為了有效地監(jiān)測(cè)和控制連續(xù)岸電使用期間的電纜張力，研究了電纜嚴(yán)重性變化和電纜鼓扭矩變化的數(shù)學(xué)模型。于由中遠(yuǎn)航運(yùn)TECHNOLOGY CO開(kāi)發(fā)的牽開(kāi)器電纜AMP船用CSAMPJCH2。限公司，與一般原則頻率轉(zhuǎn)換相結(jié)合，一組線圈轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。解決方案允許有效控制電纜張力。鍵詞：AMP電纜繞線器;電纜張力分析;線圈CLC編號(hào)的扭矩控制：U664.44; TP273文獻(xiàn)代碼：AAbstract：為了有效地監(jiān)測(cè)和控制電纜在卷筒的電纜重力變化和轉(zhuǎn)矩的船塢通道過(guò)程的數(shù)學(xué)模型中的張力進(jìn)行了研究開(kāi)發(fā)continu.Pour CSAMPJCH2卷軸通過(guò)中遠(yuǎn)船務(wù)科技有限公司的設(shè)計(jì)，結(jié)合變頻的一般原理設(shè)計(jì)了送絲機(jī)扭矩控制方案。鍵詞：AMP電纜卷筒;電纜張力分析;檢查回卷扭矩簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介在轉(zhuǎn)移期間使用的容器會(huì)因輔助機(jī)器的運(yùn)行而導(dǎo)致大量氣體污染物進(jìn)入端口。著全球環(huán)境的惡化和環(huán)境意識(shí)的提高，各地區(qū)逐步采取節(jié)能減排措施，開(kāi)發(fā)節(jié)能節(jié)能技術(shù)。排。岸電力技術(shù)是航運(yùn)業(yè)新興的關(guān)鍵技術(shù)。在減少船舶廢氣排放，改善港口城市環(huán)境，改善船員工作和生活質(zhì)量方面發(fā)揮著決定性作用。用電纜卷筒是船舶岸電系統(tǒng)的重要接口。果電纜張力不能被有效地利用電纜損壞的可能發(fā)生，這可能引起嚴(yán)重的安全問(wèn)題過(guò)程中監(jiān)測(cè)，因此有必要研究電纜張力和變更控制在連續(xù)使用岸電時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)矩。計(jì)。前，朱鵬輝[1]分析了橋梁電力電纜的變形，發(fā)現(xiàn)磁滯電纜卷軸纏繞在一起。方法導(dǎo)致在電纜上不均勻的應(yīng)力，扭曲和損壞戴鴻鈞[2]解決了松動(dòng)電纜引起的磁滯離合器的扭矩降低的問(wèn)題，并用裝備有發(fā)動(dòng)機(jī)更換發(fā)動(dòng)機(jī)用于扭矩補(bǔ)償?shù)碾姶胖苿?dòng)器，吳世鵬[3]使用近似數(shù)學(xué)模型近似計(jì)算電纜扭矩，以確定扭矩電機(jī)的技術(shù)參數(shù)。于頻率轉(zhuǎn)換技術(shù)的廣泛應(yīng)用，還對(duì)變頻驅(qū)動(dòng)電纜卷軸進(jìn)行了研究：徐秀濤等。議使用變頻器來(lái)驅(qū)動(dòng)電纜卷筒以確保更準(zhǔn)確的輸出扭矩。文探討與可編程邏輯控制器（PLC）和變頻器作為中心元素的電纜卷筒轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)更精確地實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)和輸出轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)，有效地解決了扭轉(zhuǎn)電纜和破損的皮膚。撕裂和其他問(wèn)題。節(jié)中的系統(tǒng)和控制模式研究的組合物是基于CSAMPJCH2板載中遠(yuǎn)海洋技術(shù)有限公司，主要由鋼卷筒結(jié)構(gòu)，組件的開(kāi)發(fā)AMP電纜卷筒集電環(huán)，插頭和高壓電纜以及導(dǎo)線架。壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和電纜卷筒驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由五部分組成。文主要研究連續(xù)使用岸電所需的電纜和轉(zhuǎn)矩電壓變化，并確定控制電纜卷筒電機(jī)轉(zhuǎn)矩的方法。

　　纜卷筒驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括小齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，十字軸齒輪箱，變頻電動(dòng)機(jī)和變頻器。頻器采用轉(zhuǎn)速控制方式和轉(zhuǎn)矩控制方式控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，右軸齒輪箱和小齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)配合使用，降低發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速。大輸出扭矩[5]。個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)由一組PLC控制，各種控制器和限位開(kāi)關(guān)的配合使得有效地進(jìn)行手動(dòng)電纜收集和脫離，自動(dòng)電纜控制，系統(tǒng)鎖定和電纜卷筒監(jiān)測(cè)警報(bào)，如示于圖1的卷取機(jī)邊緣CSAMPJCH2 AMP電纜既在手動(dòng)和自動(dòng)模式下工作，并在兩個(gè)不同的操作條件下使用。動(dòng)模式通常用于船舶到達(dá)和離開(kāi)時(shí)的電纜敷設(shè)和接收條件。作員使用位于手動(dòng)控制箱上的按鈕控制牽開(kāi)器，以進(jìn)行電纜恢復(fù)和安裝操作。纜卷筒可以根據(jù)確定的頻率以恒定速度操作。時(shí)，驅(qū)動(dòng)器以速度控制模式運(yùn)行，電機(jī)速度控制由矢量控制控制。量控制的基本原理是根據(jù)的取向的原理來(lái)測(cè)量和控制感應(yīng)電機(jī)的定子電流矢量，并控制激勵(lì)電流的振幅和相位與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩電流磁場(chǎng)，極大地改善了交流傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。
　　6]。電纜插頭連接到岸電站時(shí)，電纜卷筒的操作模式可以切換到自動(dòng)模式。時(shí)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠連續(xù)地提供扭矩，使得懸掛在船的舷外馬達(dá)上的纜索能夠保持適當(dāng)?shù)膹埩?。果電纜張力過(guò)大時(shí)，電纜內(nèi)部損耗將增加，并且如果電纜張力過(guò)低時(shí)，電纜將被不規(guī)則地變形，并且甚至?xí)斐墒鹿孰娎|。船舶，風(fēng)和海浪，潮汐變化和負(fù)荷的對(duì)接過(guò)程和卸載操作涉及更改船舶的吃水，導(dǎo)致防水電纜變化，礦用電纜這也允許電纜張力控制器有效地作出反應(yīng)。線卷取AMP CSAMPJCH2到船上替代創(chuàng)新的方式通過(guò)驅(qū)動(dòng)技術(shù)傳統(tǒng)的液壓耦合器馬達(dá)可變頻率，以允許電纜張力調(diào)節(jié)，解決了制造成本和維護(hù)高和難以調(diào)節(jié)傳統(tǒng)液壓耦合器的電壓。要且缺少動(dòng)態(tài)響應(yīng)：變頻器在轉(zhuǎn)矩控制模式下運(yùn)行，使用直接轉(zhuǎn)矩控制來(lái)調(diào)節(jié)和控制電機(jī)轉(zhuǎn)矩。纜張力的計(jì)算電纜卷繞器力的分析一旦船停靠，必須使用岸電源，必須進(jìn)行電纜連接工作和與船舶網(wǎng)絡(luò)的連接。
　　格遵守岸電系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)范和船用電纜卷筒操作手冊(cè)。先降低電纜卷筒的電纜卷筒。纜導(dǎo)向器的目的是將電纜引出船舷并確保電纜安全地下降到泊位的碼頭箱中。纜導(dǎo)向器上的輥軸允許電纜在電纜導(dǎo)向器上平滑移動(dòng)，以防止由摩擦引起的電纜護(hù)套層的磨損。下來(lái)，將手動(dòng)控制盒上的旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)置于手動(dòng)模式，然后按住“電纜”按鈕，直到高壓電纜接地為止。時(shí)，電纜和電纜卷筒如圖2所示。圖2中可以看出，電纜導(dǎo)向器最外面的輥?zhàn)拥妮S線支撐并引導(dǎo)電纜。于導(dǎo)輥軸可以柔性旋轉(zhuǎn)，因此它可以類似于所需的固定皮帶輪。據(jù)固定滑輪系統(tǒng)的理論，可以得出結(jié)論，滾輪軸為電纜提供支撐力N，并且該方向沿著電纜導(dǎo)向器的延伸線。置在船外的電纜可以與理想的電纜型號(hào)進(jìn)行比較，即在每個(gè)點(diǎn)處加載電纜。
　　纜本身受到重力G，其方向垂直向下;它受到線圈提供的拉力F的作用，其方向在線圈的切線方向上升。據(jù)牛頓第一定律，可以在自動(dòng)模式下計(jì)算電纜的重力。纜卷筒驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩控制是基于監(jiān)控電纜的內(nèi)部電壓。出轉(zhuǎn)矩可以用電纜張力實(shí)時(shí)修改以影響電纜。一的力量。

　　實(shí)際情況下，電纜內(nèi)部的電壓難以控制。文采用的方法是分析電纜卷筒的強(qiáng)度，并將收集電纜張力的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為收集和在計(jì)算電纜的嚴(yán)重程度。纜嚴(yán)重性的收集和計(jì)算基于獲取和計(jì)算懸掛在船外側(cè)上方的電纜長(zhǎng)度。據(jù)線圈結(jié)構(gòu)和繞組條件，阿基米德的螺旋數(shù)學(xué)模型可用于模擬線圈在運(yùn)行期間的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。基米德螺旋也被稱為以恒定的速度，這是在一個(gè)固定的角??速度，而在一固定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)通過(guò)一固定點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的軌跡的螺旋。電纜卷軸是有線和有線，使得電纜卷繞運(yùn)動(dòng)是用阿基米德螺線圖案模型化的阿基米德螺線是類似于電纜的軌跡。1顯示了電纜卷筒和高壓船用電纜的技術(shù)參數(shù)。參數(shù)是一個(gè)接一個(gè)地對(duì)應(yīng)于公式中的參數(shù)，用于計(jì)算所述螺旋弧的長(zhǎng)度和式，其中，電纜直徑的旋轉(zhuǎn)等價(jià)于線圈的長(zhǎng)度的直徑被取代的電纜卷軸，然后公式中b = d /2π。纜開(kāi)始沿著線圈的內(nèi)環(huán)纏繞并且不會(huì)離開(kāi)桿，這允許考慮它從第8圈開(kāi)始。計(jì)算之后，獲得船的外部電纜的長(zhǎng)度與線圈的旋轉(zhuǎn)角度之間的關(guān)系。此，從圖3和表2可以看出，從所述卷軸和所述卷軸的旋轉(zhuǎn)角度排出的電纜長(zhǎng)度不是嚴(yán)格的線性函數(shù)和該關(guān)系曲線類似于拋物線的;曲線的斜率與電纜卷筒的旋轉(zhuǎn)半徑正相關(guān)。纜數(shù)量越多，纏繞在線圈上的電纜數(shù)量越少，電纜在線圈上的旋轉(zhuǎn)半徑越小，曲線的斜率越低。作為一個(gè)例子的實(shí)際產(chǎn)物，電纜尺寸是CRCEF 6/10千伏電纜和密度為10千克/立方米，電纜的比重可以通過(guò)G（θ）= MGL（θ），其中g(shù)來(lái)計(jì)算等于9.8 N / Kg。纜重力公式可以根據(jù)自動(dòng)模式下線圈所需的最小扭矩進(jìn)一步分類。據(jù)扭矩公式（扭矩是力和臂的乘積）M = FL，也就是說(shuō)當(dāng)線圈在任何位置轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)。需的最小扭矩。力臂相當(dāng)于螺旋的極性直徑Archimedes.La最小扭矩計(jì)算公式在圖5和表3中所示：類似容器的電纜重力變化曲線外側(cè)，閥芯所需的最小扭矩和旋轉(zhuǎn)。度不是點(diǎn)關(guān)系，關(guān)系曲線類似于拋物線;與船舶外部電纜的重力曲線的差異不斷增加。電纜放電時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)時(shí)，卷軸所需的最小扭矩將首先變小然后變小?？紤]截止船上電纜和扭矩要求的卷軸的最小的重力，它們依賴于所述牽開(kāi)器的旋轉(zhuǎn)和它的校正的角度，這有助于限定的方法獲得的卷繞機(jī)的扭矩控制。制方法變頻器直接轉(zhuǎn)矩控制原理由于現(xiàn)代電子技術(shù)的快速發(fā)展和變頻控制理論的逐步完善，變頻器性能越來(lái)越普遍。強(qiáng)大，成本更低，更低。
　　頻控制。據(jù)其主要電路結(jié)構(gòu)，變頻器可以分為交替的逆變器和變頻器alternatif.Selon逆變器的控制方式，它可以在比控制頻率被劃分/恒定頻率（V控制/ f），轉(zhuǎn)差頻率控制，矢量和直接控制轉(zhuǎn)矩控制等[7]。制V / f是頻率的速度控制模式，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（以下簡(jiǎn)稱為電動(dòng)機(jī)）的驅(qū)動(dòng)器只需要定義參數(shù)，例如V / f特性，頻率的最簡(jiǎn)單的可變工作和頻率提升時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)速度的平穩(wěn)調(diào)整。V / f控制可以滿足一般的速度控制需求，但其動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能仍然有限。環(huán)速度控制的基本方法是將速度控制器設(shè)置在速度控制系統(tǒng)的外圈中，并使用速度控制器輸出作為轉(zhuǎn)矩參考信號(hào)。果氣隙流量保持恒定，則電動(dòng)機(jī)扭矩大致與滑差頻率成比例。此，滑差頻率的控制使得可以控制扭矩[6]。差頻率的控制可以在一定程度上控制電機(jī)轉(zhuǎn)矩，但它是基于穩(wěn)態(tài)模型而不能真正控制動(dòng)態(tài)過(guò)程中的轉(zhuǎn)矩，因此控制性能沒(méi)有獲得理想的動(dòng)態(tài)。量控制理論允許交流電機(jī)控制理論獲得第一次定性跳躍。本原理是將轉(zhuǎn)子磁通旋轉(zhuǎn)的空間矢??量作為參考坐標(biāo)，并將定子電流分解為兩個(gè)分量（一個(gè)與磁鏈相同的方向）。代表了定子的勵(lì)磁分量的電流，另一個(gè)是正交于表示定子的轉(zhuǎn)矩分量）的流的鏈路的方向和獨(dú)立控制，以獲得相同的良好的動(dòng)態(tài)特性為DC馬達(dá)[ 8]。論上，矢量控制方法可以顯著改善電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，但也存在復(fù)雜的坐標(biāo)變換和轉(zhuǎn)子磁鏈耦合難以觀察等問(wèn)題。接轉(zhuǎn)矩控制是矢量控制變頻控制技術(shù)開(kāi)發(fā)的一種新型高性能交流變速控制技術(shù)。
　　其他控制系統(tǒng)相比，它具有以下特點(diǎn)：直接轉(zhuǎn)矩控制包括分析定子坐標(biāo)系中交流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，控制流量耦合和電機(jī)轉(zhuǎn)矩，從而消除復(fù)雜的變換和計(jì)算，例如矢量的旋轉(zhuǎn)。號(hào)處理很簡(jiǎn)單。接轉(zhuǎn)矩控制控制定子磁鏈連接，定子磁鏈連接觀測(cè)模型比轉(zhuǎn)子磁鏈連接觀測(cè)模型簡(jiǎn)單得多，受電機(jī)參數(shù)變化的影響較小。接轉(zhuǎn)矩控制強(qiáng)調(diào)直接控制和轉(zhuǎn)矩的影響：將轉(zhuǎn)矩感應(yīng)值與轉(zhuǎn)矩參考值進(jìn)行比較，并將轉(zhuǎn)矩波動(dòng)限制在一定的公差范圍內(nèi)。多數(shù)逆變器采用替代的直線結(jié)構(gòu)，主要由主電路和控制電路組成。電路包括整流部分，DC總線部分和逆變器部分。6示出了AC-DC轉(zhuǎn)換器，其中的主電路：U1，V1和W1是由逆變器的三相電源輸入，U2，V2和W2是由逆變器提供的三相電源，該二極管是d電源，C是濾波電容器。流電路由各種電子功率開(kāi)關(guān)元件組成，主要利用不同工況下的開(kāi)關(guān)元件激活和去激活特性來(lái)整流三相交流直流輸入。
　　續(xù)電路主要由限流單元和濾波器組成。用于過(guò)濾來(lái)自整流器電路輸出的脈動(dòng)電流并包含大量交流分量，從而產(chǎn)生穩(wěn)定的DC電流。流電路還包括直流監(jiān)控電路，制動(dòng)電路等。變電路主要由總控制IGBT電力電子器件（Q1~Q6）和功率二極管（D11~D16）組成。直流電壓施加到IGBT柵極以形成導(dǎo)通IGBT的溝道。IGBT柵極上施加反向電壓會(huì)消除溝道并關(guān)閉IGBT。IGBT的柵極電位由控制回路控制，控制回路使用特定的算法分別控制每個(gè)IGBT的導(dǎo)通角，從而激活每個(gè)橋的上下橋臂。替進(jìn)行。制回路主要由控制器，A / D和D / A轉(zhuǎn)換電路，I / O接口電路，保護(hù)電路等組成。主要功能是：在主電路中收集必要的電流和電壓信號(hào);為IGBT提供必要的控制電壓為主電路提供必要的監(jiān)控和保護(hù)功能。制回路的方框圖顯示在圖7中的卷軸的轉(zhuǎn)矩控制方法，在該文獻(xiàn)提出卷軸的轉(zhuǎn)矩控制方法主要包括硬件和軟件設(shè)計(jì)，最小扭矩函數(shù)的設(shè)計(jì)第二卷軸和旋轉(zhuǎn)角度所需的。
　　及變頻器直接轉(zhuǎn)矩控制的工作原理。矩控制的硬件部分主要包括可編程邏輯控制器，變頻器，線圈電機(jī)，凸輪限位開(kāi)關(guān)和角度編碼器（見(jiàn)圖8）。面描述了一些硬件功能：PLC：當(dāng)前角度編碼器的模擬量信號(hào)用于轉(zhuǎn)矩控制邏輯操作，同時(shí)開(kāi)關(guān)量信號(hào)和模擬量信號(hào)被傳輸?shù)睫D(zhuǎn)換器。率。頻器：根據(jù)PLC發(fā)送的信號(hào)，使用自定義宏程序的算法計(jì)算算法，并將控制信號(hào)傳送給電機(jī)。位開(kāi)關(guān)：通過(guò)小齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)連接到電纜卷筒，限位開(kāi)關(guān)和卷軸始終保持相同的速度比，即卷軸旋轉(zhuǎn)12次，凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)一次（取決于安裝在容器上的AMP電纜卷）。缸CSAMPJCH2的技術(shù)參數(shù)在凸輪的旋轉(zhuǎn)角度與第二部分中的線圈的旋轉(zhuǎn)角度之間具有1:12的比例關(guān)系。
　　度編碼器：傳感器，其感測(cè)的角度信號(hào)，它使用的4到20毫安的電流的模擬信號(hào)，以指示rotation.Après變形例的角度時(shí)，角度編碼器可被耦合到所述凸輪開(kāi)關(guān)和角度編碼器是軸向。轉(zhuǎn)角度與凸輪的旋轉(zhuǎn)角度保持同步，并且該值等于線圈旋轉(zhuǎn)角度的1/12。度編碼器可以將4~20 mA的電流模擬信號(hào)傳輸?shù)娇刂破鞯哪M輸入端口?？删幊炭刂破?，變頻器和角度編碼器組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)可以及時(shí)向控制電機(jī)提供控制電流，以實(shí)現(xiàn)高效的扭矩跟蹤。矩控制的軟件執(zhí)行流程如圖9所示。先，控制器通過(guò)模擬輸入端口從角度編碼器收集4~20 mA的當(dāng)前模擬信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換為通過(guò)比例注入使線圈旋轉(zhuǎn)，并通過(guò)比較電纜每匝的角度來(lái)確定當(dāng)前位置。著，使用該電纜盤的數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)矩變化來(lái)計(jì)算纜索卷筒扭矩設(shè)置，這取決于工作條件，考慮機(jī)械阻尼，該電纜能承受的拉力最大和其他因素來(lái)糾正扭矩參數(shù)，例如最終扭矩。正的輸出扭矩將超過(guò)某個(gè)比率的計(jì)算值以避免電纜損失，但不會(huì)超過(guò)電纜可承受的最大拉力。此，如果電纜的實(shí)際電壓大于線圈的輸出轉(zhuǎn)矩，則電纜將被緩慢拉動(dòng)，從而防止電纜由于電壓的持續(xù)增加而撕裂。后，輸出扭矩比被集成到驅(qū)動(dòng)器的4到20 mA的電流模擬輸出信號(hào)中。變器裝有中遠(yuǎn)海洋科技有限公司專門開(kāi)發(fā)的控制宏程序。頻器配有多個(gè)模擬和數(shù)字接口：當(dāng)變頻器接收到“運(yùn)行”和“自動(dòng)”PLC時(shí)“當(dāng)信號(hào)相等時(shí)，變頻器以自動(dòng)模式運(yùn)行（即在直接轉(zhuǎn)矩控制模式下）當(dāng)驅(qū)動(dòng)器的特定模擬輸入端口接收到來(lái)自控制器的模擬信號(hào)時(shí)，它會(huì)立即通過(guò)宏程序計(jì)算響應(yīng)轉(zhuǎn)矩。制輸出所需的電機(jī)使電機(jī)工作。

　　自動(dòng)模式下，PLC在每個(gè)工作周期執(zhí)行信號(hào)的輸入，輸出和計(jì)算，從而確保卷繞機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電纜可以實(shí)時(shí)監(jiān)控驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩控制的最終目標(biāo)結(jié)論分析AMP電纜繞線器的組成和結(jié)構(gòu)CSAM安裝在船上的PJCH2允許在自動(dòng)模式下建立電纜卷筒所需扭矩的計(jì)算模型。模型為變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制方法和參數(shù)化提供了參考和指導(dǎo)。過(guò)對(duì)控制的頻率轉(zhuǎn)換和直接轉(zhuǎn)矩控制，與電纜卷筒的獨(dú)特的工作條件相結(jié)合的原理的研究，在自動(dòng)模式中的電纜盤的轉(zhuǎn)矩控制方法，被設(shè)計(jì)成使得所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的扭矩輸出與工作條件一起工作。過(guò)改變電纜的長(zhǎng)度快速準(zhǔn)確地做出響應(yīng)。
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