项目二锚机系统的电力拖动控制

1、项目二知识树1锚机系锚机系统的电统的电力拖动力拖动控制控制任务一 锚机系统认识任务二 锚机的运行特点及工作过程分析任务三 电动锚机系统的电力拖动控制任务四 电动液压锚机系统的电力拖动控制项目二项目二 锚机系统的电力拖动控制锚机系统的电力拖动控制2教学目标知识知识目标目标能力能力目标目标情感情感目标目标1.能安装与调试三速电动锚机控制线路；2.能安装与调试电动液压锚机系统的控制线路；3.能对照电气原理图排除电路常见故障；4.能撰写电气控制系统检修维护报告书。1.了解锚机系统的作用、结构；2.掌握锚机的运行特点；3.会识读船舶电气系统图、原理图、接线图及规范；4.会分析三速电动锚机系统的控制线路；

2、5.会分析电动液压锚机系统的控制线路；6.会三速电动锚机系统的调试及故障排查；7.会分析电动液压锚机系统的调试及故障排查。1.具备良好的职业道德；2.具备严谨的工作态度；3.具备面对险情，冷静思考的能力；4.具备高度责任感；5.具备团队合作精神3任务一任务一 锚机系统认识锚机系统认识一、锚设备的组成和布置一、锚设备的组成和布置图2-1 锚设备的组成布置图 1-电动机；2-绞盘；3-掣链钩；4-锚链；5-掣链器；6-锚链筒；7-锚；8-锚链管；9-弃链器；10-锚链舱 锚设备的主要组成部分有锚、锚链、锚链筒、掣链器、弃链器、锚链轮、锚链管、锚链舱等，如图2-1所示。通常主锚位于船艏的两侧舷，因为

3、从船艏抛锚停泊时，船体所受的风力、水流作用力最小。 4任务一任务一 锚机系统认识锚机系统认识1 1掣链器掣链器转动螺旋掣链器手柄，使两边的爪臂分开或合拢达到止链或放链目的。锚设备的布置应注意，锚链筒，锚链舱和锚机（或铰盘）相互位置要适当，操作要方便；应保证掣链器的位置恰当，为减少锚链工作长度，固紧锚链用的掣链器应尽可能靠近锚链筒，锚链管应安置在锚链舱中央，可略有倾斜，锚设备应与系缆和拖曳设备配合。 5任务一任务一 锚机系统认识锚机系统认识锚链锚链锚链是联接锚和船体的链索。锚泊时，锚链将锚的抓力传递到船体上。用来起锚和回收锚。锚链种类：钢索、麻索、链环。锚链长度：以节为单位，每个链节的标准长度为

4、27.5m。63 3 脱钩装置和弃链器脱钩装置和弃链器锚链末端应牢固地与船体连接，而在必要时又能迅速地与船体脱开。这就需要有脱钩装置和弃链器。脱钩位置的安排，应使船员能使锚链安全地解脱。图2-2为脱钩装置示意图。图2-2 脱钩装置示意图任务一任务一 锚机系统认识锚机系统认识74 4 链钩式掣链器链钩式掣链器为了防止锚链下滑和脱出，在锚链筒与锚链之间设置掣链设备。链钩式掣链器也可用来掣锚，如在船舶航行时固定锚，使收到锚链筒中的锚拉紧，以免在风浪中碰击船舷，又称掣锚器。图2-3 链式掣锚器示意图1-滑钩；2-小链条；3-松紧螺旋扣；4-眼板任务一任务一 锚机系统认识锚机系统认识85 5锚链筒锚链筒

5、锚链筒主要是供收放锚和收藏无杆锚使用的。锚机刹车锚机刹车任务一任务一 锚机系统认识锚机系统认识96 6锚链筒锚链筒7 7锚链筒锚链筒 锚链舱是收藏锚链的地方，通常位于防撞舱壁的前后部和艏尖舱。 锚链管是引导锚链出入锚链舱的装置，一般为管状。其内径约为锚链的78倍。锚链管应位于锚链舱顶的中央，呈垂直状。若受地位限制，可稍微倾斜。任务一任务一 锚机系统认识锚机系统认识10二、锚机的类型及其特点二、锚机的类型及其特点按链轮轴中心线方向分卧式锚机、立式锚机（绞盘）。按布置方式分普通（整体）式锚机、单侧（独立）式锚机、联合式锚机 。按驱动机构能源分手动锚机、蒸汽锚机、电动锚机（直流电动锚机、交流电动锚机

6、）、液压锚机（高压型液压锚机、中压型液压锚机、低压型液压锚机）。任务一任务一 锚机系统认识锚机系统认识锚机控制器锚机控制器任务一任务一 锚机系统认识锚机系统认识电动液压锚机的特点11任务一任务一 锚机系统认识锚机系统认识锚机控制把柄锁住锚机控制把柄锁住锚机控制把柄未锁住锚机控制把柄未锁住12卧式锚机（绞盘） 卧式锚机的链轮轴和卷筒轴中心线平行于甲板，整套锚机设备装设在甲板上，操作管理比较方便。但是设备占用甲板面积大，并容易遭受风浪侵蚀。一般商船较多采用卧式锚机。图2-5 卧式液压锚机的组成示意图-电气部分；-液压部分；1-电动机；2-电源箱；3-控制按钮；4-操纵手轮；5-卷筒；6-传动齿轮；

7、7-锚链轮；8-离合器；9-油马达；10-油泵任务一任务一 锚机系统认识锚机系统认识13电动液压锚机工作过程 立式锚机（绞盘） 立式锚机的链轮轴和卷筒轴中心线垂直于甲板，原动机和传动机构都放在甲板下面，仅链轮和卷筒伸出在甲板上，由立轴导动。 图2-6为电动立式锚机的组成示意图。图2-6 电动立式锚机的组成示意图1-齿轮箱；2-离合器；3-制动手轮；4-锚链轮制动器；5-锚链轮；6-绞缆筒；7-制动手柄；8-控制箱；9-电力制动器；10-电动机任务一任务一 锚机系统认识锚机系统认识14普通（整体）式锚机 一台或两台原动机居中，两个锚链轮分别配置于左右两侧。若原动机和锚链轮共用一个底座，则称为整体

8、式锚机，若原动机和锚链轮的底座分开，则称为分离式普通锚机。图2-7为锚机型式示意图。图2-7 锚机型式图示意图a）整体型普通锚机； b）分离型普通锚机1-原动机；2-锚链轮；3-绞缆筒；4-底座任务一任务一 锚机系统认识锚机系统认识15单侧（独立）式锚机 一台原动机只配置一个锚链轮，卷筒和刹车装置，组成独立机组，称为单侧式锚机，又称独立式锚机。单侧式锚机布置在船首甲板的两侧。根据位置的不同，有右侧式锚机和左侧式锚机之分。图2-8 单侧型锚机示意图1-原动机；2-锚链轮；3-绞缆筒任务一任务一 锚机系统认识锚机系统认识16联合式锚机 将两台单侧式锚机联合起来组成一个整体，称为联合式锚机。任一侧的

9、锚链轮既可由其中任一原动机驱动，两台原动机驱动，增强了锚机的生命力，图2-9为联合式锚机示意图。 图2-9 联合式锚机示意图1-系缆卷筒；2-锚链轮；3-小卷筒；4-原动机任务一任务一 锚机系统认识锚机系统认识17自制动锚机 对大型船舶来说，锚和锚链的重量很大，一般锚机的制动设备已不能有效地控制下落速度，特别是深水抛锚作业，长时间剧烈摩擦，会导致锚机发热和烧毁。在这种情况下，需用自制动锚机。自制动锚机常在锚机设备中加装液力制动器。任务一任务一 锚机系统认识锚机系统认识18任务二任务二 锚机系统的运行特点及工作过程分析锚机系统的运行特点及工作过程分析一、起锚的工作过程一、起锚的工作过程图2-10

10、 正常起锚过程收起躺在海底的锚链收紧锚链拔锚出土收起悬在水中的锚及锚链将锚拉入锚链孔中正常起锚过程：（分五个阶段）正常起锚过程：（分五个阶段）19应急起锚应急起锚 抛锚深度如大于锚链全长时，则锚将抛不到海底，锚机电动机应将悬于水中的锚及锚链（全长一般为200m左右）收起，称为应急起锚状态。此时电动机的工作状态很繁重。（如每节锚链为27.5m 、重1.5吨时，全长十节、重15吨）起锚起锚注意注意事项事项 铁锚只有在离开船舶有一定距离时，锚链呈倾斜状态，才有能够固定船舶的拉力。 起动锚机收紧锚链，船舶就向铁锚的方向移动，当锚链接近垂直时，铁锚就被收起。 如果前后锚都被放下，则先放松一个锚链，收紧另

11、一个锚链，起出一个铁锚，然后再起另一个铁锚。 起锚时，锚机必须有足够的力矩克服风、水流及锚链的阻力，收紧锚链。任务二任务二 锚机系统的运行特点及工作过程分析锚机系统的运行特点及工作过程分析20二、抛锚的工作过程二、抛锚的工作过程作用：作用：抛锚是让锚抓住海底抛锚是让锚抓住海底（ BOTTOM ），牵引船舶在），牵引船舶在一定范围内活动，相对来说位置固定。一定范围内活动，相对来说位置固定。当船舶抛锚时，当船舶抛锚时， 如水不太深，如水不太深，则可松开锚机的制动器，依靠锚及锚链则可松开锚机的制动器，依靠锚及锚链的自重进行重力抛锚，此时可由手动带式制动来控制抛锚的自重进行重力抛锚，此时可由手动带式制

12、动来控制抛锚速度；速度； 当海水较深时，当海水较深时，锚及锚链的自由下落速度很快，手动锚及锚链的自由下落速度很快，手动制动器难以控制抛锚速度，为避免过大的抛锚速度需要采制动器难以控制抛锚速度，为避免过大的抛锚速度需要采用机械抛锚，这时电动机工作在再生制动状态，以获得稳用机械抛锚，这时电动机工作在再生制动状态，以获得稳定的抛锚速度。定的抛锚速度。任务二任务二 锚机系统的运行特点及工作过程分析锚机系统的运行特点及工作过程分析21任务三任务三 电动锚机系统的电力拖动控制电动锚机系统的电力拖动控制一.锚机和系缆设备的控制电路有多种：有用凸轮控制器控制复励电动机锚机电路主令控制器控制复励电动机锚机电路用

13、凸轮控制器控制绕线电动机锚机控制电路主令控制器控制绕线式电动锚机控制电路本任务分析用主令控制器控制交流三速电动锚机的控制电路。22任务三任务三 电动锚机系统的电力拖动控制电动锚机系统的电力拖动控制二、交流三速电动起锚机的控制线路二、交流三速电动起锚机的控制线路锚机电动机为锚机电动机为三速双绕组鼠笼式三速双绕组鼠笼式船用起重电动机船用起重电动机通过主令控制器进行控制，正、反转各有三档速度，对称通过主令控制器进行控制，正、反转各有三档速度，对称线路线路（接触器（接触器KM1KM1，KM2KM2）低速和中速合用一套绕组，进行三角形与双星形转换低速和中速合用一套绕组，进行三角形与双星形转换 低速：接触

14、器低速：接触器KM3KM3，绕组接成，绕组接成型，型，2P=162P=16； 中速：接触器中速：接触器KM4KM4、KM4KM4，绕组接成，绕组接成YYYY型，型，2P=82P=8；高速单独用一套绕组高速单独用一套绕组（接触器（接触器KM5KM5），2P=42P=4；低速和中速可直接起动；高速延时起动低速和中速可直接起动；高速延时起动23注意事项：注意事项：电动机高速与中速功率是电动机高速与中速功率是相等相等的，故线路具有高速档的，故线路具有高速档过载时能自动转换到中速档的保护环节，以产生较大过载时能自动转换到中速档的保护环节，以产生较大转距。该保护通过过流继电器来实现。转距。该保护通过过流继

15、电器来实现。为避免高速档起动电流使过流继电器动作，由一时间为避免高速档起动电流使过流继电器动作，由一时间继电器控制，以暂时短接过流继电器。继电器控制，以暂时短接过流继电器。当高速档工作时，低速档绕组接成三角形，保证不产当高速档工作时，低速档绕组接成三角形，保证不产生环流影响。生环流影响。任务三任务三 电动锚机系统的电力拖动控制电动锚机系统的电力拖动控制24任务三任务三 电动锚机系统的电力拖动控制电动锚机系统的电力拖动控制图图2-11 2-11 交流三速电动起锚机的控制原理图交流三速电动起锚机的控制原理图 图2-11为交流三速电动起锚机的控制原理图。25三速锚机控制原理 任务三任务三 电动锚机系

16、统的电力拖动控制电动锚机系统的电力拖动控制主令控制器手柄在零位LK1闭合 LYJ通电 LYJ触头闭合实现自保和零位联锁为以后各接触器工作做准备（1）合上电源开关HK及控制开关LK，指示灯HL亮 工作原理分析：工作原理分析：26任务三任务三 电动锚机系统的电力拖动控制电动锚机系统的电力拖动控制 （2）控制器手柄扳到起锚第一档时，主令控制器触头LK1断开，LK2、LK4闭合：1正转（起锚）方向接触器KM1通电 KM1主触头闭合KM1常闭辅助触头断开实现正、反转电气联锁接通电动机正转主电路低速起锚2接触器KM3通电 电动机低速绕组（16极）通电，电动机正转低速运转。制动接触器ZDC通电松开电动机刹车

17、电动机正转低速运转KM3 常开触点闭合ZDC 常开触点闭合KM3 主触点闭合中速和高速绕组不能通电KM3 常闭触点断开27任务三任务三 电动锚机系统的电力拖动控制电动锚机系统的电力拖动控制 （3）控制器手柄扳到起锚第二档时，主令控制器触头LK4断开，LK2、LK5闭合：1KM3线 圈断电KM3主触头断开KM3常闭触头恢复到闭合电动机停止低速运转接触器线圈KM4、KM4先后通电电动机中速运转电动机绕组接成双星形（8极）2时间继电器1SJ通电1SJ常开触点延时0.52秒闭合1SJ1SJ的延时时间为中速当启动的时间的延时时间为中速当启动的时间28任务三任务三 电动锚机系统的电力拖动控制电动锚机系统的

18、电力拖动控制 （4）控制器手柄扳到起锚第三档时，主令控制器触头LK2、LK5、LK6闭合：电动机高速运转1时间继 电器1SJ延时闭合后接触器线圈KM5通电电动机高速绕组（4极）通电2时间继 电器2SJ 通电2SJ触头12.5秒后延时断开防止高速启动误跳闸2SJ2SJ的延时时间为高速当启动的时间的延时时间为高速当启动的时间29任务三任务三 电动锚机系统的电力拖动控制电动锚机系统的电力拖动控制 过流继电器GLJ作为高速级过载保护。 过载消失后，如仍需在高速档运转，控制器手柄必须从起锚 第三档退回到起锚第二档，然后再扳到起锚第三档。GLJ的动作电流整定在高速档额定电流的110%左右为宜。电动机高速运

19、转过载时KM5断电GLJ常开触点断开线圈KM4、KM4 通电电动机自动从高速档转换到中速档运转主触头KM4、KM4 闭合30任务三任务三 电动锚机系统的电力拖动控制电动锚机系统的电力拖动控制 热继电器1RJ、2RJ为低速和中速绕组的过载保护。 当热继电器动作后自动复位需要2min左右 如在急需时要求电动机仍以低、中速运转，可按下应急按钮SB1，手柄迅速扳回“0”位，再扳到低、中速档，使电动机在过载情况下继续运转。 （5）当控制器手柄转到“抛锚”各档时，反转（抛锚）方向接触器线圈KM2通电，其主触头KM2闭合，电动机反转。 控制电路的动作与“起锚”对应各档相同。深水抛锚时电动机在锚的重量带动下，

20、由电动状态进入反馈制动状态，以实现变速抛锚为等速抛锚。31任务三任务三 电动锚机系统的电力拖动控制电动锚机系统的电力拖动控制三、电动锚机的调试方法及常见故障三、电动锚机的调试方法及常见故障（1）操纵凸轮（或主令）控制器，电动机不转：（4种原因）（2）操纵控制器，电动机只向一个方向转动，另一个方向不转：（3种原因）（3）起动电流大，但能转动： 电磁制动器不能完全释放， 摩擦片或抱闸安装间隙不符合要求。（4）起动电流大，电动机不转：（3种原因）（5）加负载后过流继电器容易动作： 过流继电器动作值整定较小，应调整到电动机额定电流的22.5倍动作。（6）电磁制动器故障及其原因：（4种情况）1 1调试方

21、法调试方法2 2故障分析故障分析（1）通电前准备工作（共5点）（2）通电试验（共5点）32任务四任务四 电动液压锚机系统的电力拖动控制电动液压锚机系统的电力拖动控制以某万吨级散货船为例来介绍电动液压锚绞机的工作原理。表2-1为电动液压锚绞机的起动器的概括说明，在识读电动液压锚机工作图之前要仔细阅读，了解整个电控箱系统的工作环境，电压等级等信息。表表2-1 2-1 电动液压锚绞机的起动器的概括说明电动液压锚绞机的起动器的概括说明 33任务四任务四 电动液压锚机系统的电力拖动控制电动液压锚机系统的电力拖动控制一、电动液压锚绞机的电气系统组成一、电动液压锚绞机的电气系统组成 图2-12为电动液压锚绞

22、机的电气系统图。此系统由8台泵组电机组成（ PU1PU8 ）:电动机额定数据启动方法作用PU1和 PU2锚机电动机98KW/186.7A采用软启动器软启动主泵电动机PU3和PU4绞车电动机75KW/141.1A采用软启动器软启动主泵电动机PU5和PU6绞车电动15KW/30.5A采用直接启动辅泵电机PU7和PU8绞车电动机11KW/22.6A采用直接启动辅泵电机PU1与PU5、 PU2与 PU6、位于船艏，左右船舷各一组；PU3与PU7、 PU4与 PU8、位于船艉，左右船舷各一组；34任务四任务四 电动液压锚机系统的电力拖动控制电动液压锚机系统的电力拖动控制图图2-12 2-12 电动液压锚

23、绞机的电气系统图电动液压锚绞机的电气系统图35任务四任务四 电动液压锚机系统的电力拖动控制电动液压锚机系统的电力拖动控制二、自动收放缆绳的控制原理二、自动收放缆绳的控制原理 现代船舶上采用自动系缆机，系缆时，只要将缆绳套在系缆绳桩上，便能根据缆绳上受力的大小，自动收放缆绳。船舶在正常起锚或抛锚情况下，只有主泵工作，当舶靠岸以后，起动辅泵电机，这样就可实现自动收放缆绳的控制。图2-13 自动拖缆机系统收放索运行状态36任务四任务四 电动液压锚机系统的电力拖动控制电动液压锚机系统的电力拖动控制三、主泵电动机启动、停止及报警电路的控制三、主泵电动机启动、停止及报警电路的控制按下遥控按钮盒的起动按钮S

24、B4或本地的起动按钮SB2起动软启动器电机在低电压条件下起动，启动过程中逐渐升压至额定值，启动过程完成图2-14（a）中的旁路继电器K2得电 合上Q1电源指示灯H1亮图2-14（b）中K2的常闭触点断开（1）电机加热器EH2停止加热、（2）空间加热器EH1停止加热、（3）加热指示灯H3熄灭图2-14（a）中的K2常开触点闭合旁路接触器KM1得电KM1的主触点闭合软起动器退出运行，电机全压运行 接至液位报警电路图2-14（c）中的四个K2触点动作（1）H2和H4亮（2）HM计时KM1的常开辅助触点闭合主泵电动机启动控主泵电动机启动控制制37任务四任务四 电动液压锚机系统的电力拖动控制电动液压锚机

25、系统的电力拖动控制1.按下遥控停止按钮SB3或本地的停止按钮SB1旁路继电器K2失电KM1的线圈断电软起动器再次投入运行，运行过程中逐渐降低电压，实现软停车2.当电路出现紧急故障时，可按下紧急停止按钮SB5切断电路主泵电动机停止电路的控制主泵电动机停止电路的控制38任务四任务四 电动液压锚机系统的电力拖动控制电动液压锚机系统的电力拖动控制主泵电动机报警电路的控制主泵电动机报警电路的控制当出现低液位时液位继电器LS常开触点闭合时间继电器KT2线圈得电延时10秒KT2 的常开触点闭合BZ5 和BZ2同时发出声光报警信号（1）低液位报警：（2）启动过载报警：继电器K3常开触点闭合BZ6 和BZ3同时发出声光报警信号出现启动过载时继电器K3得电39任务四任务四 电动液压锚机系统的电力拖动控制电动液压锚机系统的电力拖动控制（3）运行过载报警：运行过程中当电动机出现过载时在图2-14（b）中FR常开触点闭合过载继电器 K1的线圈得电K1的常开辅助触点闭合遥控按钮盒的BZ1和本地的BZ4同时发出报警信号在图2-14（a）中热继电器FR常闭触点断开电动机实现软停车40任务四任务四 电动液压锚机系统