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L/O/G/O 集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统 第九章第九章 船舶的甲板机船舶的甲板机 械电力拖动与控制械电力拖动与控制 集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统 第九章第九章 船舶的甲板机械电力拖动与控制船舶的甲板机械电力拖动与控制 第九章小结 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 基本要求 9-1 船舶甲板机械的特点及驱动与控制方法 集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统 学习第九章应该注意的点学习第九章应该注意的点 第九章学习应注意的几个问题: 1.锚机和起货机有哪些基本要求 ? 2.锚机和起货机控制线路各由哪些主要环节组成 ?能实现什么功能? 3.锚机和起货机控制线路中有哪些保护措施 ? 4.锚机和起货机控制各自主要工作过程如何? 本章重点线路为: 1.交流电动锚机控制线路; 2.交流三速起货机控制线路。 集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统 9-1 9-1 船舶甲板机械的特点及驱动船舶甲板机械的特点及驱动 与控制方法与控制方法 本节主要内容 甲板机械的特点、驱动及控制方式 船舶电力拖动系统的分类 集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统 概 述 定义义:现现代船舶甲板机械包括锚锚机(anchor)、绞绞 缆缆机(anchor winch)、起货货机(cargo handling gear) 和其它甲板起重设备设备 ,如:吊艇机、开关舱设备舱设备 、舷梯升降设备设备 等。 拖动动方式:大多采用电电力拖动动或电动电动 液压压拖动动 。 要求大转转矩及良好控制。 控制方式:大多仍为继电为继电 -接触器控制系统统,已 经经有单单片机、PLC等控制系统应统应 用,但尚未得到 广泛应应用。 集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统 9.1.1 甲板机械的特点、驱动及控制方式 电动电动 甲板机械: 工况特点:容量相对较对较 大,对对船舶电电站影响大 ;存在短暂暂的“峰值载值载 荷”,最大负负荷为额为额 定负负荷 的1.52.5倍。 调调速要求:调调速范围围要求为为1:81:10外,其它 各项项指标标(如平滑性、精度等)要求不高。 可靠性要求高,且要求维护维护 方便。 对对机电设备电设备 要求:通用性、抗干扰扰、适 应恶应恶 劣环环境。 集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统 液压甲板机械 优优点:操作方便,工作比较较平稳稳,可实现实现 无级级 调调速,而且能吸收冲击击性负负荷和自动动防止过载过载 , 并具有良好的制动动能力。它们对环们对环 境温度和湿度 不太敏感。 缺点:加工精度要求较较高,制造安装比较较复杂杂 ,维护维护 管理工作量相对对大。 电电气控制:电动电动 机的起动动只要求Y-降压压起动动 即可。 集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统 9.1.2 船舶电力拖动系统的分类 分类类方法:交流与直流,单单机与变变流机组组。恒 速运转转系统统都采用交流单单机拖动动液压压系统统,直接 单单机拖动动已基本不采用了。 甲板调调速机械:交流变变极调调速和直流调调速拖 动动系统统最常见见。直流系统统早先为为G-M系统统,现现 在为为SCR-M系统统,电动电动 机为为并励或复励。交流 系统则单统则单 机系统统,有恒速系统统,或者采用变变极、 变频变频 、调压调压 、电电磁转转差离合器等方法的变变速运行 系统统。 集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统 拖动方式(电/液),特点(容量大/峰值负荷),调速 范围要求,机电设备要求(通用/抗扰/环境)。 系统分类:交流与直流;单机与变流机组(单机 恒速,机组则调速)。 第一节要点 集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统 9-2 9-2 起货机的电力拖动与控制起货机的电力拖动与控制 的基本要求的基本要求 本节主要内容 船舶起货机的类型及特点 电动起货机的结构和运行特性 起货机对电力拖动控制的基本要求 电动起货机的运行特点及电路控制要求 集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统 9.2.1 船舶起货机的类型及特点 按结结构分:有吊杆式、回转转式 (克令吊)和行走(门门 吊)式。驱动驱动 方式主要有电动电动 、液压压2种,门门吊主要 用在集装箱船(曾出现现,现现少用)。 电动电动 起货货机特点:便于自动动化和遥控,且振动动、 噪音较较小。但控制线线路较为较为 复杂杂,管理和维护维护 方面 有一定的要求。 液压压起货货机特点:调调速平滑,加速快,制动动能力 好,无电电磁制动动器,控制线线路简单简单 。但效率低,精 度要求高,易漏油。 集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统 9.2.2 电动起货机的结构和运行特性 组组成:电动电动 起货货机主要由电动电动 机,减速箱和离 合器组组成的传动传动 机构,卷筒和电电磁/机械刹车车与吊 杆等组组成。 类类型:主要有吊杆式、回转转式 (克令)。吊杆式又 有单单吊杆和双吊杆两种;回转转式又称为为“克令”,是 由英文“Crane”音译译而得。英文“Crane”的含义义有“ 仙鹤鹤”的意思,而回转转式起货货机的吊杆就象仙鹤鹤伸 出的头头。 集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统 单杆式起货机 回转式起货机 集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统 吊杆式起货机 单单杆吊:吊钩钩、回转转和变变幅。三台电动绞车电动绞车 : 吊钩绞车钩绞车 ;变变幅绞车绞车 ;回转绞车转绞车 。两个主 令控制器: 吊钩钩控制; 变变幅和回转转控制(共用 )。操作灵活平稳稳,效率较较高。 双杆吊:两台起货电动货电动 机,两个主令控制器控 制,配合工作。需要操作经验经验 。 电动电动 机:重复短时时,变变极电电机。p=4/8/28,每小 时时接通次数:240/480/480。 集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统 回转式起货机 三台电动电动 机分别别拖动动吊 钩钩、吊杆和回转转。 两个主令控制器分别别控 制:吊钩钩,吊杆和回 转转。其操作与单单杆吊基本 相同。有的还还可两台克令 并车车运行。 特点:配有人员员操作室 ,环环境相对对舒适。 集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统 9.2.3 起货机对电力拖动控制的基本要求 提高生产产效率方面:空钩钩高速,整个传动传动 机 构飞轮惯飞轮惯 量小。 调调速范围围:直流为为1:10,交流为为1:7。 电动电动 机:防水式、重复短期工作制,特性软软 、起动转动转 矩大,转动惯转动惯 量小。 控制电电路:自动动起动动和分级调级调 速,且根据电电机的 类类型和调调速方式设设置相应应的保护护(如,恒功率重载载 不能上高速),紧紧急停车车按钮钮等。 集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统 9.2.4 电动起货机的运行特点及电路控制要求 共有10点:三档可反转转,保护护(短路、过载过载 、 过热过热 、失欠压压、缺相),用主令控制器操作,通 风风机强制冷却,风门风风门风 机联锁联锁 ,逐级级自动动延时时起 动动控制,三级级制动动控制,恒功率调调速时时,设设有 重载载不上高速的控制环节环节 ,设设置“逆转转矩”控制环环 节节、防止中/高速反接制动动,设设有防止“货货物自由跌 落”的措施,防止中、高速堵转转。 集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统 电动和液压起货机的特点。 结构类型。 基本要求(速度、调速、电动机、控制)。 控制电路要求(10点)。 重点。 第二节要点 集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统 9-3 9-3 起货机的电力拖动控制线路起货机的电力拖动控制线路 本节主要内容 交流恒功率变极调速起货机的控制 交流恒转矩变极调速起货机的控制(大纲 无要求,自学) 集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统 9.3.1 交流恒功率变极调速起货机的控制 HJD型交流变变极调调速起货货机:起货货重量为为1.5吨、 3.0吨和5.0吨,起升速度:35米/分、40米/分和24米/分 ,功率:JZF-H5型15/15/3千瓦、JZF-H6型26/26/5.5 千瓦。 电动电动 机:三套独立绕组绕组 ,p分别为别为 4/8/28,n0为为 1500/750/215rpm。4极和8极中、高速绕组绕组 按恒功率 设计设计 ,4极为为高速半载级载级 ,用于轻载轻载 或空钩钩运行;8 极为额为额 定中速级级,可在额额定负载负载 下中速运行;28极 为为低速级级,其Tst大而Ist小,可适应货应货 物低速起吊和着 地的要求。 集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统 控制电路说明 接线线:单单杆起货货机时时,应应将接触器KM3线线圈回路 中a、b两点短接;双杆起货货机时时,应应将另一台起货货机 的中间继电间继电 器KA2的一个常闭闭触点串接于a、b两点间间 ;同样样,将本电电路中KA2的常闭闭触点串接于另一电电路 中的a、b两点间间,以构成两台起货货机之间间的高速联锁联锁 控制。 更正:P.149,图图9-6,a、b两点位置画错错,应该应该 画 在常闭闭触头头KA2和线线圈KM3之间间。 要求:能够够参照书书上说说明分析起货货机控制电电路,能 够说够说 明起货货机的工作原理与过过程。 集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统 基本保护控制环节 保护护:短路、过载过载 、失压压欠压压、过热过热 、电电源缺相 、风门风门 与风风机之间间的联锁联锁 、电电源应应急、应应急强制运 行等保护护控制功能。 元件说说明:M2为风为风 机,S1为风门为风门 开关;ST为为温度 继电继电 器常闭闭触点,其感温元件位于起货电动货电动 机定子绕绕 组组内;S2为为控制电电源开关,也可作为应为应 急断电电开关; SB为应为应 急强制运行按钮钮,当出现电现电 机过热过热 、过载过载 等 故障,保护环节动护环节动 作使电动电动 机不能运行时时,按住按 钮钮,则则可实实行强制运行,S2、SB均位于主令控制器操 作手柄下方;FR2和FR1为热继电为热继电 器。 集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统 起货机基本基本动作控制 接触器:6个。方向接触器:KMF和KMB等2个, 加速接触器:KM1、KM2和KM3等3个,刹车车接触器1 个:KB。 主要功能:停车过车过 程中自动动三级级制动动的实现实现 , 重载载不上高速控制,自动动延时时(逐级级)起动动控制(与 手柄扳动动速度无关),防止“货货物自由跌落”控制(加 速时时采用高速绕组绕组 通电电后低速绕组绕组 才断电电),“逆转转 矩”控制(防止中高速进进行反接制动动,先三级级制动动, 然后逐级级反向起动动)。 集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统 控制电路读图 选择面板 整个电路 起货1档起货2档起货3档送电0档 制动过程逆转矩小 结 集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统 整个电路简介 交流恒功率变变极调调速起货货机线线路原理图图分为为主电电 路和控制电电路两个部分。 主电电路包括:起货电动货电动 机电电路(2个方向接触器和 3个加速接触器);风风机电动电动 机电电路。 控制电电路组组成:零位(压压)保护电护电 路,三速控制 电电路,电电磁制动动控制电电路,负载继电负载继电 器电电路。 注意:缺相和零压压保护实现护实现 。 保护护:短路、过载过载 、缺相和零压压保护护。缺相保护护 : 货货机与风风机控制采用三相供电电。 集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统 集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统 初始状态 说说明:单单机运行时时将点a、b短接;电电源开关 QS闭闭合;风门风门 开关S1与控制电电源开关S
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