岩滩升船机主驱动电机容量的计算分析

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1、岩滩升船机主驱动电机容量的计算分析摘　要：根据岩滩升船机的特点，归结出主驱动电机容量计算的工况与条件，在此基础上进行计算与全面分析，确定主驱动电机容量，并结合试运行测试结果进行验证。最后提出尚须探讨的问题。关键词：升船机；电机容量；计算分析；调速；岩滩水电站中图分类号：U642；TM330.2　　文献标识码：B　　文章编号：1001-408X(1999)04-0046-051　问题的提出　　升船机是实现高坝通航的重要手段之一。岩滩水电站升船机的主提升机由4台卷扬机和4组导向滑轮组组成，每台卷扬机由1台直流电动机驱动，通过高速减速器将功率传递给布置于高速减速器两侧的低速减速器，每台低速减速器的两

2、侧各设置1套卷筒装置。4台卷扬机通过中间轴等装置连成一环形封闭的多电机同轴传动系统。　　由于岩滩升船机是采用非全平衡及承船厢下水式方案，特别是承船厢出入水的过程中，主提升机的负载变化是由正→零→负或由负→零→正的过程，且变化的幅值较大，这给升船机主驱动电机容量的确定带来一定的困难。　　因此，如何根据岩滩水电站升船机的特点确定多电机同轴传动系统主驱动电机的容量，是升船机必须解决的重要问题。2　计算分析2.1　计算分析的条件　　(1)主提升机卷筒的直径为Φ3200mm，承船厢在空气中的升降速度为0.19m/s，出入水的速度为0.03m/s，卷筒至高速减速器高速轴(高速减速器输入轴)的总传动比为10

3、.025×66.2292=663.94773，传动总效率为0.849，4台高速减速器高速轴处(含带工作制动器制动轮，不含电机的GD2)总的转动惯量为1761.784N.m2，电机的额定转速为750r/min。　　(2)力矩平衡重和静力平衡重共1100t；承船厢结构及设备重量465t；承船厢水深1.8m时，水重965t，误差10cm水重52.78t；承船厢侧钢丝绳共64根，平衡重侧钢丝绳共48根，每根绳每米重0.012t。　　(3)主机运行工况：　　①正常工况1。承船厢厢中水深h=1.7m(厢中清水)，自上游水位223.00m处下降运行至入水深度1.8m、下游水位154.50m处进行对接(船厢池

4、中清水)，对接时间172.5s，然后，上升运行(h=1.8m)至上游水位223.00m处进行对接，对接时间290s，此后，反复循环运行。　　②正常工况2。承船厢厢中水深h=1.8m(厢中泥沙水，底部淤沙厚10cm)，自上游水位223.00m处下降运行至入水深度1.9m、下游水位154.50m处进行对接(船厢池中泥沙水)，对接时间172.5s，然后，上升运行(h=1.9m)至上游水位223.00m处进行对接，对接时间290s，此后，反复循环运行。　　③事故工况1。承船厢厢中水深h=1.7m(厢中清水)，自上游水位223.00m处下降运行至入水深度1.8m、下游水位154.50m处(船厢池中清水

5、)，发现1台电机损坏并进行检验，检验时间180s，然后，上升运行(h=1.7m)至上游水位223.00m处，主机长时间停止运行以维修或更换电机。　　④事故工况2。承船厢厢中水深h=1.8m(厢中泥沙水，底部淤沙厚10cm)，自上游水位223.00m处下降运行至入水深度1.9m、下游水位154.50m处(船厢池中泥沙水)，发现1台电机损坏并进行检验，检验时间180s，然后，上升运行(h=1.8m)至上游水位223.00m处，主机长时间停止运行以维修或更换电机。　　上述4种工况均为单向过坝工况。　　(4)主驱动电机静阻力矩计算数值汇总见表1。表1　主驱动电机静阻力矩计算数值汇总表　　　kN.m工　

6、　　况下　　　　降上　　　　升223m158.3m156.3m154.5m154.5m156.3m158.3m223m正常1-5.371-7.248-5.42322.730-15.3049.05311.5798.980正常2-7.538-9.415-7.57721.517-14.41912.04714.59111.993事故1-5.371-7.248-5.42322.730-16.4227.50610.0327.433事故2-7.538-9.415-7.57721.517-15.54610.48813.03110.433注：1、平衡重为1100t；2、表中负值为反向力矩；3、事故工况1与事故工

7、况2，上升运行时为3台电机驱动。　　(5)上述各项计算的直流电动机型式分别按下列两种进行容量计算：　　①Z4系列直流电动机；　　②进口直流电动机(ABB公司或SIEMENS公司的产品)。2.2　环境条件　　(1)气候环境。①环境温度：0～45℃；②最大相对湿度：不大于95%(无凝结)。　　(2)海拔高度不大于1000m。　　(3)地震烈度：6度。2.3　计算方法2.3.1　基本公式　　(1)电机容