[实用新型]一种升船机智能控制安全制动系统

说明书

一种升船机智能控制安全制动系统，包括四个安全制动子系统、一套传动协调控制站及传动协调控制站网络通讯模块；其中，四个安全制动子系统安装于升船机驱动系统的四套驱动机构上；每个安全制动子系统包括安全制动器、工作制动器、液压控制泵站、用于检测驱动电机转速的电机转速编码器、控制液压控制泵站的现地电气控制单元以及液压泵站压力检测装置；本系统可使船厢制动减速度和制动距离等指标满足安全设计要求；在升船机发生失衡事故时对驱动系统实施紧急制动，使船厢安全平稳地停止升降运行。

技术领域

本实用新型涉及水利水电工程升船机领域，具体说是一种适合平衡重式垂直升船机驱动系统的智能控制安全制动系统。

背景技术

目前水利枢纽垂直升船机应用较多的是全平衡钢丝绳卷扬提升式垂直升船机、下水式钢丝绳卷扬提升式垂直升船机和全平衡齿轮齿条爬升式垂直升船机。安全制动系统是升船机安全保证体系的重要环节，是升船机提升驱动设备的重要组成部分，对于保证升船机运行安全至关重要。在传统的升船机主提升机安全制动系统设计中，紧急制动的制动力施加采用工作制动器调压上闸方式，工作制动器液压控制系统的电液比例阀按照预先设定的压力-时间曲线输出压力，其制动减速度难以达到设计要求。图8为传统的升船机安全制动系统工作制动器紧急制动理论时间-压力曲线，可以看出传统的无速度反馈控制的升船机安全制动系统，其制动过程对主提升机会产生一定的冲击。对于平衡重式垂直升船机,由于载荷大小和方向具有随机性，主提升机的载荷在主驱动电机机械特性的四个象限内工作。升船机长期运行过程中，驱动电机将不可避免地出现发电工况和电动工况交替地经历的现象。常闭式液压盘式制动器是通过蝶形弹簧对制动盘施加正压力产生摩擦力矩，由于摩擦力的特性，其制动力矩的方向永远与电机转速方向相反。对于发电工况，制动力克服外载荷进行制动，为保证制动安全性，制动力按最大载荷确定，由于主提升机载荷具有随机性，当实际载荷较小时，会产生较大的制动冲击；对于电动工况，所施加的制动力与外载荷碟加对驱动系统共同产生制动作用，因而产生数倍于发电工况的制动加速度，对驱动系统传动机械设备产生更大的冲击，造成设备损坏，甚至发生安全事故。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型专利的目的是根据平衡重式垂直升船机驱动系统的特点，同时针对传统升船机安全制动系统的不足，提出一种以实时速度反馈控制为特点的安全制动系统。

本实用新型采用的技术方案是：一种升船机智能控制安全制动系统，包括四个安全制动子系统、一套传动协调控制站及传动协调控制站网络通讯模块；其中，四个安全制动子系统安装于升船机驱动系统的四套驱动机构上；每个安全制动系统包括安全制动器、工作制动器、液压控制泵站、用于检测驱动电机转速的电机转速编码器、控制液压控制泵站的现地电气控制单元、液压泵站压力检测装置以及升船机传动协调控制站的网络通讯模块；所述安全制动器.和工作制动器.均采用常闭式液压盘式制动器,其中，工作制动器布置在驱动电动机.输出轴与减速器.高速轴输入轴之间的联轴器制动盘上，安全制动器.布置在减速器高速轴另一端出轴上；工作制动器.的作用是在系统实施紧急制动时对驱动电机施加合适的制动力矩，使船厢制动减速度和制动距离等指标满足设计要求，安全制动器.的作用是在驱动系统停机后对减速器.出轴施加制动力矩，使驱动系统可承受最大不平衡载荷。

进一步的，每套液压控制泵站各设一套现地电气控制单元，各液压控制泵站独立控制，不相互连接，各现地电气控制单元通过现地以太控制网络互连形成一个有机的整体，并通过网络通讯模块与传动协调控制站通讯，接受其远方控制；安全制动器、工作制动器及其现地电气控制单元，通过传动协调控制站与电气传动系统进行时序配合，保证升船机升降运行的启动平稳，避免由于机械传动系统间隙引起的启动冲击。

进一步的，所述电机转速编码器的取样周期为10～25毫秒。

进一步的，所述同步轴系统采用机械轴同步，机械轴呈工字形布置，升船机的四个驱动机构布置在工字形的四端。