船舶电气设备ch9课件.ppt
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1、船舶设备自动控制系统第九章 船舶的甲板机械电力拖动与控制 第1章第2页概述船舶甲板机械包括: 锚机、绞缆机、起货机和其它甲板起重设备。本章以典型实例: 了解设备的性能、对控制系统的要求; 分析电气控制线路; 介绍日常维护、故障处理的方法。 第1章第3页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、驱动及控制方式 甲板机械驱动方式驱动方式:电动式:电动式: 液压式:液压式:第1章第4页1) 电动甲板机械 船舶甲板机械的工况特点起动能力(起动转矩)堵转转矩最大转矩工作制:连续、短时、短时重复过载能力(1) 对电动机的要求:防水防水第1章第5页(2) 调速要求 起货机、锚机
2、和绞缆机 调速范围: 1 8 1 10 -提高效率在船用交流调速系统中,起货机、锚机大多采用在船用交流调速系统中,起货机、锚机大多采用变极调速系统。变极调速系统。静态性能、动态性能方面的指标都没有特静态性能、动态性能方面的指标都没有特殊的要求。殊的要求。第1章第6页(3)工作的可靠性要求 甲板机械及其机电设备的高可靠性,这是由船舶的特殊性所决定的。 方便日常管理和维护,一旦发生意外故障,则要求受损伤部分能迅速恢复和切除,尽最大可能保持供电和继续运行。 第1章第7页通用性通用性 同一用途的设备应具有同一规格,以保证良好的互换性。抗干扰性抗干扰性 目前电力电子器件在船舶中大量运用,必须抑制各种电磁
3、干扰、提高电子设备和微机系统的电磁兼容性以保证这些系统的正常工作。环境条件环境条件 要求机电设备能承受船舶在航行中发生的振动和冲击力,以及环境温度的变化。 (4) 对电气设备的要求对电气设备的要求第1章第8页2) 液压甲板机械 液压驱动方式液压驱动方式 性能性能 优于电动式(如表9-1)优点:优点: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,并具有良好的制动能力。它们对环境温度和湿度不太敏感。缺点: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。 第1章第9页9.1.2 船舶电力拖动系统的分类 工作电流制式有直流和交流两大类 调速方式、性能:第
4、1章第10页调速方式变频M电网CVCFVVVF直流调速交流调速ACDCIfMGMACDCMMAC第1章第11页9.2 起货机的电力拖动与控制的基本要求船载货物的可用港口起货设备来装卸 但并非所有港口都具有足够的吊货机械 同时需考虑船舶在开阔水面过驳过驳、吊运物料吊运物料备件备件、航行中倒舱航行中倒舱等的需要 因此,在杂货船、干货船上仍需安装起货机船上起货机的可靠性和工作效率对缩短港泊时间、加快周转、降低运输成本都具有重要意义船用起货机的用途船用起货机的用途第1章第12页9.2.1 船舶起货机的类型及特点 从驱动方式分:电动式电动液压式从机械结构的形式来分: 吊杆式起货机 回转式起货机(克令吊c
5、rane) 门式起重机 第1章第13页9.2.2 电动起货机的结构和运行特性 构成:构成: 电动机、减速箱和离合器组成的传动机构,卷筒和电磁/机械刹车装置与吊杆等 运动形式:运动形式:升降俯仰回转第1章第14页1 吊杆式起货机 单杆式电动起货机图9-1单杆式电动起货机结构图3台电动绞车:升降绞车变幅绞车回转绞车2个主令控制器:提升/落货变幅、回转第1章第15页图图9-2 双杆式电动起货机结构图双杆式电动起货机结构图 双双杆式电动起货机分别设2台电动绞车:升降绞车变幅绞车回转由人工操作2个主令控制器:升降绞车1升降绞车2配合实现提升/落货、回转第1章第16页图9-4克令吊结构示意图回转式电动起货
6、机克令吊( crane )包括提升、变幅和回转三个主要机构 组装在一个共同的回转座台上克令吊的特点克令吊的特点第1章第17页克令吊的特点克令吊: 占用甲板面积少,操作灵活,可360旋转 能为前、后舱服务,装卸效率较高 能准确地把货物放到货舱的指定地点 能迅速地投入工作等优点 但它结构复杂,管理要求高 价格约比吊杆式起货机贵3040第1章第18页9.2.3起货机对电力拖动控制的基本要求 1 提高生产率-每小时的起货量(th) 加快提升货物的速度提高空钩速度 :缩短起动和制动时间 :对电动起货机选用飞轮惯量(GD2)小的电动机 转子细而长第1章第19页2 对调速范围的要求 调速范围是起货机的另一重
7、要指标。起货电动机在运行过程中,既有空钩高速,又有重载低速,要求较广的调速范围。一般 直流起货机调速范围为10:1;交流起货机的调速范围为7:1 第1章第20页3 对电动机型式的要求 选用防水式、重复短期工作制的电动机以适应甲板工作条件;起动力矩大、起动电流较小;选用转动惯量(或飞轮惯量GD2)小的专用电动机,使频繁频繁起动和制动过程中的能耗降低。 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励电动机复励电动机以承受冲击负载,并且能适应轻载高速、以承受冲击负载,并且能适应轻载高速、重载低速的工况。重载低速的工况。 交流起货机:宜选用起动力矩大、转差
8、率高而起动交流起货机: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。第1章第21页9.2.4 对电动起货机控制电路的要求1,三档调速控制,并能实现正反转运行。2,对电动机设置短路、过载、绕组过热、失压欠压、缺相保护环节等。3, 采用主令控制器实现运行操作,以保证起货机操作灵活,工作可靠。4,电动机要求有通风机进行强制冷却,并设置风道的风门对风机和起货电动机之间的联锁控制。5,设置从零档至上升(或下降)高速档的自动延时起动控制,以防止快速操作引起电动机过大
9、的冲击电流以及起货机过大的机械冲击。(不允许带载高速直接起动)针对升降绞车控制的要求第1章第22页9.2.4 对电动起货机控制电路的要求6,从高速档回零档停车时设置有三级自动制动控制:电气制动(再生制动)、电气与机械联合制动以及机械制动。7,对于恒功率调速的电动机,中、高速档设置有重载不上高速的控制环节:当额定负载(重载)时,既使主令手柄扳至上升高速档,电动机也只能运行于中速档;若电动机运行于高速档时出现重载,则应自动回到中速档。第1章第23页9.2.4 对电动起货机控制电路的要求8,设置“逆转矩”控制环节,即首先实现从高速挡到零档的自动制动停车,然后再实现从零档到反向高速档三级延时起动的自动
10、过程。9,设置有电磁制动器处于松闸的状态下防止“货物自由跌落”的保护。10,设置有电磁制动器线圈处于刹车状态下防止中、高速档堵转的保护。 第1章第24页9.3 起货机的电力拖动控制线路 9.3.1 交流恒功率变极调速恒功率变极调速起货机的控制 图9-6 HJD型交流变极调速起货机控制原理电路图 三速交流异步电动机:定子有三套独立的绕组:JZF-H5型(1.5t)额定功率分别为15/15/3千瓦极数分别为4/8/28对应的同步转速为1500/750/215 RPM中、高速绕组按中、高速绕组按恒功率恒功率设计设计 第1章第25页恒转矩调速恒转矩调速在不同转速下,若保持电流不变,电动机的转矩不变。恒
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