水口升船机直流调速系统负载自适应控制

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1、第26卷第1期福建电力与电工ISSN1006-01702006年3月FUJIANDIANLIYUDIANGONGCN35-1174/TM水口升船机直流调速系统负载自适应控制陈思东（水口发电有限公司，福建闽清350800）摘要：对双闭环调速系统模型进行分析，获得了优化调节模型参数的方法，使直流调速系统能适应大范围的可变负载；将该调节方法在水口升船机的工程实践应用，改善了系统动态性能。关键词：升船机；直流调速；动态性能中图分类号：U642.6文献标识码：B文章编号：1006-0170（2006）01-0029-031前言主提升控制技术是升船机的核心技术之一，它以电力拖动为基础。目前在

2、建和已建成的升船机既有采用直流调速控制，也有采用交流变频控制。已建成的升船机以直流调速为图1转速电流双闭环直流调速系统图主，一般采用转速电流双闭环调速系统。实践表明，当被控对象参数发生发装置的控制电压。大范围变化时，系统的动态性能（如电动机轴上的机SITOR可控硅组件内置一组独立的可控整流械惯性、电流断续条件下系统放大倍数）将随之发生桥，提供给电动机一恒定励磁电流。在SIMADYND明显变化；因此，为达到最优性能，需要根据具体情软件中设置励磁电流，通过闭环控制方式实现对直况调节最佳参数。本文在分析研究双闭环调速系统流电机的恒定励磁电流控制。模型的基础上，对水口升船机直流控制系统的

3、参数转速调节器的给定信号为Une，反馈信号Un与进行优化，使系统动态性能达到最优。转速成正比即U=αn。稳态工况下，转速调节器输n入信号△Un=Une-Un=0，Une=Un=αn。转速调节器输出2系统工作原理值U作为电流调节器的输入值，电流调节器的反ie水口升船机主提升系统最大提升力4×600kN，馈信号Ui与直流电机的电枢电流Id成正比即Ui=最大提升高度59m，升降额定速度12m/min，正常βI；电流调节器输入信号△U=U-U=0,U=U=diieiiei升降加速度为0.01m/s2，快速制动加速度0.02m/s2，βI，I=U/β。即在电流调节器作用下，直流电机的电dd

4、ie由4台功率为160kW的西门子直流电机驱动，可枢电流保持某一给定值，电机转速保持恒定；有效抑以四象限运行。4台直流电动机通过同步轴相连形制了电网电压波动所引起的电流波动。转速调节器成一个矩形的闭环，经4个吊点的减速器带动主提采用限幅的PI调节器，其最大输出值为限幅值Uim，升卷筒，实现承船厢的上行和下行运行。将电流调节器输出的电枢电流限制在最大允许值主提升拖动系统采用转速电流双闭环级联控制Idm上，保证可控硅元件和直流电机的设备安全。直流调速方式，每套传动装置具有相对独立的速度当系统受到负载扰动影响时，系统进行自适应控制器、电流控制器和励磁电流控制器，其控制系统暂态调速过程；

5、通过转速调节器的积分作用而消除如图1所示。系统中设置2个调节器，分别为转速和转速偏差。具体工作过程见图2所示。电流调节器；转速调节器的输出Uie作为电流调节在升船机启动运行过程中，转速调节器的给定器给定输入值，电流调节器的输出Ud作为可控硅触信号为一突加给定值Une；由于负载的惯性质量大，-29-图2暂态调速动作流程图电机转速增长慢（电机转速反馈Un=αn小），转速调节器的输入信号△Un=Une-Un大，转速调节器的输出信号Uie很快就达到输出限幅值Uim；该值作为电流调节器的输入值，使得触发装置的控制导通角电压增大，电机电枢电流随之迅速升高至可控硅的最大输出限幅值Idm；在电机

6、转速n=0调速至n=ne给定值过程中，转速调节器处于饱和状态（Uie=Uim），系统表现为恒流调节特性，转速按线性规律加速上升至给定值；在电枢电流最大限幅值Idm条件下，采用较快的时间响应参数，实现最短启动时间过程控制。当电机转速上升至给定值后，转速调节器的给定值Un与电机转速反馈Un相等，转速调节器的输入信号△Un=0，但由于积分作用其输出值仍为限幅值Uim；电机电枢电流仍保持为最大输出限幅值Idm图3SIMADYND机架图加速，电机转速超调。当转速调节器的转速反馈值而是通过接口板与插件板相接的。接口板装在机架Un大于给定值Une时，转速调节器的输入信号△Un下面的安装轨道上，

7、并且经预置的嵌入电缆同插件为一负偏差信号，转速调节器退出饱和工作区，其输板相接。根据其作用来分类，主要有：仅起插接头转出信号Uie立即从限幅值下降，电机电枢电流Id也化作用的接口板，如SU10、SU12等；起二进制信号随即下降，直至小于负载电流时，电机开始减速，直输入/输出作用的接口板，如SB10、SB61、SB70等；至系统进入速度无静差稳态状态为止。其他专用接口板SE20.2、SE21.2等。在水口升船机3西门子直流调速系统构成中主要用SU10、SB61、SB70，用来输入制