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福建水口电站是福建省最大的水电站,装机容量达到140万千瓦。其水口水电站坝顶门座式起重机位于水口大坝坝顶,设计规格为2×160/32t双向门式起重机。坝顶门机属于特种设备,由于常年户外工作运行,且日常运行繁重,门机调速系统逐渐出现调速困难,精度下降现象。论文结合水口水电站坝顶双向门座式起重机调速系统技术改造的工程项目,利用变频技术、可编程控制器(PLC)技术和触摸屏控制技术,对目前的门机主起升转子串电阻调速系统进行变频调速的改造应用研究。本文研究的主要内容如下:1、论文在分析了水口水电站门座式起重机的门机机构与负载特点的基础上,对目前的门机主起升转子串电阻调速系统所存在的缺点进行了分析;2、为提高水口水电站门机电控系统的可靠性,结合水口水电站坝顶门机的状况,针对项目改造的总体要求与改造技术标准,对各运动机构进行变频调速改造,分析了变频改造可行性,提出了水口水电站门机变频调速系统的总体改造方案;3、根据项目技术改造的实际需求,对坝顶门机变频器进行了选型分析,分析了所选西门子变频器的主体结构,对门机变频调速系统的变频器进行了设备选型和配置设计,对主起升变频电机进行选择,并对变频调速系统的主起升制动电阻值进行了分析计算:4、设计了坝顶门机变频调速系统的PLC控制器和主起升电机变频调速控制系统,包括系统的硬件电路设计、控制系统的逻辑设计和控制系统软件的组态设计;5、探讨了水口水电站门机变频调速系统的实际工程实施问题,对整个调速系统进行试验与调试,并给出变频器主要参数设置与维护等工程应用说明。应用所设计的变频调速控制系统进行变频调速,门机各运行机构在启动、制动和换挡过程连续平稳、无冲击,尤其是在低档位运行时反应灵敏,与传统的串电阻调速相比具有明显节能效果,大大提高了系统的工作效率与安全性。