齿轮、齿条驱动转体系统中的机电控制系统及其控制方法与流程

本发明涉及齿轮、齿条驱动转体系统中的机电控制系统及其控制方法，属于机电控制。

背景技术：

1、齿轮齿条驱动的转体系统中，电机是驱动的动力源，并且一般情况会使用两台以上的电机组，在转体过程中，机电控制系统必须能够有效、高精度的控制电机输出动力，保证梁体转动的速度比较稳定、平顺，按指令启停，按指令变速等；同时要保证多台电机的同步性，防止偏移。在变频技术、计算机自动化控制技术已经成熟的今天，变频器控制多台电机与桥梁转体技术结合，达到智能控制、精准调节的目的，是智能制造的一种创新应用。

2、在电机变频调速方面，电力供电频率为50hz，变频电机调频范围为0～400hz，通过plc改变电机频率，即可大范围改变电机转速，从而达到速度调节的要求。plc向变频器发送控制命令，通过变送器将预设值转变为与电机速度对应的(4-20ma)电流信号，电流信号与速度对应关系通过变频器参数进行设定。

3、在普通转体系统中，除去千斤顶和部分工具外多数零部件不能重复利用，而齿轮齿条驱动的转体系统正好相反，多数零部件可以重复使用。此外，在涉及铁路运输线路时，传统转体速度为0.02rad/min，因此，如何提高转体速度，节省宝贵的时间，缩短铁路运输线路的天窗点是今后亟待解决的一个技术问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的上述缺陷，本发明的提供了一种齿轮、齿条驱动转体系统中的机电控制系统及其控制方法，用以提高转体速度，缩短铁路运输线路天窗点。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、齿轮、齿条驱动转体系统中的机电控制系统，包括配电柜总电源、变频器、旋转电机、旋转风机；所述配电柜总电源为主线路和控制线路供电，即所述配电柜总电源与所述旋转风机、旋转电机的接线端以及变频器连接；所述旋转风机电为所述旋转电机降温，所述变频器的输出端子与所述旋转电机连接；所述变频器设置有fwd、rev控制端子，当fwd与变频器中的dcm接通时旋转电机正转，当rev与变频器中的dcm接通时旋转电机则是反转；所述旋转电机、旋转风机上都设置有热保护继电器；变频器上设置有变频器进线端子，热保护继电器与变频器的输出端子之间还设置有输出电抗器，用来抑制变频器输出的谐波，减小变频器的噪声。

4、进一步地，所述变频器中还设置有调速电位器，用于手动给变频器调速。

5、进一步地，所述变频器中的dc+和dc-接到制动单元，停车时为制动单元发送信号。

6、进一步地，所述制动单元包括并联设置的制动模块和制动电阻。

7、进一步地，所述旋转电机调频范围为0-400hz，所述旋转电机电流为4-20ma。

8、进一步地，所述变频器的输出端子同时并联4-8台旋转电机。

9、进一步地，所述变频器的输出端子同时并联6台旋转电机。

10、上述齿轮、齿条驱动转体系统中的机电控制系统的控制方法，包括如下步骤：

11、步骤一：安装并设置齿轮、齿条驱动转体系统，包括中心球铰、滑道、齿轮齿条、旋转电机、下转盘、上转盘以及撑脚；

12、步骤二：基础检查:检查上转盘与下转盘上是否有杂物、是否有未完全拆除的机械部件，防止造成布线障碍与机械伤害；

13、步骤三：设备清点：包括清点机电控制系统的配电柜、配电柜主线、旋转电机旁线、旋转风机线、穿线管；

14、步骤四：当步骤一的转体系统现场机械部分安装就位后，将机电控制系统的配电柜安装在上转盘上，尽量靠近上转盘中心位置，线路从控制柜分接到旋转电机以及旋转风机上；

15、步骤五：调整固定：调整好配电柜方向后，用膨胀螺丝将配电柜固定好防止移动；

16、步骤六：仪表校验：采用仪表校验方法，将测量电流电压的仪表与标准仪表进行比对，防止使用中出现大的偏差；

17、步骤七：管线预埋：将旋转电机旁线、旋转风机线截出相应的尺寸，穿线管沿上转盘地面敷设，分接到多台旋转电机和旋转风机；

18、步骤八：控制设备安装：控制设备主要是反馈测量值的传感器，需要固定安装上转盘与下转盘的相应位置；

19、步骤九：系统空载调试：当配电柜上电后即可进行电气系统的空载调试，首先检查配电柜内元器件是否正常工作，有无异常或报警情况，确认无异常后即可进行旋转电机空载调试；空载调试时旋转电机电机与驱动部分是分开的，主要是单路检查旋转电机正反转，有无异常声响；

20、步骤十：系统投入：将电器系统全部通电，等待进一步调试；

21、步骤十一：当旋转电机空载运行、系统投入无异常后就可以进行单机试车，操作人员必须熟悉控制原理且具有电工操作证，配合进行单机试车，单机试车首先进行手动点动操作，现场人员观察旋转电机转速和方向；

22、步骤十二：联动试车过程中控制系统投入要求：先将显示仪表陆续投入，试运正常后，从手动控制切换到plc自动控制，控制旋转电机单机转速连续变化，达到检查变频器控制设备的目的；要求每台旋转电机电流均衡，无明显波动，这样才能保证所有旋转电机同时受力，以免造成上转盘受力不均；

23、步骤十三：投入正常运行，观察运行情况，记录变频器频率、旋转电机电流数据。

24、进一步地，所述步骤一中，所述中心球铰设置于下转盘中心，其上部设置有上转盘，所述旋转电机均匀分布在以中心球铰为中心的外圆上，并与上转盘连接固定，与下转盘相对转动；旋转电机内侧底部设置有台车架以及齿轮齿条，台车架底部设置有滑道，相邻旋转电机之间还设置有撑脚；旋转电机旁设置旋转风机。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

26、本发明的控制系统可将转体速度提高到0.05rad/min，从而节省宝贵的时间，尤其是在涉及铁路运输线路时，可以大大缩短天窗点。

27、本发明将工业自动化控制及变频技术应用于桥梁建筑施工，在电机变频控制技术的调速原理的基础上，得到了系统安装、调试的工艺方法，符合电气技术相关标准规定，在国家大力推进基础建设的形势下，具有长远的推广意义。

技术特征：

1.齿轮、齿条驱动转体系统中的机电控制系统，其特征在于：包括配电柜总电源、变频器、旋转电机、旋转风机；所述配电柜总电源为主线路和控制线路供电，即所述配电柜总电源与所述旋转风机、旋转电机的接线端以及变频器连接；所述旋转风机为所述旋转电机降温，所述变频器的输出端子与所述旋转电机连接；所述变频器设置有fwd、rev控制端子，当fwd与变频器中的dcm接通时旋转电机正转，当rev与变频器中的dcm接通时旋转电机则是反转；所述旋转电机、旋转风机上都设置有热保护继电器；变频器上设置有变频器进线端子，热保护继电器与变频器的输出端子之间还设置有输出电抗器，用来抑制变频器输出的谐波，减小变频器的噪声。

2.根据权利要求1所述的齿轮、齿条驱动转体系统中的机电控制系统，其特征在于：所述变频器中还设置有调速电位器，用于手动给变频器调速。

3.根据权利要求2所述的齿轮、齿条驱动转体系统中的机电控制系统，其特征在于：所述变频器中的dc+和dc-接到制动单元，停车时为制动单元发送信号。

4.根据权利要求3所述的齿轮、齿条驱动转体系统中的机电控制系统，其特征在于：所述制动单元包括并联设置的制动模块和制动电阻。

5.根据权利要求1所述的齿轮、齿条驱动转体系统中的机电控制系统，其特征在于：所述旋转电机调频范围为0-400hz，所述旋转电机电流为4-20ma。

6.根据权利要求1所述的齿轮、齿条驱动转体系统中的机电控制系统，其特征在于：所述变频器的输出端子同时并联4-8台旋转电机。

7.根据权利要求6所述的齿轮、齿条驱动转体系统中的机电控制系统，其特征在于：所述变频器的输出端子同时并联6台旋转电机。

8.一种如权利要求1所述的齿轮、齿条驱动转体系统中的机电控制系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的齿轮、齿条驱动转体系统中的机电控制系统的控制方法，其特征在于：所述步骤一中，所述中心球铰(1)设置于下转盘(5)中心，其上部设置有上转盘(6)，所述旋转电机(4)均匀分布在以中心球铰(1)为中心的外圆上，并与上转盘(6)连接固定，与下转盘(5)相对转动；旋转电机(4)内侧底部设置有台车架以及齿轮齿条(3)，台车架底部设置有滑道(2)，相邻旋转电机(4)之间还设置有撑脚(7)；旋转电机旁设置旋转风机。

技术总结
本发明涉及齿轮、齿条驱动转体系统中的机电控制系统及其控制方法，属于机电控制技术领域。包括配电柜总电源、变频器、旋转电机、旋转风机；所述配电柜总电源为主线路和控制线路供电；旋转风机电为所述旋转电机降温，变频器的输出端子与所述旋转电机连接；变频器上设置有变频器进线端子，热保护继电器与变频器的输出端子之间还设置有输出电抗器，用来抑制变频器输出的谐波，减小变频器的噪声。本发明的机电控制系统及其控制方法，可有效提高转体速度，缩短铁路运输线路天窗点。

技术研发人员：卢瑞钊,李亚,王进丛,汲云龙,王广业,郭江明,宋洋,康腾遥,张立,崔廷乐,刘达,孙广辉
受保护的技术使用者：衡橡科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13