลี่ยนขั้วเป็นโหลดเชิงเส้น แต่กลับสร้างกระแสเริ่มเดินที่หกถึงแปดเท่าของโหลดเต็ม และการบรรเทาที่ถูกต้องคือซอฟต์สตาร์ทเตอร์ ไม่ใช่ฟิลเตอร์ ถามก่อนว่าคุณกำลังซื้อการออกแบบใดก่อนที่คุณจะยอมรับโซลูชันฮาร์มอนิก
เพราะกลุ่มอินเวอร์เตอร์สองกลุ่มใช้ตู้ร่วมกันและการสูญเสียของอินเวอร์เตอร์อยู่ที่ 3 ถึง 5 เปอร์เซ็นต์ของกำลังพิกัด ตัวอย่างการคำนวณที่ตีพิมพ์เผยแพร่ให้ค่าตู้รอก 45 kW หนึ่งตู้มีการสูญเสียภายใน 1.68 kW ในกล่องที่ระบายความร้อนได้เอง 471 W ที่อุณหภูมิสูงขึ้น 15 K ซึ่งจะทรงตัวที่อุณหภูมิสูงขึ้น 53.5 K และประมาณ 95 C ภายในเมื่อโรงงานอยู่ที่ 42 C อินเวอร์เตอร์ลดพิกัดลง 1.5 เปอร์เซ็นต์ของกระแสเอาต์พุตต่อองศาเหนือ 40 C ดังนั้นไดรฟ์ 45 kW จึงทำงานเหมือนไดรฟ์ 35 kW ให้ติดตั้งชุดพัดลมและย้ายตัวต้านทานเบรกออกไปนอกตู้
การระบายความร้อนตู้ จากนั้นแรงดันวงจรควบคุม แล้วจึงรีแอกเตอร์ ตามลำดับนั้น รายการที่สี่ที่คุ้มคือจุดจ่ายไฟที่สองบนรางวิ่ง แต่เฉพาะเมื่ออาการคือการเคลื่อนที่อ่อนที่ปลายไกล ไม่ใช่ความผิดเพี้ยน ถ้าโรงงานของคุณมีการปรับค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์ รีแอกเตอร์ราคาไม่กี่ร้อยดอลลาร์บนเครน 24.1 kW ประหยัดได้ราว USD 2,700 ต่อปีที่เพาเวอร์แฟกเตอร์จริง 0.69 โดยอิงอัตราค่าไฟที่ตีพิมพ์เผยแพร่ซึ่งคิดประมาณ USD 23.37 ต่อ kW ของอุปสงค์
บทความที่เกี่ยวข้อง:
คุณภาพกำลังไฟของเครน: เครนคานเดี่ยวทำอะไรกับกริดที่อ่อนแอ
การใช้พลังงานของเครนคานคู่: เครื่อง 5 ถึง 100 ตันมีต้นทุนเดินเครื่องจริงเท่าไร
การติดตั้งเครนคานคู่: การประกอบสะพานหน้างาน
คาร์บอนสะสมในเครน: เครนคานคู่ 20 ตันแบกอะไรไว้จริง ๆ
การใช้พลังงานของรอก: กิโลวัตต์-ชั่วโมงไปอยู่ที่ไหนจริง ๆ