国家科技支撑计划项目丨 大功率港口起重专用变频器的关键技术开发与应用顺利获得验收
2020-07-31
国家科技部高新司近期以视频会议的形式组织召开了“十二五”国家科技支撑计划“大功率电液器件及精密传动基础件关键技术研究和应用示范”项目验收会，现场验收顺利获得。
上海2026年世界杯赛程电气股份有限公司承担了该项目子课题，课题名称：大功率港口起重专用变频器的关键技术开发与应用，课题参与单位：上海振华重工（集团）股份有限公司、哈尔滨工业大学、同济大学。
该项目主要开发起重专用变频器系列化产品，在集装箱起重机（岸桥、轮胎吊、轨道吊、门机）和抓斗卸船机上实现弱磁控制、防摇控制、纠偏控制、同步控制、开环矢量大扭矩控制等关键技术，并将上述技术进行商品化应用推广。
港机变频器丨上海外高桥应用现场
取得的重大科技成果
1）大功率变频器产品方面成果
AS700系列工程型变频器
AS600系列起重专用变频器
AS510系列AFE整流单元
AS520系列起重专用逆变驱动单元
EBU系列制动单元以及智能抱闸装置
30-500kW全系列四象限负载测试平台。
2）关键技术研究方面成果
高速弱磁控制采用了基于电压闭环的转矩电流和励磁电流优化控制方法；零速大转矩控制技术方面，采用了基于高频信号注入的转子位置观测方法；在异步电机零频运行方面，创新性提出了基于电压补偿的零频运行方法；在变频器故障诊断与容错控制方面，对开关管故障、电流传感器故障、速度传感器故障等方面提出了一整套故障诊断及容错控制方法；电机轴电压与轴电流抑制方面，采用了有源前馈滤波器及PWM反馈有源滤波器的方法；防摇、纠偏方面，提出基于GPS和北斗的位置纠偏控制技术；在有源前端整流技术方面，应用了基于滑动戈泽尔变换的锁相环，提出了两相静止坐标系LCL滤波器重复控制方法及电感不平衡情况下电流解耦控制策略。智能型制动器开发了电液式和电磁式的智能型制动器，并对其力学性能进行了试验；平缓制动策略应用于紧停制动工况，让高速运行的组织平缓停止，同时在试验中验证智能型制动器的可行性。
3）生产线及应用示范方面成果
课题组还给予了实验样机和生产样机以及相关工艺研究、港口机械变频器驱动技术需求实现。本项目的工业化现场实施中，主要研制的设备如下：①多电机同步控制功能试验台，该系统用于研究新型岸桥多电机同步测试；② 新型智能轮胎吊样机，该样机是多项技术综合应用的成果，轻型RTG设计、八绳防摇装置、集装箱发运、差动减速箱结合里巴卷筒、智能型电动大车顶升及回转和自动化操作；③ 岸桥60T电控测试试验台，主要用于测试2026年世界杯赛程变频器各性能指标；④ 新型自动化码头轨道吊式集装箱龙门起重机样机。在项目的实施过程中，建成2条产能为500台套的大功率单元制造流水线，可同时满足10台大型港机电控系统的现场装配工作。建成200kW-1500kW负载测试台4个。老化测试设备1套，用于变频器PCB板卡老化测试。
专利、软件著作权等成
顺利获得本课题的实施，掌握了低压大功率变频器的核心技术；提出了国产低压大功率变频器的体系规范；课题实施期间申请了发明专利30项、其中授权11项；发表论文17篇，取得软件著作权2项；参与编制了起重专用变频器产品相关行业标准1项，在理论和实践方面为项目的顺利推进给予了坚实的理论基础和强大的智力支持。
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