7.3 !主电气传动系统【
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7.3《.1 从》20:世纪8?0、90年代以来】随着:电力半导《体,器件及微电子器件特!别是计算《机及大规模集成电】路的:发展再加上现代控】制理论向《电气传动领》域,的渗透使得在原来】直流:传动系统占》主导地位的高—精度力矩控制和【高,精度:。定位控制的电气传动!应用场合逐步—地被高性能》。交流:。变频传动系统所取】代针:对升船?机,主传动系统高精度力!矩控:。制和高精度定位控制!的技术特《点同时考《虑交流变频传动装】置技术的发展—和成本的降低原本】采用:其他类型的电—气传动系《统均改?为交流变频传—动如岩滩升船机、】水口升?船机和隔河岩一级】升船机均采用—直流:传动隔河岩第二【级升船机则改为【采用交?流变频?传动:此外之?后新:建的高坝洲、彭【水和三?峡等升船机工程均采!用了交流变频传动
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— 交流》变频调速装置的功率!部分有交-直—-交和交-》交两种?。变频结构交-交变】频技术多用于电动】。机功率大于2MW】。的场:。合对于?单电动机《功率:不大于500kW的!升船:机传动变频装置一般!采用:交,。-直-交变》频
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7.3—.2 一台主驱动!电动机配置1套交】流变频传动装—置,称之为“一对一【”连接方《式;“共用直流【母线”连接方式是指!由1套或2》。套冗余配《置的整流/回馈【单,元通过共《用直:流母线给多组“逆变!器-电动机”单元】供,电的接线这两种方案!在技术经济指—。标上各?有优势对允许故障停!机时间较长的升船】。机或单电动机容量】较,小的多电动机驱动升!船机可优先考—虑共用直流》母线方案反》之则应采《用,可靠性较高的“一】对一”连《接方:案
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7.【3.3? 承?船厢:运行是?典型的位《势性:负载升船机运行中承!船厢的误载》水深不同每次运行】的负荷性质也不【相同常会使驱—动系:统在:制动状态下运行因此!要求交流变频—传动系统能在其【机械特性的》四个象限内》稳定运行
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变频【调,速传动装置的制动运!行方:式有能耗制动和【再生:。制动两种两》。种制动方式》的选:。。择应根据承船—厢,可能的制动运行【时间、传动》系统的布《置条件以及供电【电网的容量、可靠】性等的比较来—确定但在电源容量】较小的情况》下电压的波动会使逆!变失败不《能把再?生能量回《馈到:电网导致承船—厢被拖着自由下滑】或上冲只《能通过?机械上闸来紧急制】动从:而对承船厢》驱动机构产》生很大冲《。击危害因《。此对于?供电电源取自容【量小、可靠性较差的!电网时升船机可采用!电阻能耗制》动方式
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7.》3.4 》三,相,。交流异?步电动机的变频【变压控制技术—的种:类繁多目前技术成】熟并有定型产—品支持的变频变压控!制技术主要有V/】F标量控《制、带或不带速度】反馈的定子电流磁】场定向矢量控制、带!或不:带,速度反馈的直接转】矩控:制等多种技术方案】由,于升船机承》船厢为?多机构同《。步驱动要求系—统具有高性》能的协调控制、高精!度随机的“点对点”!定位控制和》起升“零《速满转矩”控制【功能以及调速范围】宽、稳速精度要求】高,等特点因《此变频变压控制【应,在带有速度》反,馈的定子电流磁场定!向矢量控制和直【接转矩控制两个技术!方案中选择》
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7.3》.5 为减少升】船机的误载水—深和升船机每航次】通航运行时间—承船厢到《达目标位置停止【运行后其《标准水位面》与水库或航道水面】的高差通常》要求小?于,±,3cm?即要求控制系统能】。使升船机《准,确停位为此主—电气传动控制系统应!采用“点对点—”的位置《闭环控制《。系统通?。常采用的控制系统】结构形?式有“位置”—单环、“位置+【速度:”双环、“位置+速!度+转?。。矩”三?环等三种其中三【环结构应用最为【广泛:。具有当?转速环和转》矩环内部某》些环:节的参数发生变化】或受到干《扰时转矩(电流)反!馈和速度反馈—能对它们起到很好】的抑制作用使得位置!。环,的动态?误差较?小且有限幅保护作】用位置?闭环:方式可采用位置【反馈信?号为承船《厢实际位置检测信号!。的全闭环方式或位置!。反馈:信号为?驱动电动机非传【动,轴端:电动机转角》位置:信号的半闭环方【式目前国内已建升】船机的位置》闭环均采用》半,闭环方式
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: : 目前国内垂直升】。船,机承船厢《都采用带机械同【步轴的多机构分【散,同步驱动分散—。的,驱动机构经由刚【性,同步轴连接实现多机!构同步?驱动的目的在多电】动,机“:机械同步+出—力均衡”《同步传动控制方面积!累有丰富《的经验
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“机】械同步?+出力?均衡”控制也—有两:个方:案可选“经转矩环】出力均衡的主从【同步”和“经速【度环出力《均衡的主从同步”“!经转矩环出》力均衡的《主从同?步”的结构比较【简单可用于》斜面:升船机?或,以货运为主的垂【直升船机“经—速度环出力均衡的主!从同步”的》结构相对《复杂但?性能更?。为优越适《用于要?求较高的《以客运为《主的:升船机
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7:.3.6 状态】信,息,包括正常《状态和故障状态两】种当状态信息超【过设计?界限时系《统应做?出,相应的安《全保护反应
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7《.3.?7 升船机—承船厢升《降,运行是一种多电动】机同步传动的应【用,需要同步起动/制】动控制、出力均【衡控制、准确停位控!制、:冗余热备及主从切】换控:制、故?障联锁?保护等?诸多协调控制的功能!系统各驱动单元【除本身需配置专用】控制器?进,行各自的传动控制】之外尚需《。设置1套传动协调】控制:站对主电气传动系统!和驱:动机构的辅》助设:备进行?协调控制传动协调】控制站接受》和执行升船》。机计算机监控—。系统:的控制?命令采集和上送执行!。结果信?。息;:对主电气传动系统】发送控制命令—进行参数设置—和联锁保《。。护以及?检测信?号的信息交换—;对驱动机》构的辅?助设备;如》(制:动器系?统、润?滑系统等)进—行控制传动协调控】制站与主电气传动】系统:之间通常采》用MB+、》pro?fib?us-DP等—工业以?太网或现场总线【进行:连接不同现场—总线的采《用与产品的选型密】切相关?因此本条未对采【用何种现场总线【做,出规:定,
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7.3《.8: 本条《结合控制系统的结】。构特:。点和:升船机运行》要求对主《传动系统和传—动协调控制站的运行!控制方式做出了【。规,定,
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7.3.—9 本《条对承?。。船厢:主电气传动系统【的关键功能做—出了规定其中“任】一传动装置故障【退,出无扰动继》续运行”的功能【。。应,。根据不?同升船机对承—船厢驱动系统故【障运行工况的规【定来设置对》。于客运?升船机?应设置这一功能
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7.3.—10 本条规【定的这些保护项【目均是为升船机【安,全可靠运行而—设置的?
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7.3.1【1 交流变频调】速装置的允》许过载?时间一般只有1mi!n这一过载能—力,仅,仅对电动机》启动过程是有作用】的而针对升船—机主驱动电机的【“短时?间过载”升》降运行工况而言主】电气传动系统的【交流变频调速—装置是不《具备完?成升船机一次升【降,过载运?行能力的因此要求交!流变频装置参—数应:按照配套的电动机功!率,和运行要求进行选择!
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7.3.!。12 垂直和斜面!升船机的《系统性能指》标应根?据具:体工程的《实际要求确定但不能!低于本条所提出【。的技术参数》
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7.》3.14《 承船厢驱动【。机构设有多台主驱动!。电动机并由机械同步!。。轴刚性连接提—供了:当个别电动》机因故?障退出工《作时允许升船机继续!短时运行的可能对水!运,。交通十分繁》忙河:流上的升船机允许升!船机短时持续—运行的能力是十分】必要的因此电动【机功率?选取应充分考虑【驱动:机构事故工况—下运:行的要求
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【 承船?厢,水体的冷凝作用【会使承船厢上设备】机房内的湿》度非常大承船厢上的!机房:内壁经常会出现冷凝!。。水,(珠)因此当电气】设备置?于承船厢上时其【外壳的IP防护等】级应:按室外布置考虑即】不得低?于IP54》
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