第09章 船舶甲板机械电力拖动及其电气控制



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1、船舶电气设备与系统 课 件2022-5-30轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系第第9章章 船舶甲板机械电力拖动与电气控制船舶甲板机械电力拖动与电气控制 9.1 船舶甲板机械的特点及驱动与控制方法船舶甲板机械的特点及驱动与控制方法 9.2 起货机的电力拖动与控制的基本要求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分析起货机的电力拖动控制线路分析9.4 锚机和系缆设备的电力拖动与控制锚机和系缆设备的电力拖动与控制船舶电气设备与系统 课 件2022-5-30轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系船舶电气设备与系统 课 件2022-5-30轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系9
2、.1 船舶甲板机械的特点及驱动与控制方法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、驱动及控制方式甲板机械的特点、驱动及控制方式 船舶甲板机械的驱动方式有电动式和液压式两大类,船舶甲板机械的驱动方式有电动式和液压式两大类,其相应的控制回路为其相应的控制回路为电气控制回路电气控制回路和和液压控制回路液压控制回路。 在电气控制回路中,当代船舶已经引入了在电气控制回路中,当代船舶已经引入了可编程控可编程控制器和单片机制器和单片机;在液压控制方式中,目前大多采用;在液压控制方式中,目前大多采用电子技术和液压技术相结合的电子技术和液压技术相结合的电液复合系统电液复合系统,使它,使它在
3、船舶甲板机械得到推广应用。在船舶甲板机械得到推广应用。 船舶电气设备与系统 课 件2022-5-30轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系1 电动甲板机械电动甲板机械 船舶甲板机械的工况特点船舶甲板机械的工况特点 调速要求调速要求 工作的可靠性要求工作的可靠性要求 对电气设备的要求对电气设备的要求 一般要求调速范围在一般要求调速范围在1 8 1 10左右左右 甲板机械及其机电设备的高可靠性甲板机械及其机电设备的高可靠性 通用性通用性 抗干扰性抗干扰性 环境条件环境条件 船舶甲板机械与船舶电站紧密联系船舶甲板机械与船舶电站紧密联系 船舶电气设备与系统 课 件2022-5-30轮机工程学院船电系轮机
4、工程学院船电系2 液压甲板机械液压甲板机械 液压起货机、锚机和绞缆机液压起货机、锚机和绞缆机优点是:操作方便,工作比较平稳,可实现无级调速,优点是:操作方便,工作比较平稳,可实现无级调速,而且能吸收冲击性负荷和自动防止过载,并具有良好而且能吸收冲击性负荷和自动防止过载,并具有良好的制动能力。它们对环境温度和湿度不太敏感。的制动能力。它们对环境温度和湿度不太敏感。其缺点是:加工精度要求较高,制造安装比较复杂,其缺点是:加工精度要求较高,制造安装比较复杂,维护管理工作量相对大。维护管理工作量相对大。 船舶电气设备与系统 课 件2022-5-30轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系9.1.2 船舶电
5、力拖动系统的分类船舶电力拖动系统的分类 工作电流制式有工作电流制式有直流直流和和交流交流两大类。两大类。 若以电力拖动中有无电流变换装置划分若以电力拖动中有无电流变换装置划分 ,则,则有单机拖动有单机拖动和和调速拖动调速拖动两大类型。两大类型。 直流电力拖动系统有直流电力拖动系统有并励直流电动机并励直流电动机或或复励直流电动机复励直流电动机单机拖动系统单机拖动系统 。交流电力拖动系统则多为单机拖动系统,其中交流电力拖动系统则多为单机拖动系统,其中鼠笼式异鼠笼式异步电动机步电动机拖动有恒速运行系统,或采用变极、变频、调拖动有恒速运行系统,或采用变极、变频、调压、电磁转差离合器等方法的变速运行系统
6、;而压、电磁转差离合器等方法的变速运行系统;而绕线式绕线式异步电动机异步电动机则以转子串电阻、调压、晶闸管串级等方法则以转子串电阻、调压、晶闸管串级等方法实现调速运行。实现调速运行。 船舶电气设备与系统 课 件2022-5-30轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系9.2 起货机的电力拖动与控制的基本要求起货机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船舶起货机的类型及特点 船用起货机从机械机构的型式主要分为船用起货机从机械机构的型式主要分为吊杆式吊杆式和和回转式回转式起货机两大类。起货机两大类。船用起货机按拖动方式分为船用起货机按拖动方式分为蒸汽起货机蒸汽起货机、电动电动液
7、压起货机液压起货机和和电动起货机电动起货机等几种类型。等几种类型。船舶电气设备与系统 课 件2022-5-30轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系吊杆式起货机又分为吊杆式起货机又分为单吊杆式单吊杆式和和双吊杆式双吊杆式。单。单吊杆电动起货机是一种具有电动回转和变幅的吊杆电动起货机是一种具有电动回转和变幅的起货机,双杆式电动起货机是采用两台起货机起货机,双杆式电动起货机是采用两台起货机在起货过程中相互配合进行工作的。在起货过程中相互配合进行工作的。 1) 吊杆式起货机吊杆式起货机 船舶电气设备与系统 课 件2022-5-30轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系单杆式电动起货机结构图单杆式电动起货
8、机结构图 双杆式电动起货机结构图双杆式电动起货机结构图 船舶电气设备与系统 课 件2022-5-30轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系2)回转式电动起货机)回转式电动起货机 回转式起货机回转式起货机(克令吊克令吊)包包括提升、变幅和回转三括提升、变幅和回转三个主要机构。它可采用个主要机构。它可采用电动机拖动电动机拖动,也可以用,也可以用电动液压装置拖动电动液压装置拖动。 通常可操作两个机构同时通常可操作两个机构同时运转,也可以操作三个机运转,也可以操作三个机构同时工作。构同时工作。 船舶电气设备与系统 课 件2022-5-30轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系9.2.3 起货机对电力拖动控
9、制的基本要求起货机对电力拖动控制的基本要求 提高生产率提高生产率 对调速范围的要求对调速范围的要求 生产率是起货机的重要指标,生产率是起货机的重要指标,“重载低速、轻载高速重载低速、轻载高速” 一般直流起货机调速范围为一般直流起货机调速范围为10:1,调速性能良好;,调速性能良好;交流起货机的调速范围为交流起货机的调速范围为7:1,基本上也能满足起货,基本上也能满足起货的调速要求。的调速要求。而液压起货机的调速由液压控制实现,而液压起货机的调速由液压控制实现,拖动电动机本身不需要调速。拖动电动机本身不需要调速。 船舶电气设备与系统 课 件2022-5-30轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系对
10、电动机型式的要求对电动机型式的要求 电动起货机必须选用电动起货机必须选用防水式、重复短期工作制防水式、重复短期工作制的电动的电动机以适应甲板工作条件。机以适应甲板工作条件。直流起货机,一般采用起动力矩大而机械特性软的直流起货机,一般采用起动力矩大而机械特性软的复复励电动机励电动机以承受冲击负载,并且能适应以承受冲击负载,并且能适应轻载高速、重轻载高速、重载低速载低速的工况。的工况。船舶电气设备与系统 课 件2022-5-30轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系对交流起货机,宜选用起动力矩大、转差率高而起动对交流起货机,宜选用起动力矩大、转差率高而起动电流较小的深槽式电流较小的深槽式(或双笼式或
11、双笼式)的变极调速笼式异步电的变极调速笼式异步电动机,也可选用绕线式异步电动机。动机,也可选用绕线式异步电动机。对发电机对发电机电动机(电动机(GM)系统的起货机,宜选用)系统的起货机,宜选用具有具有差复励绕组的发电机差复励绕组的发电机,使电动机获得适用于起货,使电动机获得适用于起货机的机的下坠特性下坠特性。此外,要选用转动惯量此外,要选用转动惯量(或飞轮惯量或飞轮惯量GD2)小的专用电小的专用电动机,使起动和制动过程中的能耗降低。动机,使起动和制动过程中的能耗降低。 船舶电气设备与系统 课 件2022-5-30轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系对控制电路的要求对控制电路的要求 对液压起货机