潮間帶風電安裝船步進控制方案

龍海濱 邱成國

摘要：太重自主研發的潮間帶風電安裝船行走機構采用電動機驅動,行走方式采用步進形式.行走機構需采用大功率變頻電機按照步進式特殊運行曲線同步運行。每臺行走驅動電機配置增量型編碼器，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.

關鍵字：變頻、同步控制、閉環控制、編碼器、PLC。

中圖分類號：TN830.2 文獻標識碼： A

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

一、引言

隨著我國經濟社會的不斷發展，海上風力發電已經成為世界新能源發展的亮點。2010年1月22日，國家能源局、國家海洋局聯合下發《海上風電開發建設管理暫行辦法》。在國家高度重視風電發展理念的引領下,目前我國風電示范項目按嚴格定義均為潮間帶風電場。我國適于發展風力發電的潮間帶海域廣闊，但潮間帶特殊性給風電基礎施工和安裝技術提出了新的要求，需要更新的海上工程裝備及技術來解決一系列的難題；2011年，太重成功研發了步進式風電安裝船，其方案得到了工信部以及相關專家的高度認可。

二、步進式風電安裝船行走驅動系統組成

行走驅動裝置包括偏心輪、偏心架、驅動軸、軸承座、開式齒輪副、減速器、電動機等構件。動力從電機——減速器——開式齒輪副——驅動軸傳遞給偏心輪機構，通過偏心輪機構實現步進式行走，行進速度為200m/h。

三、行走電機驅動方案

圖1中動力電源采用柴油發電機組（2套），發電機輸出AC6300V，經由變壓器輸出AC690V 50HZ，兩臺變壓器輸出電源全部接至主電源配電板

圖1 動力供電

圖2中8臺變頻器由圖1中配電板（AC690V 50HZ BUS）給其供電，變頻器驅動8臺800KW變頻電機，額定轉速： 1500r/min；

每臺電機配置增量型編碼器，系統控制采用閉環控制。

圖2 變頻回路

圖3 行走運行曲線

電機運行整個周期力矩變化非常大，且行走機構在運行時必須要求8個電機同步運行；針對運行曲線特殊，步進系統對通訊速度、變頻性能提出了很高的要求，經過多次與西門子公司技術交流，最終討論決定采用SIBAS（SiemensBahn-Trian AutomationSystem）+PLC的變頻控制方案，重點解決了同步和運行周期內力矩變化大的問題。

四、結束語

潮間帶風電船在世界上也無先例，無相關安裝技術與裝備供借鑒與參考。目前，國外主要發展近海風力發電，其海上風電設備安裝基本都是由自升式起重平臺和浮式起重船兩類船舶完成的，步進式行走的風電安裝船整體方案在工信部組織的答辯會上得到了有關專家的認可，并取得了同類技術方案答辯成績第一，填補了潮間帶風電安裝的空白。

【參考文獻】

[1] 廖常初.S7-300/400 PLC應用技術.北京:機械工業出版社,2005

[2]中國船級社《鋼質海船入級規范》（2009 年）

[3] 宋杰 史志遠 李白羽.無齒輪傳動吊斗鏟的電控系統概述 《礦山機械》，2010