7.3、主电气传动系统7，3。1、从20世纪80.90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、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,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。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.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。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 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,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，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.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，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.profibus，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.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、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，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，7.3,11.交流变频调速装置的允许过载时间一般只有1min.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.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、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、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。