一种制动力曲线随外载可调的升船机安全制动方法技术

本发明专利技术提供一种制动力曲线随外载可调的升船机安全制动方法，制动过程分为五个阶段：第一阶段：主提升机由正常速度转至预设超度界限后，制动系统发出上闸指令，主提升机速度继续增加到上闸速度，此时制动器的制动力为0；第二阶段：制动器实际上闸后，主提升机制动力由零升至第一级制动力；第三阶段：主提升机制动力维持在调节制动力完成主提升机的制动，此时主提升机速度在中间过程减为0，主提升机停机；第四阶段：主提升机速度在达到0停机后，制动力快速增加至100％制动力；第五阶段：制动器保持全压上闸状态。本发明专利技术可实现在制动过程中对制动加速度精确控制和速度同步，一次完成升船机不同工况载荷下的精确和同步制动。不同工况载荷下的精确和同步制动。不同工况载荷下的精确和同步制动。

【技术实现步骤摘要】
一种制动力曲线随外载可调的升船机安全制动方法


[0001]本专利技术涉及水利水电及通航设施工程领域，具体是一种制动力曲线随外载可调的升船机安全制动方法。

技术介绍

[0002]钢丝绳卷扬垂直升船机作为一种水利枢纽通航设施，由于具有适应船舶高坝通航以及快速过坝的优点，正获得越来越多的应用。其特点是，承船厢在设计水深条件下其结构、设备和水体重量与平衡重相等，因此，主提升机只需克服船厢误载水体重量、系统惯性力、各运动副的摩擦阻力、风阻力、钢丝绳僵性阻力、船厢与平衡重的不平衡重量等荷载，就可驱动承船厢升降运行。
[0003]在钢丝绳卷扬垂直升船机中，主提升机或船厢驱动系统的制动系统由安全制动器(组)和工作制动器组成。制动系统是实现升船机正常运行和保证其安全的重要部分，在升船机正常运行情况下，工作制动系统与主电气传动控制系统配合，实现升船机的正常启动和停机；当升船机主提升机或驱动系统发生断电或多台电机故障时，安全制动系统实现系统的紧急制动。
[0004]在传统的钢丝绳卷扬垂直升船机中，安全制动系统一般根据设计要求和调试情况来预设制动力矩，其制动方式是采用的固定的双台阶制动力矩曲线，该曲线通过液压系统电液比例溢流阀预先设定，且在任何载荷状态下强制实施，制动系统采用固定的制动曲线实现各类工况中启停动作，且在紧急制动时升船机受大的冲击较大。集控总站发出制动指令后，工作制动器通过单一的集中控制泵站，按预先设定的固定制动力矩曲线实施强制制动，制动系统虽然具备系统简单的优点，但由于未考虑制动时刻升船机船厢实际水深高度及主提升机承受的载荷大小和方向，因此此时系统的制动加速度较大，可能造成紧急制动对系统的冲击。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对以上的升船机制动方式不足，提供一种制动力曲线随外载可调的升船机安全制动方法。
[0006]一种制动力曲线随外载可调的升船机安全制动方法，所述制动力调节曲线的制动过程分为五个阶段：
[0007]第一阶段：主提升机由正常速度转至预设超度界限后，制动系统发出上闸指令，主提升机速度继续增加到上闸速度，此时制动器的制动力为0；
[0008]第二阶段：制动器实际上闸后，主提升机制动力由零升至第一级制动力，施加不同制动力矩以完成垂直升船机智能制动；
[0009]第三阶段：主提升机制动力维持在调节制动力完成主提升机的制动，此时主提升机速度在中间过程减为0，主提升机停机；
[0010]第四阶段：主提升机速度在达到0停机后，制动力快速增加至100％制动力，即第二
级制动力，所述第二级制动力对应于制动器的额定制动力；
[0011]第五阶段：制动器保持全压上闸状态。
[0012]进一步的，第二阶段中采用一定斜坡速率施加制动器压力，直至速度编码器测得期望的减速度为止，根据主提升机每一次运行受到的载荷对制动器管路的压力反馈，制动器压力按闭环控制原理进行实时调节，以确保斜坡速率符合设定值，从而达到精确的第一级制动力。
[0013]进一步的，所述第二级制动力以电机额定力矩为工作载荷，取值考虑系统的设计安全系数。
[0014]本专利技术针对现有升船机制动方式不足，提供一种根据不同载荷工况和载荷大小，施加不同制动力矩以完成垂直升船机智能制动的技术方法，提供了相应了制动力调节曲线和制动过程；配合前面提到的制动力调节曲线和过程，实现在制动过程中对制动加速度精确控制和速度同步，一次完成升船机不同工况载荷下的精确和同步制动。
附图说明
[0015]图1是主提升机及制动器总体布置图；
[0016]图2是制动器协同控制原理图；
[0017]图3是本专利技术实施例一种制动力曲线随外载可调的升船机安全制动方法所使用的制动力调节曲线图。
具体实施方式
[0018]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]本专利技术主提升机系统及制动设备总体设备布置及协同控制原理图如图1、图2所示。
[0020]所示升船机的主提升机布置在主提升机机房内，由4套卷扬提升机构和1套机械同步轴系统组成。主提升机在主机房的平面内分4个吊点区对称布置。卷扬提升机构之间通过机械同步轴系统连接。每套卷扬提升机构由2套卷筒组、1台减速器、一台交流变频电动机、以及2套安全制动器组、1套工作制动器等设备组成。
[0021]本专利技术中主提升机制动系统制动力调节曲线如图3所示。
[0022]所示的主提升机安全制动系统制动力调节曲线为一个完成制动过程，由松闸启、提升运行(制动器处于松闸状态)、上闸制动、停机(制动器处于上闸状态)组成。
[0023]根据图1、图2，主提升机在主机房的平面内分4个吊点区对称布置。卷扬提升机构之间通过机械同步轴系统连接。每套卷扬提升机构包括2套卷筒组、1台减速器、一台交流变频电动机、以及2套安全制动器组、1套工作制动器等设备组成。卷筒组布置在减速器的两侧，工作制动器布置在电机与减速器间的带制动盘联轴器上，安全制动器布置在在每只卷筒的外端。安全制动器与工作制动器共用液压泵站。主提升机设2套液压泵站，布置在主提升机房的两端，分别控制4套卷扬提升机构的8套安全制动器和4套工作制动器；第二级升船
机的主提升机设1套液压泵站，布置在主提升机房的中央，控制4套卷扬提升机构的8套安全制动器和4套工作制动器。
[0024]主提升机的正常停机制动和一般故障工况下的快速停机制动通过电机的电气控制系统实施，停机后主提升机的止动则由安全制动系统承担。当电气控制系统发生故障不能进行正常制动和快速停机制动时，通过安全制动系统对主提升机实施紧急停机制动。在主提升机电气传动装置正常运行的条件下，卷扬提升机构的正常停机制动和快速停机制动均由电动机－变频器执行。当电气传动装置发生故障不能实施正常停机制动和快速制动时，卷扬提升机构由安全制动系统实施紧急停机制动。
[0025]通过以上布置方案，实现主提升机整体的同步启停制动。
[0026]本专利技术实施例提供一种制动力曲线随外载可调的升船机安全制动方法，根据图3所示的制动力调节曲线，制动过程分为五个阶段：
[0027]第一阶段表示主提升机由正常速度转至预设超度界限后，制动系统发出上闸指令，此时由于制动机工作滞后效应，主提升机速度继续增加到上闸速度，此时制动器的制动力为0；
[0028]第二阶段表示制动器实际上闸后，在短时间内主提升机制动力由零升至第一级制动力(调节制动力)，该制动力大小在传统升船机制动系统中通常取额定提升力。为了实现根据不同载荷工况和载荷大小，施加不同制动力矩以完成垂直升船机智能制动；
[0029]本专利技术采用一定斜坡速率施加制动器压力，直至速度编码器测得期望的减速度为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制动力曲线随外载可调的升船机安全制动方法，其特征在于，所述制动力调节曲线的制动过程分为五个阶段：第一阶段：主提升机由正常速度转至预设超度界限后，制动系统发出上闸指令，主提升机速度继续增加到上闸速度，此时制动器的制动力为0；第二阶段：制动器实际上闸后，主提升机制动力由零升至第一级制动力，施加不同制动力矩以完成垂直升船机智能制动；第三阶段：主提升机制动力维持在调节制动力完成主提升机的制动，此时主提升机速度在中间过程减为0，主提升机停机；第四阶段：主提升机速度在达到0停机后，制动力快速增加至100％制动力，即第二级制动力，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡吉祥，王可，王贵来，侯晋，廖乐康，方杨，王蒂，金辽，王小威，吴双杰，
申请(专利权)人：贵州乌江水电开发有限责任公司构皮滩电站建设公司，
类型：发明
国别省市：