[发明专利]一种制动力曲线随外载可调的升船机安全制动方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

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。

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。

发明内容

本发明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。

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：

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，所述第二级制动力对应于制动器的额定制动力；

第五阶段：制动器保持全压上闸状态。

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。

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。