用于控制用于水闸的具有电机的水闸驱动装置的方法、运行电路、水闸驱动装置和水电厂.pdf

本发明涉及一种用于优选在水电厂(1000)中控制用于水闸(100)的、尤其用于滚动水闸的水闸驱动装置(200)的方法，其中驱动装置具有电机、尤其异步机(210)、尤其异步发动机/发电机。根据本发明提出，电机、尤其异步机(210)具有叶片式制动器(230)，其中方法具有下述步骤：对于显示出供电不足的情况，触发叶片式制动器(230)；自动运行电机、尤其异步机(210)，其中在发电机的孤岛运行中运行电机、尤其异步机，其中自动产生旋转场。

1.  一种用于优选在水电厂(1000)中控制用于水闸(100)的、尤其用于滚动水闸的水闸驱动装置(200)的方法，
其中驱动装置具有电机、尤其异步机(210)、尤其异步发动机/发电机，
其特征在于，
-所述电机、尤其异步机(210)具有叶片式制动器(230)，
其中所述方法具有下述步骤：
-对于显示出供电不足的的情况，触发所述叶片式制动器(230)；
-自动运行所述电机、尤其异步机(210)，
其中所述电机、尤其异步机以发电机的孤岛运行的方式运行，其中自动产生旋转场。

2.  根据权利要求1所述的方法，对于显示出供电充足的情况，所述方法还具有下述步骤：
-识别所述供电、尤其来自电网(600)和/或用于无中断的供电(USV)的设施的供电，其中所述电极、尤其异步机(210)借助供电运行。

3.  根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
尤其在显示出供电充足的情况下，所述异步机(210)以可变的转动速度运行。

4.  根据权利要求1至3中任一项所述的方法，
其特征在于，
尤其在显示出供电充足的情况下，尤其在对所述异步机(210)和/或变频器(712)进行电调节的条件下，运行所述异步机(210)，以缓慢地关闭所述水闸和/或经过用于所述异步机的电减速斜坡。

5.  根据权利要求1至4中任一项所述的方法，所述方法还具有下述步骤：
-识别紧急关闭情况；和/或
-识别不足的、尤其缺失的供电。

6.  根据权利要求5所述的方法，
其特征在于，
包括来自电网(600)的不足的供电和/或用于无中断的供电(USV)的设施的不足的供电。

7.  根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，尤其在显示出供电不足的情况下，尤其在没有供电的情况下，所述异步机(210)以不同的、尤其尽可能预设的固定的第一和第二转动速度运行。

8.  根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
在自动化地并且自发地提升所述叶片式制动器(230)、尤其所述异步机(210)的定子的转子的条件下触发所述叶片式制动器(230)。

9.  根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
在所述水闸(100)的闸板(110)的重力(G)的作用下，驱动所述异步机(210)，并且尤其经由激励电容器(731.1，731.2，731.3)的电容器装置(731)来产生旋转场。

10.  根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
尤其在所述叶片式制动器(230)负载接通的条件下，为所述异步机(210)经过至少一个控制和/或调节级、尤其第一控制和/或调节级(VS6)(优选作为制动级)和第二控制和/或调节级(VS7)(优选作为减速级)。

11.  根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
接入至少一个第一级(732)的负载电阻(732.1，732.2，732.3)，优选接入第一级和第二级(733)的负载电阻(733.1，733.2，733.3)。

12.  根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述异步机(210)至少在两个转速级中调节，尤其与电压相关地和/或与所述水闸的位置相关地选择第一转速级，和/或与电压相关地和/或与所述水闸的位置相关地选择第二转速级。

13.  一种用于优选在水电厂(1000)中控制用于水闸(100)的、尤其用于滚动水闸的水闸驱动装置(200)的运行电路(700)，
其中所述驱动装置具有电机、尤其异步机(210)，尤其异步发动机/发电机，其特征在于，
-电机、尤其异步机(210)具有叶片式制动器(230)，其中
-所述运行电路(700)具有尤其用于正常运行的第一控制支路和尤其用于紧急运行的第二控制支路，其中
-所述第二控制支路构成为，所述电机、尤其异步机以发电机的孤岛运行的方式自动运行，其中能够自动地产生旋转场，尤其借助用于第一控制和/或调节级(VS6)的至少一个第一级(732)的负载电阻和用于第二控制和/或调节级(VS7)的第二级(733)的负载电阻。

14.  一种优选在水电厂(1000)中用于控制异步机(210)的用于水闸(100)的水闸驱动装置(100)、尤其用于滚动水闸的滚动水闸驱动装置，
其特征在于，
-所述电机、尤其异步机(210)具有叶片式制动器(230)，
并且还具有：
-执行器单元(240)，所述执行器单元构成为，尤其在显示出供电不足的情况下实现所述叶片式制动器(230)的触发；
-用于控制用于所述水闸(100)的水闸驱动装置(200)的运行电路(700)，以自动地运行所述电机、尤其异步机(210)，
其中所述运行电路(700)构成为，所述电机、尤其异步机(210)以发电机的孤岛运行的方式运行，
其中能够自动地产生旋转场，尤其借助至少一个第一级(732)的负载电阻和至少一个第二级(733)的负载电阻产生。

15.  根据权利要求14所述的水闸驱动装置(200)，
所述水闸驱动装置还具有：
-信号指令单元(270)，所述信号指令单元构成为，识别和/或显示出紧急关闭情况。

16.  根据权利要求14或15所述的水闸驱动装置(200)，
其特征在于，
所述执行器单元(240)具有气体弹簧蓄能器(244)，借助于所述气体弹簧蓄能器能够触发所述叶片式制动器(230)的制动弹簧(250)。

17.  根据权利要求14至16中任一项所述的水闸驱动装置(200)，
其特征在于，
所述执行器单元(240)在蓄压器(241)和气体弹簧蓄能器(244)之间的执行器压力线路(242)中具有以通电的方式闭合并且以无电流的方式打开的调节阀(243)，尤其以操作所述叶片式制动器(230)的制动弹簧(250)。

18.  根据权利要求14至17中任一项所述的水闸驱动装置(200)，
其特征在于，
所述运行电路(700)尤其在第二控制支路(720)中具有多个激励电容器(731.1，731.2，731.3)和至少第一数量的能接入的负载电阻(732.1，732.2，732.3)。

19.  根据权利要求14至18中任一项所述的水闸驱动装置(200)，
其特征在于，
所述运行电路(700)尤其在第二控制支路(720)中具有第一数量的能接入的负载电阻(732.1，732.2，732.3)和第二数量的能接入的负载电阻(733.1，733.2，733.3)。

20.  根据权利要求14至19中任一项所述的水闸驱动装置(200)，
其特征在于，
所述运行电路(700)尤其在第二控制支路(720)中构成为，根据电压和/或根据所述水闸的位置接入第一级(732)的能接入的负载电阻和/或接入第二级(733)的能接入的负载电阻，尤其经由第一继电器和/或第二继电器或类似的电机保护器(721，722)。

21.  根据权利要求14至20中任一项所述的水闸驱动装置(200)，
其特征在于，
所述运行电路(700)构成为，尤其在第一控制支路(710)中，经由常规的控制供电装置、尤其电网(600)以能变的转动速度以电的方式控制异步机(210)。

22.  根据权利要求14至20中任一项所述的水闸驱动装置(200)，
其特征在于，
所述运行电路(700)尤其在第一控制支路(710)中不具有用于无中断的供电(USV)的设施。

23.  一种水电厂(1000)，具有根据权利要求14至22中任一项所述的用于水闸(100)的、尤其用于滚动水闸的水闸驱动装置(200)，以对电机、尤其异步机(210)进行控制，其中所述异步机(210)具有叶片式制动器。

用于控制用于水闸的具有电机的水闸驱动装置的方法、运行电路、水闸驱动装置和水电厂
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于优选在水电厂中控制用于水闸的、尤其用于滚动水闸的水闸驱动装置的方法，其中驱动装置具有异步机、尤其异步发动机/发电机。此外，本发明涉及一种用于控制用于水闸的水闸驱动装置的运行电路。此外，本发明涉及一种水闸驱动装置和一种水电厂。
背景技术
水电厂用于将水的势能转换成电能。对此将水库中截住的或流动的水经由泥砾捕集器和入口格栅沿流动方向输送给通常设置在涡轮管(例如抽吸管或压力管)中的涡轮机并且由此驱动涡轮机。离开涡轮机的水经由出口输送给其他的出水口。根据水库和出口之间的下降高度，在低压水电厂、中压水电厂和高压水电厂之间进行区分；下降高度在此通常能够位于1m和直至10m之间的范围中，在个别情况下甚至位于15m之上。根据下降高度，能够使用不同的涡轮机类型，如在EP 1 440 240 B1中描述的那样。与涡轮机的具体的实施方案无关地，已经证实的是，所述涡轮机应与负载相关地运行；例如，涡轮机的负载相关的运行能够通过下述方式实现：可变地调节涡轮机几何形状，例如通过改变涡轮机叶片的桨距角。但是，此外能够需要的是，识别紧急关闭情况并且为此关闭也设为用于保护水电厂的水闸；例如这能够涉及完全打开的涡轮机几何形状的情况，即使在正常运行或测试情况下也如此；例如在倾斜离开水流的涡轮机叶片(通道方式的涡轮机)的情况下。这也能够涉及真正的紧急情况；例如在可能对涡轮机不利地作用的泥砾进入的情况下或如果在水力发电机和/或水电厂的涡轮机出现技术问题的情况下应停止水流出。在该情况下，因此将紧急关闭情况非常普遍地理解成每个下述运行情况，在所述运行情况中，需要的或有意义的是，在涡轮机上游或在涡轮机的涡轮管的上游关闭水闸。
当前，尤其在水电厂中，将水闸普遍地理解成尤其在水电厂中的堤坝设施的一部分，所述堤坝设施具有可运动的保护设备、尤其具有闸板以调控穿过堤坝设施的水。闸板例如能够在堤坝柱石的凹槽中引导，所述堤坝柱石锚固在堤坝设施中。原则上，根据闸板是否在滑动轨道中是可运动的和/或借助于导向滚轮，如滚轮装置的滑轮或导轮引导，在滑动水闸和滚动水闸之间进行区分。将水闸驱动装置非常普遍地理解成下述驱动装置，所述驱动装置适合于与传动装置组合以直接地或经由滚轮装置，如滑轮或导轮的方式将闸板置于运动或阻止运动。
在尤其为紧急关闭情况的运行情况下有问题的是，一方面，保护设备，如闸板必须以相对高的重力快速地置于运动中。闸板的重力对于运动发起时首先虽然是基本上有利的，但是另一方面也克服通过重力产生的用于移动闸板的巨大的阻力。阻力尤其作为作用于闸板的引导的摩擦力，尤其此外由于水力引回。闸板能够具有从可能几吨至二位数的吨范围中的重力。
一方面，闸板或类似的保护设备在运行情况、如紧急关闭情况下在必要时最短的时间中能够抵抗惯性力并且尤其抵抗摩擦力而置于运动，以避免损害，尤其在最差的情况下避免水电厂的涡轮机设施的和/或水力发电机(尤其包括发电机或类似的水力发电机，尤其也包括可能的传动装置或类似的传动系组件和/或电流形成组件)的损坏。
但是，尤其，如果紧急关闭情况与不再为水闸驱动装置提供供电的情况重叠，那么闸板的运动和在上游对水闸驱动装置的控制能够是尤其关键的；尤其，所述情况对于下述情况证实为是有问题的：在水闸驱动装置中设有电机、即电发动机和/或发电机。因为在之前阐述的不具有供电的紧急关闭情况下，由于缺少供电，在水闸驱动装置中用于制动电机的措施仅受限地提供。
在这种情况下，因此预期的是，水闸的无阻碍地在紧急关闭情况下移入的闸板在撞击时间点会在闸板的引导装置的底部引起巨大的损坏；这是由于具有高的重量的撞击的闸板的惯性力。例如，30吨闸板在下降高度为10m时的力能够引起至少水闸的底部和引导装置以及可能闸板本身的毁坏。尤其，其在引导装置中的卡死也能够是不期望的结果。
因此，结果是，在紧急关闭情况本身中，在缺少供电的情况下，不仅确保闸板的快速的运动，而且此外确保对水闸驱动装置的适当的控制，以便防止水闸闸板在底部的无阻碍的撞击。
德国专利商标局在本申请的优先权申请中检索出下述现有技术：DE80 09 242 111 U1以及DE 893 920。
发明内容
从该点出发，本发明的目的是，提出一种方法和一种设备以控制用于水闸、尤其用于滚动水闸的具有异步发动机的水闸驱动装置，所述水闸在紧急关闭的情况下无源地、即尤其在没有供电的情况下、甚至在没有电网供电的情况下并且甚至在没有无中断的供电保障的情况下确保闸板的移入，并且在此同时防止，闸板无制动地或以其他方式不可控地停止。
因此，本发明的目的是，提出一种方法和一种设备以用于优选在运行中控制水闸驱动装置，所述方法和设备相对于现有技术是改进的，但是至少解决上述问题中的一个问题。至少应提出对在现有技术中已知的解决方案的一种替选的解决方案。尤其，应提出一种方法和一种设备，借助于所述方法和所述设备在紧急关闭情况下能可靠地并且同时安全地做出反应以避免其他损害。
涉及方法的目的通过权利要求1的方法来实现。根据本发明提出，异步发动机配设有叶片式制动器并且方法在识别到紧急状态之后根据本发明具有下述步骤：
-在显示出供电不足的情况下触发叶片式制动器(Lüfterbremser)，
-自动地运行电机，其中电机以发电机的孤岛运行的方式运行，其中自动地产生旋转场。
电机(发动机/发电机)尤其是异步电机。
优选地，为了应用在水闸驱动装置中设置异步发动机/发电机(异步机)。虽然异步机对于在水闸驱动装置中应用已经证实为原则上是有利的，因为所述异步机是鲁棒的并且相对少维护的；这尤其在于，无电刷 的运行方式是可行的。在三相异步发动机的情况下，作用方式基于旋转场，所述旋转场由异步发动机的固定部分的定子绕组、即定片或定子产生。在三相异步发动机的通过定子绕组实现的初级侧中存在旋转的鼠笼式转子(也称作为笼)，所述鼠笼式转子表示次级侧。出现的电流与转速相关。异步发动机的转子通常总是比初级侧的线圈上的旋转场更慢地转动。对异步机、尤其异步发动机的控制通常经由电机保护器进行。经由逆变器、例如变频器通过下述方式控制机器转速、尤其发动机转速：提高或减小频率。在例如为水闸驱动装置的设施中这是尤其有意义的，所述设施可能需要可变的转速，而不应使用可调节的传动装置。优选地，在水闸驱动设备中，也设有用于操作滚轮装置的传动装置，尤其具有至少一个转向滚轮，以用于移动水闸。
根据本发明的设计的方法证实为是能够足够可靠并且可同时执行的，尤其在不避免其他损坏的情况下，甚至对于缺少供电的情况也如此。有利地，尤其，如果缺少电网供电并且也不提供无中断的供电，那么在紧急关闭情况中甚至能够可靠地并且无损坏地执行该方法。
在一个尤其优选的改进方案的范围中，尤其在识别到紧急关闭情况之后，方法也具有下述步骤：识别不足的、尤其缺失的供电。尤其，能够识别电网电流的或电网电压的故障和/或无中断的供电的故障。无中断的供电的故障也能够通过下述方式得出：没有安装用于无中断的供电的设施(USV)，本发明的在此描述的设计方案的优点在于，有利地，不需要设置用于无中断的供电的设备(USV)，因为本发明的设计方案在紧急运行情况下在没有电网电流时或没有电网电压时也能够实现水闸驱动装置的安全的运行；这引起构件和成本节约。
本发明的思想也涉及根据权利要求13所述的运行电路，以优选在水电厂中用于控制用于水闸的、尤其用于滚动水闸的水闸驱动装置，其中驱动装置具有异步机、尤其异步发动机/发电机。根据本发明提出，
-电机、尤其异步机具有叶片式制动器(230)，其中
-运行电路具有尤其用于正常运行的第一电路支路和尤其用于紧急运行的第二电路支路，其中
-第二电路支路构成为，电机、尤其异步机以发电机的孤岛运行的方式 自动运行，其中能够自动地产生旋转场。
在一个尤其优选的改进方案中，能够自动地产生旋转场，尤其具有用于第一控制和/或调节级的至少一个第一级的负载电阻和用于第二控制和/或调节级的第二级的负载电阻。有利地，能够实现关于此方面不同的制动电阻。
本发明的设计方案也涉及权利要求14的水闸驱动装置。尤其地，水闸驱动装置构成为用于控制用于水闸的异步机，优选以用于滚动水闸的滚动水闸驱动装置的形式形成。
本发明的设计方案也涉及权利要求23的水电厂，所述水电厂具有上述类型的水闸驱动装置。在水电厂中，水闸驱动装置构成为用于控制用于水闸的、尤其用于滚动水闸的电机、尤其异步机，其中电机、尤其异步机具有叶片式制动器。
电机、尤其异步机根据本发明具有叶片式制动器并且还具有信号指令单元。信号指令单元有利地构成为，识别和/或显示出紧急状态、尤其还有供电电流的或供电电压的失效；
-执行器单元，所述执行器单元构成为实现叶片式制动器的触发，尤其在显示出缺失供电的情况下；
-运行电路，以自动运行异步机，其中运行电路构成为，异步机(作为异步发电机)以发电机的孤岛运行的方式运行，其中能够自动地产生旋转场。
本发明的有利的改进方案在从属权利要求中得出并且以各有利的可能性给出，使得在上文中阐述的设计方案在目的的范围中、以及关于其他的优点实现。
在一个改进的变型形式中，在识别到供电时，也能够应用所述方法。在该情况下，尤其，基于电流的措施适合于异步发动机的进而闸板的制动，例如异步发动机的反向电流制动、下降制动或再生制动或直流制动。
尤其在显示出供电充足的情况下提出：识别供电，尤其出自电网和/或用于无中断的供电的设施(USV)的供电，其中电机、尤其异步机借 助供电运行。因此，电机、尤其异步机能够借助可变的转动速度运行，尤其在显示出供电充足的情况下如此。尤其对于所述情况能够提出，电机、尤其异步机运行用于缓慢地关闭水闸和/或经过用于异步机的电减速斜坡。这尤其适用于显示出供电充足的情况，尤其在对异步机的和/或变频器进行电调节的条件下。
附加地或替选地，不仅在识别到不足的、尤其缺失的供电的情况下，例如出自电网的供电不足和/或用于无中断的供电的设施(USV)的供电不足，尤其附加地在识别到紧急情况的情况下提出，在调节和/或优选控制叶片式制动器的条件下经过用于异步电动机的电机的减速斜坡。当然，能够提出本身已知的叶片式制动器。尤其在一个改进方案的范围中，提出叶片式制动器，使得在无电压的状态下机械地保持异步发动机/发电机或类似的电机。例如，对此制动弹簧将转子在摩擦衬片上的可轴向运动的锚固盘按压到定子。例如，能够将制动力矩经由摩擦衬片承载件的或啮合的从动盘的配合弹簧连接装置传递到轴上。如果将直流电压施加到制动线圈上，那么对具有制动衬片的锚固盘通风，使得发动机能够加速运转。对叶片式制动器的所述示例性的描述仅用于说明可能的叶片式制动器作用原理，本发明不局限于叶片式制动器的特定的实施方式。
在方法的一个优选的改进方案中，在识别到紧急情况的条件下，在自动地并且自发地提升叶片式制动器的情况下实现叶片式制动器的触发。尤其，在水闸、尤其闸板的重力作用下，异步发动机能够被驱动/例如其中在导向滚轮的拉伸绳(Zugstrang)上拉动闸板，并且将拉伸绳的力经由传动装置传递到异步机上。具体地，在水闸的闸板的重力的影响下，能够驱动异步机。尤其，这能够经由激励电容器的电容器装置进行。在该情况下，异步发动机或类似的电机自动地以发电机的孤岛运行的方式产生旋转场。
尤其，甚至在供电不足的情况下，异步机或类似的电机能够以不同的、尤其尽可能预设的固定的第一和第二转动速度运行，尤其在显示出供电不足的情况中如此，尤其在没有供电的情况下运行。具体地，在叶片式制动器的负载连接的情况下，为异步机经过至少一个控制和/或调节级，尤其第一控制和/或调节级作为制动级并且第二控制和/或调节级作为停止级。
尤其优选地，异步机的制动(在以孤岛运行的方式运行的异步发电机的情况下)通过接入第一级的负载电阻进行。异步机的制动调节尤其能够根据电压和/或根据水闸的位置进行。已经证实为尤其优选的是，异步机至少以两个转速级调节。对此，已经证实为有利的是，第一级和第二级的负载电阻根据电压和/或根据水闸的位置接入，尤其接入第一级和第二级的负载电阻。
在水闸驱动装置中，已经证实为尤其有利的是，执行器单元具有气体弹簧蓄能器，借助于所述气体弹簧蓄能器，可触发叶片式制动器。优选地，执行器单元对此在气体弹簧蓄能器和叶片式制动器之间的执行器压力线路中具有电流闭合的(即在常规运行中具有电网供电或具有出自无中断的电流电路中的供电)调节阀。因为借此调节阀无电流地打开，所以执行器单元通过打开无电流地打开的调节阀在气体弹簧蓄能器和叶片式制动器之间的执行器压力线路中保证将气体压力输送给叶片式制动器。在气体压力下，叶片式制动器能够抵抗叶片式制动器的制动弹簧的弹力自动地并且自发地打开进而释放电机的转子以用于在定子中旋转；即用于产生旋转场。
优选地，运行电路具有多个电容器和至少第一数量的可接入的负载电阻。多个可接入的负载电阻优选能够根据电压和/或根据水闸的位置接入，尤其能够单独的或数量为两个、三个或更多个负载电阻单独地或成组地接入。优选地，在电容器和负载电阻之间能够设置有电机保护器，以便优选根据电压和/或根据水闸的位置接入多个可接入的负载电阻。原则上，对电压相关性和/或位置相关性替选地或附加地，能够建立用于接入的相关性的其他机构(例如时间控制装置或其他相关性调节或控制机构)，以便实现用于水闸的制动电阻，尤其在接入多个可接入的负载电阻的情况下。电机保护器优选对此具有电控制线路和电负载线路，尤其作为三相线路。
在本发明的一个尤其优选的改进方案中提出，运行电路具有控制装置，所述控制装置构成为接入第一数量的可接入的负载电阻和/或第二数量的可接入的电阻，尤其根据电压和/或根据水闸的位置和/或根据其他的相关机构接入。该改进方案已经识别出，水闸的闸板的移入尤其有利地设有两级或多级控制装置和/或调节装置。第一级的控制装置和/或 调节装置尤其能够设计成用于，将闸板尤其快速地置于运动。第二级的控制装置和/或调剂装置能够优选地设计成用于，有效地实现闸板的制动。
因此，用于异步机的电机的减速斜坡能够设计成，使得对于闸板的大部分路径，第一数量的可接入的负载电阻确保水闸驱动装置的尽可能有效的驱动进而确保闸板的尽可能有效的移入。对于小部分路径，用于异步机的电机的减速斜坡能够构成为用于，尽可能有效地制动水闸驱动装置进而尽可能有效地确保闸板的制动。例如，路径的大部分能够总计在闸板的移入路径的50％和95％之间。例如，路径的小部分能够总计在闸板的移入路径的50％和5％之间。
附图说明
现在，本发明的实施例下面根据附图与同样部分示出的现有技术相比地描述。所述附图应不一定按照比例地示出实施例，更确切地说，用于阐述的附图以示意的和/或轻微变形的形式构成。在补充可从附图中直接得知的教导方面，参考相关的现有技术。在此，要考虑的是，能够进行涉及实施方式的形式和细节的多个修改和改变，而不偏离本发明的普遍思想。本发明的在说明书中、在附图中、以及在权利要求中公开的特征能够不仅单独地、并且以任意的组合的方式对于本发明的改进方案而言是重要的。此外，由至少两个在说明书、附图和/或权利要求中公开的特征组成的全部组合落入本发明的范围中。本发明的普遍思想不局限于在下面示出并且描述的优选的实施方式的精确形式或细节或者不局限于与在权利要求中要求保护的主题相比局限的主题。在给出的设计范围中，位于所述极限之内的值作为边界值公开并且能够任意使用并且可要求保护。本发明的其他的优点、特征和细节从下面对优选的实施例的描述中、以及根据附图得出；所述附图示出：
图1示出水闸和水闸驱动装置的示例性的视图，其中水闸构成为水电厂中的堤坝设施的滚动闸；
图2示意地示出具有滚动水闸和异步机的水闸驱动装置，所述异步机具有叶片式制动器，以及能够与水闸驱动装置的一个优选的实施方式的信号指令单元、执行器单元和运行电路连接；
图3示出根据一个优选的实施方式的水闸驱动装置的概览，其具有运行控制装置的第一部分以用于借助电网上的供电常规地运行异步机，然而根据该优选的实施方式不具有无中断的供电，以及具有运行控制装置的第二部分，其无源地构成为用于可靠的和无损害的工作方式，其中为用于运行控制装置的第二部分设置信号指令单元、执行器单元和第二电流支路；
图4示出用于在识别到紧急关闭情况的情况下控制用于水闸的具有异步机的水闸驱动装置的方法的一个优选的实施方式的流程图。
具体实施方式
图1局部地示出用于在图2中详细示出的水电厂1000的滚动水闸的示例性的构造。为了示出水闸100(在此为滚动水闸)，堤坝在传输滚动机构130上具有在闸座120中的闸板110。闸座120具有第一支承轨道121和第二支承轨道122，所述第一支承轨道和第二支承轨道构成为具有槽以分别用于构成滑动轨道；闸板110在两侧滑动地支承在第一和第二支承轨道121、122的槽中。闸板110由图2的滚动机构130的拉伸绳131保持，其中拉伸绳131(在此以绳索的方式存在)由闸板110经由导向滚轮(即经由转向滚轮132并且经由在传输滚动机构130的支架101上的绳索卷筒133)引导。绳索卷筒经由传动装置220由水闸驱动装置200的异步机210驱动，其中异步机210与叶片式制动器230相关联。对此，图1示出呈滚动水闸的形式的水闸100的传动装置220的异步机210和具有拉伸绳131的绳索卷筒133。
闸板110能够具有非常大的在吨范围中的重量(在此例如当前为32吨的重量)，并且在闸座120的引导装置中的下降高度能够为多米、例如直至10m或15m。当闸板110在图1中示出的下部的位置中(即在关闭情况下)无衰减碰撞的情况下，至少闸板110和其支承装置会毁坏，这在最坏的情况下使水闸100不可用；因此，提出用于闸板110在下部位置中无源的并且同时受控的运动和制动的适当的机构。
滚动水闸的紧急关闭能够在穿过水轮机的危险的情况下得出(例如即在涡轮机轮叶或涡轮机叶片等向外倾斜的情况下)。另一个可能性较小的情况能够是面临异物的进入，例如在下述情况下为出自泥砾的异 物：所述泥砾应已经越过泥砾捕集器或入口格栅。以在图1中示出的形式或在图2中示出的形式的水闸100能够直接地如所示出的那样设置在示意地示出的涡轮机400的涡轮管的上游。在此，滚动闸的闸板110用作为在水电厂1000的出水口500的上游的闸阀。然而，水闸100也能够在涡轮管上游的位置中、例如作为格栅系统的一部分或作为泥砾捕集器的一部分(在此没有示出)形成。
继续参考图2，在那里详细地示意示出具有闸板110的闸座120的引导装置在拉伸绳131上的前部部分和后部部分123、124。闸板110又在下部位置(在此为紧急关闭位置)中示出，即平放在下部的限界装置301上并且在涡轮机400的上游贴靠涡轮管300的上部的限界装置302。对于直接在下部的限界装置301上方的下部的下降区域B10的路段，提出尤其根据另一个实施方式阐述的第二调节区域以用于借助滚动闸驱动装置200来制动闸板110。对于位于移动区域B90之上的路段，借助水闸驱动装置200的控制装置和/或调节装置的在此进一步描述的优选的第一部分进行调节。
继续参考图2，除了可作为发动机或发电机运行的具有可变转速n的异步机和传动装置220之外，水闸驱动装置200也具有与异步机210相关联的叶片式制动器230，所述叶片式制动器与异步机210的转子位于共同的轴201上。具体地，叶片式制动器230在该实施方案中通过下述方式形成：异步机210的转子能够以摩擦配合的方式与异步机210的定子连接。提出，执行器单元240抵抗制动弹簧250的力作用；这经由适合的连接机构260进行。制动弹簧250具有下述效果：在没有操作执行器单元240的情况下，异步机210的转子摩擦配合地与定子以力配合的方式处于摩擦配合。在没有操作执行器单元240的情况下，叶片式制动器230接合并且异步机210被固定。
在图2中没有示出的第一保持状态下，闸板110在释放涡轮管300以使涡轮管300由水500穿流的条件下保持在上部的位置中，使得驱动涡轮机400。叶片式制动器不需要吸收闸板110的重力；所述闸板能够通过其他的、在此没有详细示出的构造机构锁紧和/或保持。
通过在图2中示出的第一箭头表示保持位置P1。经由在图2中示出的第二箭头，在执行器单元240释放叶片式制动器230之后，闸板110 能够转换到第二固定状态中(如其在图2中示出的那样)即转换到下部的保持位置HP2中。对此，由于执行器单元240对制动弹簧250的力作用，撤回叶片式制动器250施加到转子上的压力，以示出转子和定子之间的摩擦配合。在该情况下，异步机210的转子能够在定子中转动，更确切地说沿发电机运行的方向根据用于自动产生旋转场的转速n转动。
在图3中详细地示出水闸驱动装置200的作用方式。对此，详细地参考具有相同的附图标记的相同的或相似的功能的特征或者相同的或相似的特征，使得关于这些附图标记参照上述描述。
在图3的实施方式的当前情况下，执行器单元240具体地构成为具有蓄压器241，所述蓄压器能够经由执行器压力线路242和设置在其中的调节阀243朝向气体弹簧蓄能器244打开。设有信号指令单元270，经由信号线路271将紧急关闭情况的信号提供给调节阀243的控制接口243.1。控制接口243.1例如能够是使调节阀243的阀活塞243.2运动的磁性线圈。如果气体弹簧蓄能器244由压力介质加载，其能够触发制动弹簧250；这具有反向于制动弹簧250的压力DK的反压力GK。因此，转子能够在异步机210的定子中引导至可运动的位置并且在其中运动，这相应于触发叶片式制动器230。
滚动闸驱动装置200的机械的作用原理如下得出。绞盘系统、在此作为导向滚轮的传输滚动机构130的绞盘系统由拉伸绳131馈送给绳索卷筒。绳索卷筒由水闸驱动装置200驱动，即完全由异步机210驱动，所述异步机以作为发动机工作的方式驱动传动装置220并且此外驱动转向滚轮133。因此，滚动闸的闸板110能够用作为用于水流500的或水电厂1000的涡轮管300的封闭装置。
在常规运行中，电网600提供用于示出三相电流I，所述三相电流在此借助用于三个相I₁、I₂、I₃的线路示出。在没有无中断地供电的情况下并且仅经由运行电路700的第一部分中的变频器712，能够将电流经由第一电流支路710输送给异步机210。在继电器或类似的(在此呈正常运行保护器的形式的)电机保护器720无能量的状态下，电流线路I的相I₁、I₂、I₃与异步机210电连接，使得能够驱动所述异步机。正常运行保护器720为此位于用于经由变频器712连接至电网线路711的电 支路线路713中；这是正常运行保护器的无能量的(即无牵引)的状态。变频器712是具有制动电阻的三相变频器。现在能够提出无中断的供电设施；这例如用于在三相情况下的400V的运行电压，其具有相应的数量的电池和旁路。叶片式制动器230能够如当前那样经由制动压力作用，所述制动压力经由制动弹簧250的制动弹簧力提供。
在正常运行保护器720的没有控制电流加载的状态下，所述正常运行保护器打开并且将电支路线路713断开。相应的控制信号线路720通向正常运行保护器720。所述状态对应于异步机210在没有供电的情况下的状态，这是电网600的供电或在此原则上没有提出、但是在个别情况下存在的无中断的供电装置USV的供电。异步机210能够在例如400V并且频率例如在3Hz和50Hz之间的情况下在相应的交变电压下运行。在运行电路700的设为用于紧急运行的第二部分中，运行电路700在第二电流支路730中设计成用于特殊方式的发电机的孤岛运行。在孤岛运行中，异步机210设计用于发电机在孤岛运行中的运行。
水闸100的闸板110的重力G在上述触发叶片式制动器230的情况下产生异步机210的转子在定子中的转动运动进而用于驱动装置200的控制装置和/或调节装置的自给。激励电容器的电容器装置731、第一装置732、又用于三个相I₁、I₂、I₃的多个负载电阻和又用于电紧急运行线路714的三个相I₁、I₂、I₃的负载电阻的第二装置733能够经由适当的用于紧急运行部分730的负载保护器接入。第一负载保护器例如能够借助通过激励电容器的无功功率和旋转场产生的控制电流接通。第二紧急运行保护器716同样能够经由旋转场和这样产生的作为控制电流的电流接通。相应的控制信号线路721’、722’通向紧急运行保护器721、722.
原则上，异步机210在孤岛运行中作为发电机在受限的条件下、即在没有连接在电网600的情况下例如作为紧急电源运行。孤岛运行的一个优选的可能性是作为自励的异步发电机运行的可能性。在没有连接到外部的能够为磁化提供电感性的和/或电容性的无功功率的三相电网600的情况下，无功功率能够通过并联连接的电容器电池731提供，所述电容器组本身输出电容性的无功功率；尤其发动机产生电感性的无功功率。
在孤岛运行的情况下，频率通过变频器712尤其恒定地预设。电压 幅值能够在考虑最大支路电流幅值的条件下调节。在过载的情况下，电压幅值在需要时能够降低。借助适当的调节或控制电子装置，能够借助于异步发电机执行高品质的孤岛运行，如在此提出的那样。对此，激励电容器731.1、731.2和731.3的数量、可接入的负载电阻732.1、732.2、732.3的第一数量和可接入的负载电阻733.1、733.2、733.3的第二数量对于第二电流支路730的第一、第二和第三相分别是三个。
原则上，在电网600上在第一电流支路710的运行电路的第一部分中不要求无中断的供电；在此示出的实施方式的优点在于：所述无中断的供电不是必要的。原则上，使用无中断的供电装置(USV)，以便在电网600中发生干扰的情况下，保证关键电负载的供给。同样，在无中断的供电装置USV的简单的实施方案中，供电能够在短的时间段中、例如在几毫秒中中断，所述时间段能够在没有功能损失的情况下被所连接的消耗器容忍。
图4详细示出用于水闸驱动装置200的经由运行电路700或具体地经由运行电路700的第二部分的紧急关闭控制方法的流程，即利用第二电路分支730的紧急运行电路。
在方法开始时在第一步骤VS1中，运行电路700处于正常运行中，即正常运行保护器720是电流加载的进而是闭合的，如在图3中示出的那样。异步机210能够经由电网600的供电借助变频器712和正常运行保护器720运行。如果在第二方法步骤VS2中识别出紧急关闭情况，那么原则上水闸驱动装置200的操控经由变频器712在从电网600供电的情况下进行。在正常运行中，经由变频器721以不同的和必要时可变的速度工作；这例如用于以加速斜坡和减速斜坡缓慢地提升闸板110或者用于以加速和减速斜坡缓慢地降低闸板。原则上，在可用的电网600中，能够借助有针对性的减速斜坡执行紧急关闭。这例如也能够通过异步机210的发电机的运行包括常见的制动方法。
如果如在另一个方法步骤VS3中对此识别出的，出自电网600的供电是不可能的(Y-路径)，那么水闸驱动装置200的当前的控制方法提供下述优点：所述方法能够无源地实现。即水闸驱动装置200的控制方法在没有来自电网600的外部的能量供给并且也没有来自除了变频器712之外可能存在的无中断的供电装置USV的能量供给的情况下也能 够执行。
在图3中示出的实施方式的变型形式中，能够设置USV；然而，在此介绍的无源的方法提供下述优点，能够省去成本耗费的无中断的供电设施。
如果通过方法步骤VS2、VS3的概述得到下述情形，即使在没有供电的情况下也需要水闸100的紧急关闭，那么这能够通过信号指令单元270识别和显示出。在第四方法步骤VS4中，通过示例性前述的执行器单元240能够触发叶片式制动器230。
在该情况下，根据闸板110的重力G触发对作为发电机的异步机210的驱动，因此在方法步骤VS5中，借助于激励电容器731.1、731.2、731.3的级731产生旋转场。控制电流线路720’中的相应的电压和借此产生的控制电流能够用于在一定程度上打开正常运行继电器720，使得所述正常运行继电器在构成为无能量牵引的继电器的情况下不会自动地打开。
设置在控制电流线路721’中的控制电流能够与电压相关地和/或与水闸的位置相关地或者在第一转速n的情况下接入负载电阻732.1、732.2、732.3；这例如以便适当地制动在路段的50％和95％之间移入的闸板110，即在图2中示出的移动区域B90中。
在仍继续升高的更高的转速n+或在第二控制电压线路722’中达到的第二控制电压的情况下，能够接通第二紧急保护器722，以便接入第二级733的负载电阻733.1、733.2、733.3。附加地或替选地，滚动闸的位置对接通能够是决定性的。这能够在更陡的第二减速斜坡中引起闸板110在图2中示出的下降区域B10中的明显的剩余制动。因此，在方法步骤VS6中，第一减速斜坡能够经由负载电阻的第一单元732实现，并且在方法步骤VS7中，第二减速斜坡经由负载电阻的第二单元733实现。因此，在紧急运行中，经由运行电路的第二部分、即经由第二电流支路730，能够无源地经过第一和第二减速斜坡。由此，闸板110的可靠的制动即使在没有电网的情况下和/或没有变频器的情况下也能够实现；闸板110的无源的移动也能够经由在上文中阐述的执行器单元240借助无电流地打开的调节阀243实现。
在即使在紧急关闭情况下也存在的来自电网600的供电的情况下和 在变频器712(N路径)正常运转的情况下，能够同时执行方法步骤VS4和VS5。然而，闸板110的移入能够以电流控制的方式在方法步骤VS9中进行。方法在闸板移入的情况下在步骤VS8中结束。