《船舶动力装置与电气设备轴系指导书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《船舶动力装置与电气设备轴系指导书（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、船舶动力装置与电气设备实验指导书丁克会 编淮海工学院机械工程学院2014.032目 录实验一 轴系式电力推进系统 1实验二 吊舱式电力推进系统 5实验三 轴系实验 10实验四 电动机起动停止实验 153实验一 轴系式电力推进系统一、实验目的（1）了解轴系式电力推进系统的基本组成；（2）掌握控制部位切换的操作；（3）掌握轴系式电力推进系统驾驶台起动、运行和完车过程；（4）了解推进功率自动限制的作用；（5）了解系统故障的分级与故障报警的保护响应过程；二、实验要求（1）观察轴系式电力推进系统的基本组成；（2）驾驶台与机旁台切换操作；驾驶台起动、运行和完车操作；（3）单台发电机供电时的推进功率限制；两
2、台发电机供电单机跳闸时的推进功率限制。（4）模拟各级故障的设置与保护响应；三、实验设备轴系式电力推进系统一套四、实验内容和步骤一） 轴系式电力推进系统的基本组成船舶电力推进是利用推进电机驱动螺旋桨转动，一个完整的轴系式电力推进系统由发电机组、电站（主配电板） 、推进变压器、推进变频器、推进电机以及控制系统组成。推进电机：主要有直流电动机、交流电动机和永磁电动机，超导电动机等。减速齿轮箱：在中小功率的电力推进系统中，推进电机往往通过减速齿轮箱驱动螺旋桨。减速齿轮箱的主要功能是，转速匹配和承担推进轴的轴向推力。推进控制系统：轴系式电力推进控制系统直接面向推进变频器，实现推进电机的转速控制，主要包括
3、启动/停止控制、转速连续调节、自动停车、连锁保护、功率限制、应急保护等功能。推进控制系统在控制推进电机升降速的过程中，必须与电站系统协调控制以保证电网供电的安全与平稳。二） 推进系统控制部位切换操作1）系统上电合上电源，系统自动完成自检后，默认控制部位置于驾驶台。2）驾驶台切换至机旁台（1）操控转换方法1驾驶台发出请求，切换至机旁台控制状态：系统处于驾驶台控制；请求操作：按下驾驶台【机旁台控制】按钮，驾驶台和机旁台“机旁台控制”指示灯闪光；应答操作：将机旁台【操作部位选择】开关置于机旁台位置，驾驶台和机旁台“机旁台控制”指示灯常亮，驾驶台和机旁台“驾驶台控制”指示灯熄灭。2机旁台发出请求，切换
4、至机旁台控制4状态：系统处于驾驶台控制；请求操作：将机旁台【操作部位选择】开关置于机旁台位置，驾驶台和机旁台“机旁台控制”指示灯闪光；应答操作：按下驾驶台【机旁台控制】按钮，驾驶台和机旁台“机旁台控制”指示灯常亮，驾驶台和机旁台“驾驶台控制”指示灯熄灭。（2）机旁台控制的特点操作功能：除“紧急停车”外，驾驶台的所有操控指令被禁止，系统只接受机旁台的操控指令。故障处理：系统实现功率限制、紧急停车，以及一级故障的自动停车处理。3）机旁台切换至驾驶台（1）操控转换方法1驾驶台发出请求，切换至驾驶台控制状态：系统处于机旁台控制；请求操作：按下驾驶台【驾驶台控制】按钮，驾驶台和机旁台“驾驶台控制”指示灯
5、闪光；应答操作：将机旁台【操作部位选择】开关置于驾驶台位置，驾驶台和机旁台“驾驶台控制”指示灯常亮，驾驶台和机旁台“机旁台控制”指示灯熄灭。2机旁台发出请求，切换至驾驶台控制状态：系统处于机旁台控制；请求操作：将机旁台【操作部位选择】开关置于驾驶台位置，驾驶台和机旁台“驾驶台控制”指示灯闪光；应答操作：按下驾驶台【驾驶台控制】按钮，驾驶台和机旁台“驾驶台控制”指示灯常亮，驾驶台和机旁台“机旁台控制”指示灯熄灭。（2）驾驶台控制的特点操作功能：除“紧急停车”外，机旁台的所有操控指令被禁止，系统只接受驾驶台的操控指令。故障处理：系统自动实现四级故障处理。三） 轴系式电力推进系统起动与运行操作1）驾
6、驶台起动运行：系统置于“驾驶台控制”状态。（1）推进系统起动准备条件：复位紧急停车；复位一级故障；复位二级故障，或越控二级故障；车钟零位。推进系统起动操作：按下“推进起动”按钮， “推进起动”指示灯闪光，指示系统进入推进起动程序；“电机加热运行”指示灯熄灭，指示推进电机将投入运行，其定子绕组的驱潮加热器停止工作；“冷却水泵运行”指示灯常亮，指示减速齿轮箱的冷却水泵投入工作；“电机风机运行”指示灯常亮，指示推进电机的冷却风机投入运行；“变频器备妥”指示灯常亮，指示推进变频器完成了启动程序，可以进入运行状态；“推进停止”和“起动闭锁”指示灯熄灭， “推进起动”指示灯常亮，指示推进系统起动完毕，可以
7、进入推进电机的运行状态。（2）推进电机运行运行条件：5无起动闭锁信号，即“起动闭锁”指示灯熄灭。推进电机运行操作；推动车钟手柄，给出设定转速，推进电机运行， “推进电机运行”指示灯常亮；转速高于额定值 40 %后， “滤波器运行”指示灯常亮，指示滤波器投入工作，抑制推进变频器产生的谐波。2）驾驶台完车完车条件：车钟回零位。完车操作：按下“推进停止”按钮， “推进停止”指示灯闪光，指示系统进入自动完车程序；“冷却风机运行”指示灯、 “变频器备妥”指示灯熄灭，指示推进电机的冷却风机停止，变频器停止工作；“冷却水泵运行”指示灯熄灭，指示齿轮箱冷却水泵停止工作；“电机加热运行”指示灯常亮，指示推进电机
8、的驱潮加热器重新投入工作；“推进停止” 、 “起动闭锁”指示灯常亮， “推进起动”指示灯熄灭，指示系统完成完车过程。3）机旁台起动运行将推进系统置于“机旁台控制”状态。（1）推进系统起动准备条件：复位紧急停车；复位一级故障；车钟零位。推进系统起动：按下“冷却泵起动”按钮， “冷却水泵运行”指示灯常亮，表示冷却水泵起动成功；按下“变频器起动”按钮，延时一段时间后“变频器起动”指示灯常亮，表示变频器完成起动过程，进入准备好状态。（2）推进电机运行运行条件：变频器起动完毕。推进电机运行操作：将机旁台车钟置于正车任意一档， “停车”指示灯熄灭， “正车”指示灯常量；将机旁台车钟置于倒车任意一档， “倒
9、车”指示灯常量。4）机旁台完车（1）推进变频器停止停止条件：车钟零位。停车操作：按下“变频器停止”钮， “变频器停止”指示灯常亮， “变频器起动”指示灯熄灭。（2）冷却水泵停止停车操作：按下“冷却泵停止”钮， “冷却泵停止”指示灯常亮， “冷却泵起动”指示灯熄灭。四） 推进系统推进功率自动限制1）推进功率自动限制的作用对于电力推进船舶，全船动力来自发电机组，全船失电将造成严重的安全事故。因此，电力推进控制系统实时监测在网运行发电机的数量和输出功率，合理调节推进电机转速，控制推进功率，避免因推进功率过大导致发电机过载跳闸，确保船舶安全航行。推进功率自动限制的两种情况：6（1）单台发电机供电电站由
10、单台发电机供电，在推进电机加速过程中，推进控制系统实时监测发电机功率余量，当运行发电机功率余量小于额定功率的 10%时，自动停止推进电机的加速，限制推进电动机的功率的增加，避免运行发电机的过载，造成发电机跳闸。同时向电站控制系统发出起动备用发电机的信号，待备用发电机投入电网后，推进控制系统解除“功率限制”信号，推进电机继续加速。（2）两台发电机供电单机跳闸时的推进功率限制当电站由两台发电机并联供电，推进电机以较高转速运行时，一旦出现其中一台发电机突发故障而跳闸，控制系统立即大幅度降低推进电动机转速，减小在网发电机的输出功率，避免故障蔓延，造成全船失电。数秒钟后，控制系统根据在网发电机功率余量自
11、动逐渐增加推进电机的转速。2）单台发电机供电时的推进功率限制系统置于驾驶台控制，单台发电机供电，起动推进系统；逐渐推进转速，观察电站余量表，当电站余量小于发电机额定功率的 10%时，推进电机停止加速， “功率限制”指示灯常亮，自动限制推进功率。将另一台发电机置于供电状态， “功率限制”指示灯熄灭，推进控制系统解除“功率限制”信号，推进电机继续加速。3）两台发电机供电单机跳闸时的推进功率限制。系统置于驾驶台控制，两台发电机同时供电，起动推进系统，推进转速设定为正车全速，观察电站余量表；将 1#发电机或 2#发电机置于停止状态，模拟其中一台发电机突发故障而跳闸；控制系统立即将推进电动机转速降至 2
12、00 RPM， “功率限制”指示灯常亮，自动限制推进功率；5 秒钟后，控制系统根据在网发电机功率余量自动逐渐增加推进电机的转速，直至电站余量小于发电机额定功率的 10%。将另一台发电机置于供电状态， “功率限制”指示灯熄灭，推进控制系统解除“功率限制”信号，推进电机继续加速。五） 系统故障减速、故障报警与紧急停车1）轴系式电力推进系统故障分级与保护响应根据故障的严重程度，本系统将所有故障划分为四级，系统不同级别的故障作出不同的保护响应，如表 1-1 所示。表 1-1 故障分级故障级别 故障名称 保护响应 备注主电源故障一级变频器故障 停车 不可越控齿轮箱油压低冷却水低压二级电机风机故障停车 可
13、越控变频器过热滤波器过热三级电机绕组高温减速 可越控四级 绝缘低 报警当船舶处于危急状态时，可以越控二级和三级故障，使电力推进系统强制运行，达到保护船舶的目的。2）模拟一级故障的设置与保护响应（1）准备工作7系统置于驾驶台控制；单台发电机供电；起动推进系统；将推进转速设定为正车或倒车某一值，推进电机运行。（2）主电源故障的模拟设置与保护响应故障设置：将 2 台发电机均设置为停止，模拟产生“主电源故障” 。保护响应：蜂鸣器响， “主电源故障”和“故障停车”闪光，推进系统自动停止；系统的起动信号将被阻塞， “起动闭锁”指示灯常亮。消声复位：按下“消声” ，蜂鸣器停止。按下“复位” ， “主电源故障
14、”和“故障停车”指示灯常亮。故障撤销：恢复发电机供电，撤销“主电源故障”信号， “主电源故障”指示灯熄灭，系统恢复到主电源正常供电状态，重新起动系统。（3）推进变频器故障的模拟设置与保护响应故障设置：将“推进变频器”转换开关置于故障，模拟产生“推进变频器故障”信号。保护响应：蜂鸣器响， “变频器故障”和“故障停车”指示灯闪光，变频器停止工作，系统的起动信号将被阻塞， “起动闭锁”指示灯常亮。消声复位：按下“消声” ，蜂鸣器停止。按下“复位” ， “变频器故障”和“故障停车”指示灯常亮。故障撤销：将“推进变频器”转换开关置于正常，撤销“推进变频器”故障， “变频器故障”和“故障停车”指示灯熄灭，
15、系统恢复到变频器正常工作状态，重新起动系统。3）模拟二级故障的设置与保护响应（1）准备工作系统置于驾驶台控制；两台发电机供电；起动推进系统；将推进电机设置为全速运行。（2）齿轮箱油压低故障故障设置：在推进系统运行期间，将“齿轮箱油压”置于低压，模拟产生“齿轮箱油压低”故障信号。保护响应：蜂鸣器响， “齿轮箱油压低”和“故障停车”指示灯闪光。自动阻塞起动信号， “起动闭锁”指示灯常亮。消声复位：按下“消声” ，蜂鸣器停止。按下“复位” ， “齿轮箱油压低”和“故障停车”指示灯常亮。故障越控：按下“越控” ， “越控”指示灯常亮， “故障停车”指示灯熄灭，可重新起动推进电机。故障撤销：将“齿轮箱油
16、压”置于正常，撤销“齿轮箱油压低”故障信号， “齿轮箱油压低”指示灯熄灭，系统恢复正常。再次按下“越控” ， “越控”指示灯熄灭。（3）冷却水低压故障故障设置：将“冷却水泵”置于故障，模拟产生“冷却水低压故障”信号。保护响应：蜂鸣器响， “冷却水低压”与“故障停车”指示灯闪光。系统的起动信号将被阻塞， “起动闭锁”指示灯常亮，推进电机自动停止。消声复位：按下“消声” ，蜂鸣器停止。按下“复位” ， “冷却水低压”和“故障停车”指示灯常亮。故障越控：按下“越控” ， “越控”指示灯常亮， “故障停车”指示灯熄灭，可重新起动推进电机。故障撤销：将“冷却水泵”置于正常，撤销“冷却水低压故障”信号， “冷却水低压”8指示灯熄灭，系统恢复正常。再次按下“越控” ， “越控”指示灯熄灭。（4）电机风机故障故障设置：在推进系统运行期间，将“电机风机”置于故障，模拟产生“电机风机故障”信号。保护响应：蜂鸣器响，
