潮間帶風(fēng)電安裝船步進(jìn)控制方案

龍海濱 邱成國

摘要：太重自主研發(fā)的潮間帶風(fēng)電安裝船行走機(jī)構(gòu)采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),行走方式采用步進(jìn)形式.行走機(jī)構(gòu)需采用大功率變頻電機(jī)按照步進(jìn)式特殊運(yùn)行曲線同步運(yùn)行。每臺(tái)行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)配置增量型編碼器，變頻控制。

Abstract: The wind power installation ship used in the intertidal zone is developed by TZ, the ships walking mechanism driven by frequency conversion motor and walking step by step.These motors according to the special operation curve synchronous working. Every motor configured Incremental encoder and it is variable frequency control.

關(guān)鍵字：變頻、同步控制、閉環(huán)控制、編碼器、PLC。

中圖分類號(hào)：TN830.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

Keyword: frequency conversion、synchrocontrol、close-cycle control、encoder、PLC

一、引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，海上風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為世界新能源發(fā)展的亮點(diǎn)。2010年1月22日，國家能源局、國家海洋局聯(lián)合下發(fā)《海上風(fēng)電開發(fā)建設(shè)管理暫行辦法》。在國家高度重視風(fēng)電發(fā)展理念的引領(lǐng)下,目前我國風(fēng)電示范項(xiàng)目按嚴(yán)格定義均為潮間帶風(fēng)電場(chǎng)。我國適于發(fā)展風(fēng)力發(fā)電的潮間帶海域廣闊，但潮間帶特殊性給風(fēng)電基礎(chǔ)施工和安裝技術(shù)提出了新的要求，需要更新的海上工程裝備及技術(shù)來解決一系列的難題；2011年，太重成功研發(fā)了步進(jìn)式風(fēng)電安裝船，其方案得到了工信部以及相關(guān)專家的高度認(rèn)可。

二、步進(jìn)式風(fēng)電安裝船行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成

行走驅(qū)動(dòng)裝置包括偏心輪、偏心架、驅(qū)動(dòng)軸、軸承座、開式齒輪副、減速器、電動(dòng)機(jī)等構(gòu)件。動(dòng)力從電機(jī)——減速器——開式齒輪副——驅(qū)動(dòng)軸傳遞給偏心輪機(jī)構(gòu)，通過偏心輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)式行走，行進(jìn)速度為200m/h。

三、行走電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案

圖1中動(dòng)力電源采用柴油發(fā)電機(jī)組（2套），發(fā)電機(jī)輸出AC6300V，經(jīng)由變壓器輸出AC690V 50HZ，兩臺(tái)變壓器輸出電源全部接至主電源配電板

圖1 動(dòng)力供電

圖2中8臺(tái)變頻器由圖1中配電板（AC690V 50HZ BUS）給其供電，變頻器驅(qū)動(dòng)8臺(tái)800KW變頻電機(jī)，額定轉(zhuǎn)速： 1500r/min；

每臺(tái)電機(jī)配置增量型編碼器，系統(tǒng)控制采用閉環(huán)控制。

圖2 變頻回路

圖3 行走運(yùn)行曲線

電機(jī)運(yùn)行整個(gè)周期力矩變化非常大，且行走機(jī)構(gòu)在運(yùn)行時(shí)必須要求8個(gè)電機(jī)同步運(yùn)行；針對(duì)運(yùn)行曲線特殊，步進(jìn)系統(tǒng)對(duì)通訊速度、變頻性能提出了很高的要求，經(jīng)過多次與西門子公司技術(shù)交流，最終討論決定采用SIBAS（SiemensBahn-Trian AutomationSystem）+PLC的變頻控制方案，重點(diǎn)解決了同步和運(yùn)行周期內(nèi)力矩變化大的問題。

四、結(jié)束語

潮間帶風(fēng)電船在世界上也無先例，無相關(guān)安裝技術(shù)與裝備供借鑒與參考。目前，國外主要發(fā)展近海風(fēng)力發(fā)電，其海上風(fēng)電設(shè)備安裝基本都是由自升式起重平臺(tái)和浮式起重船兩類船舶完成的，步進(jìn)式行走的風(fēng)電安裝船整體方案在工信部組織的答辯會(huì)上得到了有關(guān)專家的認(rèn)可，并取得了同類技術(shù)方案答辯成績第一，填補(bǔ)了潮間帶風(fēng)電安裝的空白。

【參考文獻(xiàn)】

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