專利名稱：系泊絞車及用于控制系泊絞車的纜繩的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于控制系泊絞車的系泊繩張力的方法。更進(jìn)一步而言，本發(fā)明涉及系泊絞車并且涉及用于控制系泊絞車的系泊繩張力的計(jì)算機(jī)程序。
背景技術(shù)：
當(dāng)船沿著港口碼頭或埠頭系泊時(shí)，使船固定的系泊繩必須適當(dāng)受到張力，以便將該船保持在合適位置。如果沒有努力使系泊繩維持在恰當(dāng)張力，則危險(xiǎn)情形可能出現(xiàn)，因?yàn)橄挡蠢K將受到由船相對于碼頭或埠頭的移動趨勢所導(dǎo)致的更大力。存在很多可能使船相對于碼頭或埠頭移動的因素。這些因素例如可以是由于周期潮汐變化而導(dǎo)致的水平面的變動以及由于貨物裝載和/或卸載而導(dǎo)致的船的位移變動。這些因素將使得船關(guān)于碼頭或埠頭改變其高度，并因而將改變在船與碼頭或埠頭之間的給定長度的系泊繩的張力。此外，船可能由于波浪或風(fēng)而擺動或搖晃，從而引起系泊繩張力的波動。在移動幅度較大的情形中，系泊繩可能失效，導(dǎo)致對附近區(qū)域中的人員的危險(xiǎn)以及損壞船的風(fēng)險(xiǎn)。繩張力或繩轉(zhuǎn)矩基于其它所測量的變量來進(jìn)行測量或計(jì)算?？梢詼y量電動機(jī)速度、電動機(jī)轉(zhuǎn)矩或絞筒轉(zhuǎn)矩或者繩張力。公開文獻(xiàn)EP0676365公開了一種絞車，該絞車具有經(jīng)由變速箱連接到電驅(qū)動器的至少一個(gè)絞筒。該電驅(qū)動器是與速度控制設(shè)備連接并與制動器設(shè)備配合的異步交流電動機(jī)。速度控制具有用于檢測現(xiàn)有轉(zhuǎn)速的速度指示器(indicator)。速度控制設(shè)備通過控制單元來協(xié)調(diào)，該控制單元例如可以是采用所檢測的轉(zhuǎn)速以及轉(zhuǎn)速的目標(biāo)值作為輸入的可編程控制器。絞車控制的關(guān)鍵部分是起始點(diǎn)，因?yàn)閷τ诳刂葡到y(tǒng)而言并不知道轉(zhuǎn)矩的測量值或計(jì)算值。特別是，測量值無法給出繩張力的確切值和電動機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩要求以及它們的相互關(guān)系，因?yàn)樵陔妱訖C(jī)軸和繩之間存在變速箱和其它損耗。此外，速度指示器或繩張力指示器易于受惡劣天氣條件的影響，特別是當(dāng)絞車用作船的開放甲板機(jī)械時(shí)更為如此。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種新的系泊絞車。一種系泊絞車包括-絞筒，用于卷繞系泊繩，-交流電動機(jī)，布置用于驅(qū)動絞筒，-頻率轉(zhuǎn)換單元，布置用于向交流電動機(jī)提供電力，以及-控制單元，布置用于基于系泊繩張力的指示器來控制頻率轉(zhuǎn)換單元，
其中控制單元布置用于將交流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速的參考值設(shè)置為預(yù)定值、釋放系泊絞車的制動器、針對預(yù)定時(shí)間間隔在一個(gè)方向上驅(qū)動交流電動機(jī)、定義電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩的第一值、針對預(yù)定間隔在相反方向上驅(qū)動交流電動機(jī)、定義電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩的第二值，以及使用轉(zhuǎn)矩的第一值和第二值來計(jì)算轉(zhuǎn)矩估計(jì)。
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當(dāng)針對繩張力定義轉(zhuǎn)矩估計(jì)時(shí)，將消除變速箱和其它可能的損耗。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用于控制系泊絞車的系泊繩張力的新方法。用于控制系泊絞車的方法，該系泊絞車包括用于卷繞系泊繩的絞筒、布置用于驅(qū)動絞筒的交流電動機(jī)以及布置用于向交流電動機(jī)提供電力的頻率轉(zhuǎn)換單元，其中該方法包括基于系泊繩張力的指示器來控制頻率轉(zhuǎn)換單元，由此該方法還包括-將交流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速的參考值設(shè)置為預(yù)定值，-釋放系泊絞車的制動器，-針對預(yù)定時(shí)間間隔在一個(gè)方向上驅(qū)動交流電動機(jī)，-定義電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩的第一值，-針對另一預(yù)定時(shí)間間隔在相反方向上驅(qū)動交流電動機(jī)，-定義電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩的第二值，以及-使用轉(zhuǎn)矩的第一值和第二值來計(jì)算轉(zhuǎn)矩估計(jì)。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種用于控制系泊絞車的系泊繩張力的計(jì)算機(jī)程序，該系泊絞車包括用于卷繞系泊繩的絞筒、布置用于驅(qū)動絞筒的交流電動機(jī)以及布置用于向交流電動機(jī)提供電力的頻率轉(zhuǎn)換單元，其中該計(jì)算機(jī)程序包括用于使可編程處理器基于系泊繩張力的指示器來控制頻率轉(zhuǎn)換單元的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，其中計(jì)算機(jī)程序還包括用于使可編程處理器執(zhí)行以下操作的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令-將交流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速的參考值設(shè)置為預(yù)定值，-釋放系泊絞車的制動器，-針對預(yù)定時(shí)間間隔在一個(gè)方向上驅(qū)動交流電動機(jī)，-定義電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩的第一值，-針對預(yù)定間隔在相反方向上驅(qū)動交流電動機(jī)，-定義電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩的第二值，以及-使用轉(zhuǎn)矩的第一值和第二值來計(jì)算轉(zhuǎn)矩估計(jì)。在所附的從屬權(quán)利要求中描述了本發(fā)明的很多實(shí)施例。當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)，從特定示例性實(shí)施例的以下描述中將更好地理解有關(guān)構(gòu)造以及操作方法的本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例以及本發(fā)明的附加目的和優(yōu)勢。


以下在示例的意義下并且參照附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明的示例性實(shí)施例及其優(yōu)勢，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的系泊絞車。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于控制系泊絞車的系泊繩張力的方法的流程圖。圖3a和圖北圖示了在示例性情形中根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的系泊絞車的操作。
具體實(shí)施例方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的系泊絞車。該系泊絞車包括用于卷繞系泊繩102 的絞筒101以及布置用于驅(qū)動絞筒的交流電動機(jī)103。該交流電動機(jī)例如可以是感應(yīng)電動機(jī)或永磁同步電動機(jī)。圖1所示的系泊絞車具有在交流電動機(jī)103和絞筒101之間的變速箱106。制動器109布置用于與系泊絞車連接以對絞筒產(chǎn)生作用。絞筒由變速箱和軸承座 108支撐。根據(jù)交流電動機(jī)的標(biāo)示尺寸(dimensioning)和絞筒的標(biāo)示尺寸，也可以具有直接驅(qū)動的絞筒，使得不需要變速箱。系泊絞車包括布置用于向交流電動機(jī)103提供電力的頻率轉(zhuǎn)換單元104。該頻率轉(zhuǎn)換單元連接到供電網(wǎng)絡(luò)107，該供電網(wǎng)絡(luò)例如可以是船的電網(wǎng)絡(luò)。系泊絞車包括布置用于基于系泊繩102的張力[kN]的指示器來控制頻率轉(zhuǎn)換單元的控制單元105。交流電動機(jī)103優(yōu)選地以如下方式在速度控制模式中驅(qū)動，使得限制可以利用速度控制創(chuàng)建的最大系泊繩張力以便避免危險(xiǎn)情形?？刂茊卧?05優(yōu)選地布置用于構(gòu)成用以實(shí)現(xiàn)交流電動機(jī)的速度控制的速度控制器。也可以使用布置用于構(gòu)成速度控制器的獨(dú)立設(shè)備。控制單元105布置用于計(jì)算磁通空間矢量Ψ，用于對交流電動機(jī)的定子磁通進(jìn)行建模，以及基于交流電動機(jī)的定子電流的空間矢量i和磁通空間矢量來計(jì)算轉(zhuǎn)矩估計(jì)Mest。 轉(zhuǎn)矩估計(jì)可以計(jì)算如下Mest = Ψ Xi, (1)其中“X”是指矢量積(即，叉積)。控制單元105布置用于使用轉(zhuǎn)矩估計(jì)作為系泊繩張力的指示器。因而，通過將轉(zhuǎn)矩估計(jì)保持在允許限制內(nèi)而將系泊繩張力保持在允許限制內(nèi)。交流電動機(jī)103可以利用無傳感器矢量控制來進(jìn)行控制，即利用其中在交流電動機(jī)軸上不存在速度和/或位置指示器的矢量控制來進(jìn)行控制。無傳感器矢量控制例如可以是開路直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)，其中以如下方式控制提供給交流電動機(jī)的端子的電壓的空間矢量ν，使得估計(jì)轉(zhuǎn)矩Mest和磁通空間矢量的幅度|Ψ|在期望限制之間。頻率轉(zhuǎn)換單元104和控制單元105可以是分立設(shè)備，或者可選地，它們可以是頻率轉(zhuǎn)換器110的部分。在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的系泊絞車中，控制單元105布置用于執(zhí)行以下用于啟動自動系泊操作的動作-將交流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速的參考值設(shè)置為預(yù)定值，-釋放系泊絞車的制動器，-針對預(yù)定時(shí)間間隔在一個(gè)方向上驅(qū)動交流電動機(jī)，-定義電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩的第一值，-針對預(yù)定間隔在相反方向上驅(qū)動交流電動機(jī)，-定義電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩的第二值，以及-使用轉(zhuǎn)矩的第一值和第二值來計(jì)算轉(zhuǎn)矩估計(jì)。圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于控制系泊絞車的系泊繩張力的方法的流程圖。該方法包括在階段22，向后驅(qū)動系泊絞車。設(shè)置預(yù)定速度參考值并且針對短時(shí)間間隔向后驅(qū)動電動機(jī)。在階段Μ，在向后驅(qū)動期間，計(jì)算作為ΨΧ 的第一轉(zhuǎn)矩值M1, i是定子電流的空
間矢量。在階段26，向后驅(qū)動系泊絞車。設(shè)置預(yù)定速度參考值并且針對短時(shí)間間隔向后驅(qū)動電動機(jī)。速度參考值和短時(shí)間間隔優(yōu)選地與階段22中相同，但它們也可以與之不同。在階段觀，在向前驅(qū)動期間，計(jì)算作為ΨΧ 的第二轉(zhuǎn)矩值M2, i是定子電流的空間矢量。在階段30，基于第一轉(zhuǎn)矩值和第二轉(zhuǎn)矩值來計(jì)算轉(zhuǎn)矩估計(jì)。轉(zhuǎn)矩估計(jì)可以計(jì)算為第一轉(zhuǎn)矩值和第二轉(zhuǎn)矩值的平均。也可以將轉(zhuǎn)矩估計(jì)計(jì)算為加權(quán)平均。在階段32，頻率轉(zhuǎn)換單元基于系泊繩張力T的指示器?？刂茊卧诖嘶A(chǔ)上 (basis)將系泊繩張力T的指示器與用戶設(shè)置值相比較?；谠摫容^，控制單元選擇向內(nèi)或向外驅(qū)動系泊筒。轉(zhuǎn)矩的預(yù)定設(shè)置值是交流電動機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)值的上限。如果轉(zhuǎn)矩估計(jì)的第一值明顯高于預(yù)定設(shè)置值，則系泊繩太緊并且系泊繩應(yīng)當(dāng)卷出。對應(yīng)地，如果轉(zhuǎn)矩估計(jì)的第一值明顯低于預(yù)定設(shè)置值，則系泊繩太松并且系泊繩應(yīng)當(dāng)卷入。系泊繩太松也是不希望的， 因?yàn)樗傻南挡蠢K允許有害的機(jī)械移動。在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的系泊絞車中，控制單元105布置用于執(zhí)行用于完成周期系泊操作的以下連續(xù)階段。根據(jù)本發(fā)明對應(yīng)實(shí)施例的方法包括用于完成周期系泊操作的以下連續(xù)階段-啟動周期系泊操作-向后驅(qū)動系泊絞車。設(shè)置預(yù)定速度參考值并且針對短時(shí)間間隔向后驅(qū)動電動機(jī)。-在向后驅(qū)動期間，計(jì)算作為ΨXi的第一轉(zhuǎn)矩值M1, i是定子電流的空間矢量。-向后驅(qū)動系泊絞車。設(shè)置預(yù)定速度參考值并且針對短時(shí)間間隔向后驅(qū)動電動機(jī)。 速度參考值和短時(shí)間間隔優(yōu)選地與階段22中相同，但它們也可以與之不同。-在向前驅(qū)動期間，計(jì)算作為ΨXi的第二轉(zhuǎn)矩值M2, i是定子電流的空間矢量。-基于第一轉(zhuǎn)矩值和第二轉(zhuǎn)矩值來計(jì)算轉(zhuǎn)矩估計(jì)。-條件階段A作為對所計(jì)算的轉(zhuǎn)矩估計(jì)低于第一限值的情形的響應(yīng)，控制交流電動機(jī)卷入系泊繩，-條件階段B作為對所計(jì)算的轉(zhuǎn)矩估計(jì)高于第二限值的情形的響應(yīng)，控制交流電動機(jī)卷出系泊繩，-階段C等待預(yù)定時(shí)間間隔，-重啟周期系泊操作過程。上述第二限值大于或等于上述第一限值，BP, H+^ H-。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于完成周期系泊操作的方法包括類似的連續(xù)階段。在根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的系泊絞車中，控制單元105布置用于保持交流電動機(jī)被連續(xù)通電和控制以便提供連續(xù)系泊操作。在根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的方法中，對交流電動機(jī)進(jìn)行連續(xù)通電和控制以便提供連續(xù)系泊操作。周期系泊操作與連續(xù)系泊操作相比節(jié)省能量，因?yàn)樵谥芷谙挡床僮髦校涣麟妱訖C(jī)在很大部分的時(shí)間期間是斷電的。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的系泊絞車包括控制界面，用于實(shí)現(xiàn)在上述周期系泊操作和連續(xù)系泊操作之間的選擇。存在不同的方式來實(shí)現(xiàn)系泊絞車的制動器。例如，制動器109可以如圖1所示布置，或者制動器可以與電動機(jī)103集成，或者制動器可以與變速箱106集成，或者可以是結(jié)合下列中的多個(gè)的制動器電動機(jī)、變速箱和軸承塊108。制動器例如可以是盤式制動器或筒式制動器。圖3a圖示了在示例性情形下的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的系泊絞車的操作。曲線221 表示轉(zhuǎn)矩估計(jì)，而曲線222表示交流電動機(jī)的速度參考。應(yīng)注意到的是，速度參考222在時(shí)間間隔t0. . . tl以及時(shí)間間隔t2. . . t3期間與時(shí)間軸一致。術(shù)語“速度參考”這里是指交流電動機(jī)103(圖1)的轉(zhuǎn)速的參考值。轉(zhuǎn)速的參考值并不一定是恒定的，而是它可以隨時(shí)間改變。在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的系泊絞車中，控制單元105(圖1)布置用于作為對轉(zhuǎn)矩估計(jì)221變得低于第一預(yù)定滯后限值H-的情形的響應(yīng)，使得交流電動機(jī)103(圖1)將系泊繩102(圖1)卷入，以及作為對轉(zhuǎn)矩估計(jì)超過第二預(yù)定滯后限值H+的情形的響應(yīng)，使得交流電動機(jī)將系泊繩卷出。第二預(yù)定滯后限值H+大于第一預(yù)定滯后限值H-。在本文中，當(dāng)交流電動機(jī)具有正向旋轉(zhuǎn)時(shí)，以這樣的方式選擇交流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速的符號以使得系泊繩卷入，即增加系泊繩張力。因而，通過使速度參考222為正可以將系泊繩卷入，并且通過使速度參考222為負(fù)可以將系泊繩卷出。在圖3a所示的示例性情形中，轉(zhuǎn)矩估計(jì)在時(shí)刻tl超過滯后限值H+，并因此使速度參考222為負(fù)，從而減小系泊繩張力。在時(shí)刻t3，轉(zhuǎn)矩估計(jì)變得低于滯后限值H-，并因此使速度參考為正，從而增加系泊繩張力。在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的系泊絞車中，控制單元105(圖1)布置用于作為對轉(zhuǎn)矩估計(jì)221在預(yù)定范圍R內(nèi)的情形的響應(yīng)而將速度參考222設(shè)置為零。預(yù)定范圍R圍繞轉(zhuǎn)矩的預(yù)定設(shè)置值S。預(yù)定設(shè)置值S可以是轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)值的上限，該轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)值例如是速度控制器的輸出并且能夠隨時(shí)間改變。在圖3a所示的示例性情形中，估計(jì)的轉(zhuǎn)矩221在時(shí)刻t2 落入預(yù)定范圍R中，并因此在時(shí)刻t2將速度參考222設(shè)置為零。圖北圖示了在示例性情形中的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的系泊絞車的操作。曲線221 表示轉(zhuǎn)矩估計(jì)，而曲線222表示交流電動機(jī)的速度參考。請注意，速度參考222在時(shí)間間隔 t0. · · tl+dl以及時(shí)間間隔t2+d2. · · t3+d3期間與時(shí)間軸一致。在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的系泊絞車中，控制單元105(圖1)布置用于作為對在轉(zhuǎn)矩估計(jì)221變得低于滯后限值H-之后過去第一預(yù)定延遲d3的情形的響應(yīng)，使得交流電動機(jī) 103(圖1)將系泊繩102(圖1)卷入，以及作為對在轉(zhuǎn)矩估計(jì)221超過滯后限值H+之后過去第二預(yù)定延遲dl的情形的響應(yīng)，使得交流電動機(jī)將系泊繩卷出。在圖北所示的示例性情形中，轉(zhuǎn)矩估計(jì)在時(shí)刻tl超過滯后限值H+，并因而使得在延遲dl之后速度參考222為負(fù)，從而減小系泊繩張力。在時(shí)刻t3，轉(zhuǎn)矩估計(jì)變得低于滯后限值H-，并因而使得在延遲d3 之后速度參考為正，從而增加系泊繩張力。借助于所述延遲，可以例如在其中轉(zhuǎn)矩估計(jì)221 在所述滯后限值H+和H-之一周圍振蕩的情形中避免不必要的且可能振蕩的控制動作。在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的系泊絞車中，控制單元105(圖1)布置用于作為對在轉(zhuǎn)矩估計(jì)221進(jìn)入預(yù)定范圍R之后過去預(yù)定延遲d2的情形的響應(yīng)，而將速度參考222設(shè)置為零。在圖3a所示的示例性情形中，轉(zhuǎn)矩估計(jì)221在時(shí)刻t2落入預(yù)定范圍R中，并因此在時(shí)刻t2+d2將速度參考222設(shè)置為零。在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的系泊絞車中，控制單元105(圖1)布置用于構(gòu)成用以控制交流電動機(jī)103(圖1)的轉(zhuǎn)速的速度控制器。速度控制器的輸出為轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)值，該轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)值是可以隨時(shí)間改變的。轉(zhuǎn)矩的預(yù)定設(shè)置值S優(yōu)選地為轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)值的上限。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法包括在上述周期系泊操作和連續(xù)系泊操作之間進(jìn)行選擇。在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法中，作為對轉(zhuǎn)矩估計(jì)221 (圖3a)變得低于第一預(yù)定限值H-(圖3a)的情形的響應(yīng)，控制交流電動機(jī)將系泊繩卷入，并且作為對轉(zhuǎn)矩估計(jì)221(圖 3a)超過第二預(yù)定限值H+(圖3a)的情形的響應(yīng)，控制交流電動機(jī)將系泊繩卷出，該第二預(yù)定限值大于該第一預(yù)定限值。在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法中，作為對轉(zhuǎn)矩估計(jì)221 (圖3a)在預(yù)定范圍R(圖3a) 內(nèi)的情形的響應(yīng)，將交流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速的參考值222(圖3a)設(shè)置為零，該預(yù)定范圍在轉(zhuǎn)矩的預(yù)定設(shè)置值S(圖3a)周圍。在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法中，作為對在轉(zhuǎn)矩估計(jì)221 (圖3b)變得低于第一預(yù)定限值H-(圖3b)之后過去第一預(yù)定延遲d3(圖北)的情形的響應(yīng)，控制交流電動機(jī)將系泊繩卷入，以及作為對在轉(zhuǎn)矩估計(jì)221(圖3b)超過第二預(yù)定限值H+(圖3b)之后過去第二預(yù)定延遲dl (圖3b)的情形的響應(yīng)，控制交流電動機(jī)將系泊繩卷出，該第二預(yù)定限值大于該第
一預(yù)定限值。在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法中，作為對在轉(zhuǎn)矩估計(jì)221 (圖3b)進(jìn)入預(yù)定范圍R之后過去預(yù)定延遲d2(圖: )的情形的響應(yīng)，將交流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速的參考值222(圖3b)設(shè)置為零，該預(yù)定范圍在轉(zhuǎn)矩的預(yù)定設(shè)置值S(圖3b)周圍。在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法中，轉(zhuǎn)矩的預(yù)定設(shè)置值S(圖3a和圖3b)為轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)值的上限，轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)值為布置用于控制交流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速的速度控制器的輸出。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的計(jì)算機(jī)程序包括用于控制系泊絞車的系泊繩張力的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，該系泊絞車包括用于卷繞系泊繩的絞筒、布置用于驅(qū)動絞筒的交流電動機(jī)以及布置用于向交流電動機(jī)提供電力的頻率轉(zhuǎn)換單元。上述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令能夠控制可編程處理器執(zhí)行以下操作-計(jì)算用于對交流電動機(jī)的定子磁通進(jìn)行建模的磁通空間矢量，-基于交流電動機(jī)的定子電流的空間矢量和磁通空間矢量來計(jì)算轉(zhuǎn)矩估計(jì)，-使用轉(zhuǎn)矩估計(jì)作為系泊繩張力的指示器，以及-基于系泊繩張力的指示器來控制頻率轉(zhuǎn)換單元。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)編碼有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的計(jì)算機(jī)程序。該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)例如可以是只讀型光盤存儲器(CD-ROM)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的信號適于承載指定根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的計(jì)算機(jī)程序的信息。以上給出的描述中提供的特定示例不應(yīng)構(gòu)成限制。因此，本發(fā)明并不僅限于上述實(shí)施例，而是可以有許多變型。
權(quán)利要求
1.一種系泊絞車，包括-絞筒(101)，用于卷繞系泊繩(102)，-交流電動機(jī)(103)，布置用于驅(qū)動所述絞筒，-頻率轉(zhuǎn)換單元(104)，布置用于向所述交流電動機(jī)提供電力，以及-控制單元(105)，布置用于基于所述系泊繩的張力的指示器來控制所述頻率轉(zhuǎn)換單元，其特征在于，所述控制單元布置用于將所述交流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速的參考值設(shè)置為預(yù)定值、釋放所述系泊絞車的制動器、針對預(yù)定時(shí)間間隔在一個(gè)方向上驅(qū)動所述交流電動機(jī)、定義所述電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩的第一值、針對所述預(yù)定間隔在相反方向上驅(qū)動所述交流電動機(jī)、定義所述電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩的第二值、以及使用所述轉(zhuǎn)矩的第一值和第二值來計(jì)算轉(zhuǎn)矩估計(jì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系泊絞車，其中 -所述繩的張力通過傳感器測量，-所述測量的繩的張力輸入給所述控制單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的系泊絞車，其中所述控制單元布置用于 -計(jì)算用于對所述交流電動機(jī)的定子磁通進(jìn)行建模的磁通空間矢量，-基于所述交流電動機(jī)的定子電流的空間矢量和所述磁通空間矢量來計(jì)算所述轉(zhuǎn)矩的第一值和第二值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的系泊絞車，其中所述電動機(jī)的速度被測量，并且所述測量的速度被輸入給所述控制單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的系泊絞車，其中所述控制單元布置用于作為對所述轉(zhuǎn)矩估計(jì) (221)變得低于第一預(yù)定限值(H-)的情形的響應(yīng)，使得所述交流電動機(jī)將所述系泊繩卷入，以及作為對所述轉(zhuǎn)矩估計(jì)超過第二預(yù)定限值(H+)的情形的響應(yīng)，使得所述交流電動機(jī)將所述系泊繩卷出，所述第二預(yù)定限值大于所述第一預(yù)定限值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的系泊絞車，其中所述控制單元布置用于作為對在所述轉(zhuǎn)矩估計(jì) (221)變得低于第一預(yù)定限值(H-)之后過去第一預(yù)定延遲(們)的情形的響應(yīng)，使得所述交流電動機(jī)將所述系泊繩卷入，以及作為對在所述轉(zhuǎn)矩估計(jì)(221)超過第二預(yù)定限值(H+)之后過去第二預(yù)定延遲(dl)的情形的響應(yīng)，使得所述交流電動機(jī)將所述系泊繩卷出，所述第二預(yù)定限值大于所述第一預(yù)定限值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的系泊絞車，其中所述控制單元布置用于執(zhí)行以下用于完成周期系泊操作的連續(xù)階段-條件階段A 作為對所述計(jì)算的轉(zhuǎn)矩估計(jì)低于第一限值的情形的響應(yīng)，控制所述交流電動機(jī)將所述系泊繩卷入，-條件階段B 作為對所述計(jì)算的轉(zhuǎn)矩估計(jì)高于第二限值的情形的響應(yīng)，控制所述交流電動機(jī)將所述系泊繩卷出，-階段C 等待預(yù)定時(shí)間間隔，重新計(jì)算所述轉(zhuǎn)矩估計(jì)并從所述階段A繼續(xù)。
8.一種用于控制系泊絞車的系泊繩張力的方法，所述系泊絞車包括用于卷繞系泊繩的絞筒、布置用于驅(qū)動所述絞筒的交流電動機(jī)以及布置用于向所述交流電動機(jī)提供電力的頻率轉(zhuǎn)換單元，其中所述方法包括基于所述系泊繩張力的指示器來控制(304)所述頻率轉(zhuǎn)換單元，其特征在于所述方法還包括-將所述交流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速的參考值設(shè)置為預(yù)定值， -釋放所述系泊絞車的制動器，-針對預(yù)定時(shí)間間隔在一個(gè)方向上驅(qū)動所述交流電動機(jī)， -定義所述電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩的第一值，-針對另一預(yù)定時(shí)間間隔在相反方向上驅(qū)動所述交流電動機(jī)， -定義所述電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩的第二值，以及 -使用所述轉(zhuǎn)矩的第一值和第二值來計(jì)算轉(zhuǎn)矩估計(jì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中所述方法包括-計(jì)算用于對所述交流電動機(jī)的定子磁通進(jìn)行建模的磁通空間矢量， -基于所述交流電動機(jī)的定子電流的空間矢量和所述磁通空間矢量來計(jì)算所述轉(zhuǎn)矩的第一值和第二值。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中作為對所述轉(zhuǎn)矩估計(jì)(221)變得低于第一預(yù)定限值 (H-)的情形的響應(yīng)，控制所述交流電動機(jī)將所述系泊繩卷入，以及作為對所述轉(zhuǎn)矩估計(jì)超過第二預(yù)定限值(H+)的情形的響應(yīng)，控制所述交流電動機(jī)將所述系泊繩卷出，所述第二預(yù)定限值大于所述第一預(yù)定限值。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中作為對在所述轉(zhuǎn)矩估計(jì)(221)變得低于第一預(yù)定限值 (H-)之后過去第一預(yù)定延遲(們)的情形的響應(yīng)，控制所述交流電動機(jī)將所述系泊繩卷入， 以及作為對在所述轉(zhuǎn)矩估計(jì)(221)超過第二預(yù)定限值(H+)之后過去第二預(yù)定延遲(dl)的情形的響應(yīng)，控制所述交流電動機(jī)將所述系泊繩卷出，所述第二預(yù)定限值大于所述第一預(yù)定限值。
12.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中所述方法包括以下用于完成周期系泊操作的連續(xù)階段-條件階段A 作為對所述計(jì)算的轉(zhuǎn)矩估計(jì)低于第一限值的情形的響應(yīng)，控制所述交流電動機(jī)將所述系泊繩卷入，-條件階段B:作為對所述計(jì)算的轉(zhuǎn)矩估計(jì)高于第二限值的情形的響應(yīng)，控制所述交流電動機(jī)將所述系泊繩卷出，-階段C 等待預(yù)定時(shí)間間隔，重新計(jì)算所述轉(zhuǎn)矩估計(jì)并從所述階段A繼續(xù)。
13.一種用于控制系泊絞車的系泊繩張力的計(jì)算機(jī)程序，所述系泊絞車包括用于卷繞系泊繩的絞筒、布置用于驅(qū)動所述絞筒的交流電動機(jī)以及布置用于向所述交流電動機(jī)提供電力的頻率轉(zhuǎn)換單元，其中所述計(jì)算機(jī)程序包括用于使可編程處理器基于所述系泊繩張力的指示器來控制所述頻率轉(zhuǎn)換單元的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序還包括用于使所述可編程處理器執(zhí)行以下操作的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令-將所述交流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速的參考值設(shè)置為預(yù)定值， -釋放所述系泊絞車的制動器，-針對預(yù)定時(shí)間間隔在一個(gè)方向上驅(qū)動所述交流電動機(jī)， -定義所述電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩的第一值， -針對所述預(yù)定間隔在相反方向上驅(qū)動所述交流電動機(jī)， -定義所述電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩的第二值，以及 -使用所述轉(zhuǎn)矩的第一值和第二值來計(jì)算轉(zhuǎn)矩估計(jì)。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施例公開了一種系泊絞車及用于控制系泊絞車的纜繩的方法。具體地，公開了一種電驅(qū)動的系泊絞車。該系泊絞車包括絞筒(101)、布置用于驅(qū)動絞筒的交流電動機(jī)(103)、連接到交流電動機(jī)的頻率轉(zhuǎn)換單元(104)以及布置用于基于系泊繩的張力的指示器來控制頻率轉(zhuǎn)換單元的控制單元(105)?？刂茊卧?105)布置用于將交流電動機(jī)(103)的轉(zhuǎn)速的參考值設(shè)置為預(yù)定值、針對預(yù)定時(shí)間間隔在一個(gè)方向上驅(qū)動交流電動機(jī)(103)、定義電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩的第一值、針對預(yù)定間隔在相反方向上驅(qū)動交流電動機(jī)(103)、定義電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩的第二值、以及使用轉(zhuǎn)矩的第一值和第二值來計(jì)算轉(zhuǎn)矩估計(jì)。
文檔編號B66D1/12GK102259804SQ20111012030
公開日2011年11月30日 申請日期2011年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月7日
發(fā)明者M·霍姆伯格, V·鄭 申請人:Abb有限公司