[发明专利]一种电动齿轮齿条升降系统变频器主从控制方法

说明书

一种电动齿轮齿条升降系统变频器主从控制方法，所述多个逆变模块均通过以太网与升降控制器信号连接，所述多个逆变模块均通过光纤与光纤分配器信号连接，所述光纤分配器通过光纤与虚拟主机信号连接；主从控制方法包括以下步骤：第一步：下发速度控制指令；第二步：启动电机、传输转矩；第三步：下发转矩指令，本设计不仅反应速度快，而且升降电机运转安全、可靠性高。

技术领域

本发明涉及一种电动齿轮齿条升降系统变频器主从控制方法，具体适用于均匀分配负载、延长电机使用寿命。

背景技术

自升式海洋钻井平台是重要的海洋油气资源开采装备之一。主要组成部分包括平台本体、桩腿、升降装置等，平台本体主要用于承载钻井设备及人员生活设施；桩腿使平台支撑于海底，承受平台自身重力及海上风浪等恶劣环境带来的外力；升降装置控制平台的升、降。自升式平台的关键技术之一是它的升降系统，目前大多数自升式平台采用的是齿轮齿条相啮合的升降装置。平台升降系统通常由多套安装在船体固桩架上的电动机驱动的“小齿轮升降单元组”和“控制装置”组成。每套“小齿轮升降单元组”均通过船体固桩架与安装在桩腿上的齿条相啮合，通过控制系统，实现平台或桩腿的上升和下降。

在对平台升降装置的控制中，要求平台上的各桩腿能够同步上升和下降，保持升降高度的一致，否则有可能使平台发生倾斜甚至侧翻，将会对人员及设备造成很大的危害。因此，在对自升式海洋钻井平台升降系统的控制中，尤其需对升降系统进行同步控制，以保证平台工作的安全性和可靠性。电动齿轮齿条升降系统单桩通常有数十个升降单元组成，每个升降单元主要由电机、减速箱、小齿轮构成。这么多升降单元同时驱动一个桩腿，为保证各单元的转速和转矩动态时同步，经过实验数据验证提出一种变频器主从控制方式。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的负载分配不均的问题，提供了一种负载分配均匀的电动齿轮齿条升降系统变频器主从控制方法。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种电动齿轮齿条升降系统变频器主从控制方法，所述升降系统包括交流电源19、LCL滤波器18、IGBT整流模块17和多个逆变模块，所述交流电源19通过LCL滤波器18与两个并联的IGBT整流模块17的一端相连接，所述两个并联的IGBT整流模块17的另一端并联有多个逆变模块，所述逆变模块与其对应的升降电机相连接；

所述多个逆变模块均通过以太网与升降控制器信号连接，所述多个逆变模块均通过光纤与光纤分配器15信号连接，所述光纤分配器15通过光纤与虚拟主机16信号连接；

所述主从控制方法包括以下步骤：

第一步：下发速度控制指令，升降控制器将速度信号通过以太网传给第一逆变模块1和第二逆变模块2；

第二步：启动电机、传输转矩，第一逆变模块1收到速度指令后控制第一升降电机M1启动转动，当第一升降电机M1的转速达到升降控制器设定的速度值时，控制第一升降电机M1以该速度转动，第一逆变模块1实时采集第一升降电机M1的转矩，并将其转矩信息通过实时传输给虚拟主机16；

第二逆变模块2收到速度指令后控制第二升降电机M2启动转动，当第二升降电机M2的转速达到升降控制器设定的速度值时，控制第二升降电机M2以该速度转动，第二逆变模块2实时采集第二升降电机M2的转矩，并将其转矩信息通过实时传输给虚拟主机16；

第三步：下发转矩指令，虚拟主机16同时接收第一逆变模块1和第二逆变模块2的转矩信号，虚拟主机16优先采用第一逆变模块1的转矩信号，并将第一逆变模块1的转矩信号实时广播给其它逆变模块，其它逆变模块接收到转矩信号后控制其对应的升降电机以该转矩转动；

当虚拟主机16接收第一逆变模块1的报错信号时，虚拟主机16采用第二逆变模块2的转矩信号，并将第二逆变模块2的转矩信号实时广播给其它逆变模块，其它逆变模块接收到转矩信号后控制其对应的升降电机以该转矩转动；