船舶电气设备ppt课件

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1、.,9.1 船舶甲板机械的特点及驱动与控制方法,本章内容：,9.2 起货机的电力拖动与控制的基本要求,9.3 起货机的电力拖动控制线路,9.4 锚机和系缆设备的电力拖动与控制的基本要求,9.1 船舶甲板机械的特点及驱动与控制方法,9.1.1 甲板机械的特点、驱动及控制,1）电动甲板机械,（1）甲板机械工况特点,（2）调速要求,（3）工作可靠性要求,（4）对电气设备的要求,2）液压甲板机械,9.1.2 船舶电力拖动系统的分类,9.2 起货机(cargo winch)的电力拖动与控制的基本要求,9.2.1 船舶起货机的类型及特点,负载变化大，短时间内不断重复循环：吊货、移动、落货、空钩返回，每个循

2、环所吊的货物重量不尽相同。,一、起货机的类型：,1. 吊杆式起货机（双杠杆式、单杠杆式） 2. 回转式起货机（克令吊）,按形式分类：,二、特点：,9.2.2 电动起货机的结构和运行特性,1）吊杆式起货机,单吊杆式起货机,三台电动机： 升降绞车1：货物提升或下降； 变幅绞车2：控制吊杆的升降； 回转绞车3：控制吊杆的回转。,两个主令控制器： 一个控制货物的提升和下放； 另个控制吊杆的升降和回转。,9.2.2 电动起货机的结构和运行特性,2）吊杆式起货机,双吊杆式起货机,两台电动机，两个主令控制器。,作业时 一根吊杆3放在货舱口上方 另一根吊杆4则伸出船舷之外 两根吊杆上的吊货索7、8均与吊货钩相

3、连并各由一部起货机带动装卸货时，吊杆位置固定不动，只需操作两部起货机，相应改变两根吊货索的长度，即可自船舱或码头起卸货物,9.2.2 电动起货机的结构和运行特性,2）回转式起货机(crane),结构特点： 起货绞车、变幅绞车、回转绞车以及吊杆和索具等已被组装在一个共同的回转座台上。作业时，各组成部分随座台一起回转。,9.2.3起货机对电力拖动控制的基本要求,1）提高生产率。GD2惯量小，重载低速轻载高速,2）对调速范围的要求。调速范围广,3）对电动机形式的要求。 防水式、重复短时工作制、过载性好，起动力矩大、机械特性软,4）对控制电路的要求 对液压起货机 （1）控制电路对油泵电动机实施起停控制

4、，并对其保护。 对电动起货机 （1）控制电路有自动起动和分级调速环节 （2）有对电动机的保护环节 （3）在应急的情况下，能自动停车。,（1）电动起货机采用三档调速控制，并能实现正反转运行 （2）有零位保护；设短路、过载、欠失压和起/落货互锁等保护 （3）主令控制器操作：起动、加速与操作速度无关 （4）通风机与起货电动机要有连锁。 （5）按时间逐级起动不发生由静止起动直接到中速或高速 （6）电气制动与电磁机械制动相配合的制动（三级制动） （7）对恒功率调速的电动机，“重载不能上高速”的控制环节 （8）设置“逆转矩”控制环节，先停车再延时反向自动起动 （9）不发生自由落体，电机绕组先通电后松闸 （

5、10）设置防止中、高速档堵转的保护,9.2.4 电动起货机运行特点及电路控制的要求。,9.3 起货机(cargo winch)的电力拖动控制线路,9.3.1 交流恒功率变极调速起货机的控制,HJD交流三速起货机简介：,电动机型号:JZF-H6 （J-异步、 Z-起重类 、F-防腐蚀 、H-船用）,定子有三套独立绕组变极调速：,p=2高速级/26KW n0=1500r/min p=4中速级/26KW n0=750r/min (额定级) P=14低速级/5.5KW n0=215r/min,不同速度级机械特性图,.,全图,控制线路分析,零位,起货三速：,停车,快速反转,起货机线路图,主电路（零位）,

6、低速,中速,高速,主电路,控制线路,1,2,3,3档过载,控制线路分析,.,交流三速恒功率起货机线路（全图）,控,低,中,高,1,2,3,过,停,反,主,0,KT1通电触点延时闭KM4(17)通电触点(27)断 经济电阻R3接入,SA9闭KT2通电触点（10）瞬时闭KMH（9）、KML（11）串联构成“逆转矩控制电路”。 SA9断KT2（10）延时断KMH断电再生制动毕、剩机械制动。,0起货3:从中速到高速，按时间原则。轻载：KM2（25）断KT3断电 经0.5s延时KM3通电进入高速。 重载： KA2通电不能进入高速,KT4(22)通电KT4(4)立即打开 KT4(22)断电KT4(4)延时

7、闭合 使负载继电器KI避开由中速到高速换挡时产生的冲击电流造成假过载而误动作。,KT5通电 KT5（15）立即闭合为KMB通电准备； KT5断电 KT5（15）延时打开，使YB保持松闸。,1.KT1:延时时间是YB强励磁松闸到串入经济电阻; 2.KT2:是实现再生制动的时间; 3.KT3:避免电机直接高速挡起动; 4.KT4:断开KI，避免由于换挡而使KI动作; 5.KT5:断电延时闭合时间是在停车时，让机械制动延时进行。,BT :温度继电器（敏感元件串联在每套绕组内，当电动机温度超过13010%时，BT 触头断开电动机停止转动）。,电机,.,.,.,.,.,主电路,变极调速起货电动机,KM1

8、低速控制,KMH正转(提货)控制,KM2中速控制,KML反转(落货)控制,KM3高速控制,KM4风机控制,CT为电流互感器,负载继电器KI,当起吊货物超过额定负载的一半时，不允许上高速,向负载继电器KI提供电流分量,78接口接入的是KI的电压分量由控制电路中变压器提供,全图,R5不同速度级限流电阻,风机,.,变极调速起货电动机2M的三速绕组分别由KM1、KM2和KM3控制；KMH和KMF分别为正反转接触器，控制起货机的升降。 起货电动机由风机1M进行冷却。 CT为电流互感器，向负载继电器KI提供电流分量，KI的电压分量为控制电路中变压器提供，其相位与L1、L3两线之间线电压同相位。若设L1、L

9、2和L3分别为A、B和C相，则电压分量为CA相，电流分量为B相，只有这样，才能保证测量有功电流。其原理后面再介绍（见P.141.图9-5-3）。 负载继电器：KI当起吊货物超过额定负载的一半时，不允许上高速。,全图,主电路,.,全图,到9-7,控制电路,.,到控制电路,全图,低速运行（主电路）,合上空气开关QS,合上风门开关（） 控制器钥匙开关（）,主令手柄放在0档位置上，若风门已经开，风机起动,主令手柄起货1档位置上，正转接触器KMH和低速接触器KM1有电，接通主电路，起货电动机工作在低速运行状态。,（见控制线路）,.,中速运行（主电路）,起货2档控制电路,全图,主令手柄从档扳到2档,接触器

10、KMH和中速接触器KM2有电，接通主电路，起货电动机工作在中速运行状态。,负载继电器KI开始工作 （经KM1、KM2支路，未进入高速，KT4不闭合）。,.,若此时起吊重物超过半载，则KI将动作，KM3断开，KM2自动重新闭合，起货机自动回到中速运行。,到控制电路,全图,高速运行（主电路）,主令手柄从起货2档放到起货3档,KMH/KM3有电，高速运行状态。,负载继电器KI有两个工作状态： KT4还没有闭合，负载继电器避开换档电流；,KT4延时闭合，负载继电器正常检测起货机负载。,.,手柄零位,全图,1SA0（准备） 合上QS、SKM4通电主触点闭M2（风机）启动 SA0 SA1通KA1通电触点闭

11、接通控制线路（零位、欠失压保护）a 合上SCSA4通KM1通电KT5通电 aKT3、KT4通电 a,.,起货1档,查看主电路,全图,2SA起货1 SA1断 SA2通KMH通电主触点闭M1有低速正转转矩 KM1通电主触点闭 SA5通KMB通电触点（26）闭YB通电抱闸松M1低速运转 KT5（15）闭 KMB通电触点（16）闭KT1通电触点延时闭KM5通电触点（27）断经济电阻R3接入,.,起货2档,查看主电路,全图,3. SA起货2 （1） SA4断、SA7通KM1断电、KM2通电换成中速 （2）KM2（12）断KM2先通电、KM1才断电，电机低速中速供电不中 断 （3） SA9闭KT2通电触点

12、（10）瞬时闭KMH（9）、KML（11）串联构成“逆转矩控制电路”。,.,起货3档,查看主电路,全图,SA起货3 轻载KI为释放值触点（20）断KA2无电触点（21）闭 SA8通KM3通电主触点闭M1高速 重载KI达动作值触点闭KA2通电触点（21）断KM3无电M1不能进入高速 特点：中速过载不能进入高速（锚机：高速过载退回中速）,.,3档重载返回2档,全图,.,停车,全图,.,快速反转（逆转矩控制）,全图,.,5SA：0起货3 0位：KA1、KT3、KT4通电，KM1、KT5依次通电，KM4通电。 过1位： KMH通电，虽KMB通电但开始励磁不够、YB未松（YB松闸固有时间大于手柄过1位时

13、间），为低速堵转（KMH、KM1通电）。 过2位：KM2通电开始YB仍未松，中速堵转；随后YB松闸进入中速。 到3位：轻载：KM2（25）断KT3断电经0.5s延时KM3通电进入高速。 重载： KA2通电不能进入高速。 过程：低速堵转中速堵转中速高速（轻载） 不能进高速（重载）,.,6. SA：起货2、30 SA7（SA8）断KM2（KM3）断电 SA4通KM1通电M进行反馈制动到低速 SA5断KMB、YB断电YB经V、R4放电（释放磁能）抱闸仍松； 电机进入低速后叫能耗制动（速度低，反馈电能不够变成热能消耗的电能故叫能耗制动）。 YB放电到磁力弹力开始机械制动； SA2断 SA9断KT2（1

14、0）延时断KMH断电能耗制动毕、剩机械制动。 制动过程为：反馈（高速）能耗+机械（降速后）机械（速度接近零）,.,7落货：同起货（由KML控制） 重载落货时为反馈制动，但电流小、KI失去作用，可高速。 8起货3落货3（或相反） 如起货3落货3 经0位：KT2断电触点（10）延时断KMH断电，先完成起30反馈制动，再进行0落3起动过程。 逆转矩控制：先制动停车、再反向起动，防止反接制动产生电流冲击。 9保护：BT为温度继电器、电机T13010%动作；SB为紧急 运行按纽。 其它保护略。 10负载继电器的连接 IF决定于IB和功率因素,返回,1）基本保护环节,2）起货电动机基本动作控制,（1）停车

15、过程中自动三级制动的实现,电气制动、电气与机械制动、单独的机械制动,2）起货电动机基本动作控制,（2）重载不上高速控制,2）起货电动机基本动作控制,（3）自动延时起动控制,电动机起动、加速过程与主令控制器操作速度无关 例如：手柄从零档到高速档时，起动过程只取决于时间 继电器KT3的延时时间。,防止“货物自由跌落”控制,“逆转矩”控制,.,负载继电器分析,R5阻值改变，可以用来适应2档和3档时功率因数不同而造成IF大小的不一样。,电流互感器：KI电流分量IB的大小,变压器：KI的电压分量CA,IF来反映起货机提升负载的大小。是有功电流。,.,9.4锚机的电力拖动与控制,本节主要内容：,一. 锚机

16、运行工作特点 ； 二. 对电力拖动及控制的要求 ；,学习要求：,1.知道锚机的3种工况和起锚过程中各个阶段的特点；,2.知道电动机和控制线路的要求。,Integrated Capstan,.,锚锭的出现和变化 锚几乎是和船同时出现的。开始需要停船时，就把用绳子系着的大石块，装着石块的篓筐或者是沙石袋沉入水底把船拖住。公元前3000年，中国和埃及的水手们曾经使用这种锚。后来用坚韧的木料在其下部绑上两个木爪制成了“木锚”，当时称“锭”，让它斜着抓住泥土，十分牢固。最早的铁锚出现于公元前600年，是一只有一个爪的铁钩。在中世纪及12世纪末期的小海船上至少有12个锚，大海船上的铁锚多达24个。当时铁锚的重量较轻，抛锚和起锚靠人力。自从在船舶甲板上安装了绞盘后，锚的重量增加。18世纪，开始使用不易断裂的优质铁造锚，设计出了新式弓形弯曲锚臂。1770年前后，铁制锚杆完全取代了木制锚杜。1821年，英国人霍