潮间带风电安装船步进控制方案

龙海滨 邱成国

摘要：太重自主研发的潮间带风电安装船行走机构采用电动机驱动,行走方式采用步进形式.行走机构需采用大功率变频电机按照步进式特殊运行曲线同步运行。每台行走驱动电机配置增量型编码器，变频控制。

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.

关键字：变频、同步控制、闭环控制、编码器、PLC。

中图分类号：TN830.2 文献标识码： A

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

一、引言

随着我国经济社会的不断发展，海上风力发电已经成为世界新能源发展的亮点。2010年1月22日，国家能源局、国家海洋局联合下发《海上风电开发建设管理暂行办法》。在国家高度重视风电发展理念的引领下,目前我国风电示范项目按严格定义均为潮间带风电场。我国适于发展风力发电的潮间带海域广阔，但潮间带特殊性给风电基础施工和安装技术提出了新的要求，需要更新的海上工程装备及技术来解决一系列的难題；2011年，太重成功研发了步进式风电安装船，其方案得到了工信部以及相关专家的高度认可。

二、步进式风电安装船行走驱动系统组成

行走驱动装置包括偏心轮、偏心架、驱动轴、轴承座、开式齿轮副、减速器、电动机等构件。动力从电机——减速器——开式齿轮副——驱动轴传递给偏心轮机构，通过偏心轮机构实现步进式行走，行进速度为200m/h。

三、行走电机驱动方案

图1中动力电源采用柴油发电机组（2套），发电机输出AC6300V，经由变压器输出AC690V 50HZ，两台变压器输出电源全部接至主电源配电板

图1 动力供电

图2中8台变频器由图1中配电板（AC690V 50HZ BUS）给其供电，变频器驱动8台800KW变频电机，额定转速： 1500r/min；

每台电机配置增量型编码器，系统控制采用闭环控制。

图2 变频回路

图3 行走运行曲线

电机运行整个周期力矩变化非常大，且行走机构在运行时必须要求8个电机同步运行；针对运行曲线特殊，步进系统对通讯速度、变频性能提出了很高的要求，经过多次与西门子公司技术交流，最终讨论决定采用SIBAS（SiemensBahn-Trian AutomationSystem）+PLC的变频控制方案，重点解决了同步和运行周期内力矩变化大的问题。

四、结束语

潮间带风电船在世界上也无先例，无相关安装技术与装备供借鉴与参考。目前，国外主要发展近海风力发电，其海上风电设备安装基本都是由自升式起重平台和浮式起重船两类船舶完成的，步进式行走的风电安装船整体方案在工信部组织的答辩会上得到了有关专家的认可，并取得了同类技术方案答辩成绩第一，填补了潮间带风电安装的空白。

【参考文献】

[1] 廖常初.S7-300/400 PLC应用技术.北京:机械工业出版社,2005

[2]中国船级社《钢质海船入级规范》（2009 年）

[3] 宋杰 史志远 李白羽.无齿轮传动吊斗铲的电控系统概述 《矿山机械》，2010