【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及水下裝備，尤其涉及一種水下電機控制系統及方法。
技術介紹
1、目前深海rov、埋設犁、挖溝機和采礦車等遠程遙控水下裝備水下動力主要由電機驅動液壓泵為液壓推進器和液壓工具提供動力源，由電機驅動水泵等形成開溝作業工具，由電機直接驅動螺旋槳形成水下推力源。而水下電機通常由水面由變頻器、軟啟動或接觸器接觸變壓器升壓后臍帶纜供電。其中在工業上變頻器是驅動控制水下電機的有效手段，達到快速響應、調速和節能目前。由于距離遠，水面變頻器無法低延時獲取水下電機的速度、端電壓信息，以及低延時獲取水泵、液壓泵機構的壓力和流量信息，實現對水下電機的高效調速和節能控制。另一種方案是采用將水面變頻器移至水下實現對電機的就地控制，但將解決電能傳輸和水下變頻器抗水壓問題，也大大增加水下設備重量。
2、目前水下電機和其控制主要存在以下問題：
3、1)水下電機沒有端電壓、轉速編碼器和轉速測量裝置，難以實現水面變頻器的閉環控制。
4、2)現有水下液壓泵或水泵壓力、電機油溫等信息采用抗油壓pcb板控制器采集，通過電通信接口如rs485，接入水下通信轉接板，由水下光纖轉換母單元控制器處理，通過臍帶纜中光纖傳輸至水面，由水面纖轉換母單元控制器處理，再由水面通信轉接板復原為水下的電通信接口信息，如復原為rs485接口，再由控制器或變頻器采集或轉換獲取。如果轉速和電壓也采用該方法采集，整個采集和處理時效性差，將難以達到水面變頻器控制需求。
5、3)水面變頻器通過采用低壓變頻器，需要接升壓變壓器后通過臍帶纜動力線在接水
6、4)多個水下電機同時需要控制需要多個水下采集模塊，將增加水下光纖通道資源的消耗。
7、5)單一的串口通信中某一環節斷開影響整體的可靠性。
技術實現思路
1、本專利技術實施例的主要目的在于提出一種水下電機控制系統及方法，實現了水下機器人電機的穩定功率控制和整體節能。
2、本專利技術的一方面提供了一種水下電機控制系統，包括：
3、設置于水面上的水面整流單元、水面逆變單元、水面控制器、水面光處理單元及水面pod供電單元；
4、設置于水面下的水下電機單元、水下pod及水下pod供電單元，所述水下pod包括水下光處理單元；
5、所述水面整流單元用于接入船用交流電源，并將船用交流電源轉換為直流電源發送至所述水面逆變單元和所述水面控制器；
6、所述水面控制器用于控制多個串聯的所述水面逆變單元，將直流電源轉換為交流電源，并發送至所述水下電機單元，所述水面逆變單元與所述水下電機單元一一連接；
7、所述水下pod用于對多個串聯的所述水下電機單元進行供電分配和監測；
8、所述水面光處理單元與所述水面控制器連接，且通過所述水下光處理單元與所述水下pod連接；
9、所述水面pod供電單元用于接入船用交流電源并通過所述水下pod供電單元與所述水下pod連接。
10、根據所述的水下電機控制系統，其中水面逆變單元包括逆變器、正弦波濾波器、升壓變壓器、三相輸出電流傳感器、三相輸出電壓傳感器、電流電壓光纖采集板、逆變器驅動器及逆變器光纖控制器；
11、所述逆變器用于接入直流側輸入的直流電源，所述逆變器、所述正弦波濾波器、所述升壓變壓器、所述三相輸出電流傳感器依次相連；
12、所述逆變器驅動器、所述逆變器光纖控制器、所述電流電壓光纖采集板及所述三相輸出電壓傳感器依次相連，所述逆變器驅動器與所述逆變器連接，所述電流電壓光纖采集板連接所述三相輸出電流傳感器；
13、所述三相輸出電壓傳感器和所述三相輸出電壓傳感器接入交流測輸入，其中交流測輸入用于輸出三相交流電源。
14、根據所述的水下電機控制系統，其中水面逆變單元還包括：
15、所述正弦波濾波器用于將所述逆變器輸出的矩形波過濾為正弦波；
16、所述升壓變壓器用于將所述正弦濾波器的輸出電壓變換為用于水下電機傳輸的高壓電；
17、所述三相輸出電流傳感器用于測量所述升壓變壓器輸出的電流值，所述升壓變壓器輸出的電流值用于水面主控制器的跟蹤電流控制；
18、所述三相輸出電壓傳感器用于測量所述升壓變壓器輸出電壓值，所述升壓變壓器輸出電壓值用于水面控制器的跟蹤電壓控制；
19、所述電流電壓光纖采集板用于采集三相電流和三相電壓，通過光纖實時傳輸三相電流和三相電壓；
20、所述逆變器光纖控制器用于根據水面控制器的控制指令，將運行數據反饋至水面控制器，所述逆變器光纖控制器采用光纖接口進行串行通信；
21、所述逆變器光纖控制器用于執行主控制器的控制指令，所述逆變器光纖控制器的輸出光纖接口采用串行通信。
22、根據所述的水下電機控制系統，其中還包括：
23、所述水面pod供電單元與所述水下pod供電單元采用臍帶纜連接；
24、所述水面逆變單元與所述水下電機單元采用臍帶纜連接。
25、根據所述的水下電機控制系統，其中水下電機單元包括水下電機、水下速度傳感器、水下三相電壓傳感器及水下光纖采集板；
26、所述水下電機和水下三相電壓傳感器用于接入三相進線；
27、所述水下電機采用水下永磁同步電機或水下異步機，包括繞組溫度pt100、油溫溫度pt100、軸承溫度pt100及水分傳感器，用于測量繞組溫度、油溫、軸承溫度及水分信號；
28、所述水下速度傳感器與所述水下電機和所述水下光纖采集板連接，用于采集轉速信號；
29、所述水下三相電壓傳感器與所述水下光纖采集板連接，用于采集電壓信號；
30、所述水下光纖采集板將電壓信號、繞組溫度、油溫、軸承溫度、水分信號及轉速信號通過水下光處理單元送至水面光處理單元，多個所述水下光纖采集板采用波分復用方式進行兩路光纖的信號傳輸。
31、根據所述的水下電機控制系統，其中水面光處理單元用于將臍帶纜單根光纖分解為多路特定波長的光纖信號，其中多路特定波長的光纖信號用于與所述水下光纖采集板組成通信環路，通過通信環路對水下電機進行串行雙向通信。
32、根據所述的水下電機控制系統，其中水下pod還用于：
33、通過水面pod供電單元將船用交流電源升壓后進行傳輸，還用于根據水面控制器控制進行上電和斷電處理；
34、通過所述水下pod供電單元進行連接分配，并將供電高壓降壓為控制供電。
35、根據所述的水下電機控制系統，其中水面整流單元采用全控可調整流器，所述水面整流單元采用直流母線方式對水下電機單元進行供電。
36、本專利技術的實施例還公開了一種水下電機控制方法，包括：
37、通過控制指令啟動水面整流單元本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種水下電機控制系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的水下電機控制系統，其特征在于，所述水面逆變單元包括逆變器、正弦波濾波器、升壓變壓器、三相輸出電流傳感器、三相輸出電壓傳感器、電流電壓光纖采集板、逆變器驅動器及逆變器光纖控制器；
3.根據權利要求2所述的水下電機控制系統，其特征在于，所述水面逆變單元還包括：
4.根據權利要求1所述的水下電機控制系統，其特征在于，還包括：
5.根據權利要求1所述的水下電機控制系統，其特征在于，所述水下電機單元包括水下電機、水下速度傳感器、水下三相電壓傳感器及水下光纖采集板；
6.根據權利要求5所述的水下電機控制系統，其特征在于，所述水面光處理單元用于將臍帶纜單根光纖分解為多路特定波長的光纖信號，其中多路特定波長的光纖信號用于與所述水下光纖采集板組成通信環路，通過通信環路對水下電機進行串行雙向通信。
7.根據權利要求1所述的水下電機控制系統，其特征在于，所述水下POD還用于：
8.根據權利要求1所述的水下電機控制系統，其特征在于，所述水面整流單元采用
9.一種根據權利要求1-8任一所述系統的水下電機控制方法，其特征在于，包括：
10.根據權利要求9所述的水下電機控制方法，其特征在于，所述負載敏感控制包括：
...【技術特征摘要】
1.一種水下電機控制系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的水下電機控制系統，其特征在于，所述水面逆變單元包括逆變器、正弦波濾波器、升壓變壓器、三相輸出電流傳感器、三相輸出電壓傳感器、電流電壓光纖采集板、逆變器驅動器及逆變器光纖控制器；
3.根據權利要求2所述的水下電機控制系統，其特征在于，所述水面逆變單元還包括：
4.根據權利要求1所述的水下電機控制系統，其特征在于，還包括：
5.根據權利要求1所述的水下電機控制系統，其特征在于，所述水下電機單元包括水下電機、水下速度傳感器、水下三相電壓傳感器及水下光纖采集板；
6.根據權利要求5所述的水下電機控...
【專利技術屬性】
技術研發人員：涂紹平，張定華，宋俊輝，朱迎谷，張中華，盧倪斌，王鴻飛，于會民，郭園園，王勇，
申請(專利權)人：上海中車艾森迪海洋裝備有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。