[实用新型]大型垂直升船机主拖动系统

说明书

技术领域

本实用新型属于升降机电力拖动与控制技术领域，具体涉及大型垂直升船机主拖动系统。

背景技术

近20年来，我国升船机建设事业发展较快，在建的和已建成的大型垂直升船机有10余座。

大型垂直升船机的承船厢一般由分散、对称布置的多个（4个或8个）驱动机构（多个驱动机构组成的驱动系统简称为主提升机）驱动，作垂直升降运行。每个驱动机构配置1台（或2台）电机，驱动机构之间采用机械同步轴刚性连接，主提升机电力拖动系统简称主拖动系统。主拖动系统的“机—电”传动系统庞大而又复杂，每台驱动电机不是单独控制，必须相互协调。承船厢装载的是水和船只，系一种十分敏感的动荷载。所以，主拖动系统也是一个复杂的、多变量的电气调速系统。

高坝水利枢纽升船机承船厢的升程高度达数十米、甚至百余米。为了避免承船厢在高空中因突然故障中断运行而引起乘客恐慌，甚至可能会导致安全事故发生，应尽量使承船厢不中断运行。现有技术中，升船机的主提升机在运行中若突然有1台电机或1套传动装置发生故障停止运行，就会使整个承船厢中断运行，故升船机运行存在安全隐患。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服上述缺陷，提供一种升船机承船厢在运行中若突然有1台电机或1套传动装置发生故障可使承船厢安全地不间断运行的，安全可靠的大型垂直升船机主拖动系统。

为实现上述目的，本实用新型设计的大型垂直升船机主拖动系统，包括主传动单元、后备主传动单元和两个从传动单元，所述主传动单元和后备主传动单元分别包含主位置环、第一主速度环和后备位置环、第二速度环，所述两个从传动单元分别包含第三速度环和第四速度环，所述第一主速度环、第二速度环、第三速度环和第四速度环均包括速度调节器、电流调节器、交-直-交变频器，所述速度调节器的输出端与电流调节器的输入端连接，所述电流调节器的输出端与交-直-交变频器的输入端连接，所述交-直-交变频器连接有变频电动机，所述变频电动机轴上连接有速度传感器和行程传感器，所述行程传感器的输出端与所述位置比较器输入端连接，所述速度传感器的输出端与第一速度比较器的输入端连接，所述第一速度比较器的输入端连接主从切换单元的输出端，所述第一速度比较器的输出端与所述速度调节器的输入端连接；

所述主位置环和后备位置环还包括速度发生器、位置比较器、位置调节器和速度加法器，所述速度发生器的输出端连接位置比较器的输入端，所述位置比较器的输出端连接位置调节器的输入端，所述位置调节器的输出端连接速度加法器的输入端，所述第一主位置环和第二主位置环的速度加法器输出端均与主从切换单元的输入端连接。

进一步地，所述速度调节器的输出端与电流调节器的输入端之间连接有转矩调节器，所述转矩调节器的输入端连接有加速度前馈单元、摩擦力补偿单元、预加力矩单元和阻尼补偿单元；所述速度传感器的输出端还连接有系统状态参数运算单元，所述系统状态参数运算单元的输出端与速度传感器的输出端均连接至转矩比较器的输入端，所述转矩比较器的输出端连接所述阻尼补偿单元的输入端。

再进一步地，所述转矩调节器的输出端与电流调节器的输入端之间连接有转矩限幅调节器。

进一步地，所述后备主传动单元还包括第一速度前馈单元、第二速度比较器、第二主从切换单元和第三速度比较器，所述第二主从切换单元的主传动单元速度调节器输出端和从传动单元速度调节器输出端分别与所述第二速度比较器的输入端连接，所述第二速度比较器的输出端与第一速度前馈单元的输入端连接，所述第一速度前馈单元的输出端与第三速度比较器的输入端连接，所述第三速度比较器的输出端与后备主传动单元的速度调节器连接，所述第三速度比较器的输入端与所述主从切换单元的输出端连接。

进一步地，所述两个从传动单元均包含第五速度比较器、第二速度前馈单元和第四加速度比较器，所述第五速度比较器的输出端与从传动单元的速度调节器连接，所述第二速度前馈单元的输出端与所述第五速度比较器的输入端连接，所述第五速度比较器的输入端与所述主从切换单元的输出端连接。

本实用新型的主拖动系统在选择电机和交流变频传动装置的功率时，留有一定的裕量，保证在运行中若有一套传动装置故障时，其余的传动装置仍能承担全部负载，不间断地驱动承船厢完成本次运行。本实用新型的主拖动系统采用“1主3从”的电气传动控制系统，当任何一个从传动单元因故障失效时，只要切除该单元的电源，余下的传动单元仍可在主传动单元带领下继续运行，当主传动单元因故障而失效，后备主传动单自动无扰动地接替其工作，使承船厢安全地不间断运行。