第二篇-9船舶甲板机械电力拖动及控制8

§9-1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§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第9章船舶甲板机械电力拖动与控制内容简介

甲板机械主要指起货机、锚机、绞缆机、舱盖开关机、舷梯起落机和吊艇机等。本章主要讨论电动起货机和锚机的控制系统。§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、驱动及控制方式驱动方式：——蒸汽、电液、电动控制方式：——PLD、PLC、单片机、电液结合1）电动甲板机械了解其特点、性能、电力拖动要求（1）船舶甲板机械的工况特点与电站性能密切相关，功率大——电动机的起动、制动、运行直接影响电网参数变化。1、拔锚不出土时电动机将堵转，此时要求电动机能够承受堵转转矩，拉力峰值高达额定的1.8倍。2、起货机为短时工作制，可额定连续运转30分，1.5倍额定负载，能稳定运行2分，起动转矩达额定转矩2.5倍（2）船舶甲板机械的调速要求调速要求：起货机、锚机、绞缆机调速范围1：8～1：10，机械特性硬度、静差率及动态无特殊要求。调速系统：变极调速、微机控制调速（3）工作的可靠性要求要求高可靠性，尽最大可能保持供电和继续运行（4）对电气设备的要求通用性、抗干扰性、环境条件2）液压甲板机械适用范围各类工程船舶选用对船舶电站容量的要求起动特性调速特性运行特性制造成本及可靠性技术发展趋势维护管理电气传动油船化学品船不宜采用较少大功率装置起动时对电站电网冲击大加速时间2～4s大多采用阶梯式难于保证平稳和抗冲击投资小，可靠PLC控制维修方便液压传动适用各种船舶广泛基本不冲击电站加速时间小于2s无级调速比范围大运行平稳，能抗冲击投资大，可靠电液复合机电一体维修工作量大9.1.2船舶电力拖动系统的分类按工作电流分：直流、交流按有无电流变换装置分：单机拖动、调速拖动调速：交流变极调速性能不如直流调速，但维护方便，可以满足要求。近年，直流维护也逐渐简单方便。计算机技术使甲板机械智能化日趋完备。§9-2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按机械结构分类：——吊杆式（单、双杆）、回转式（克令）、门式起货机起货机的工作制为：重复短时（或间歇式、断续式等）特点：负载变化大，无固定循环，短时间内不断重复循环：吊货、移动、落货、空钩返回，每个循环所吊的货物重量不尽相同。起货机的安全保护：

起货机的安全通过各种保护措施实现。起货机工作时，安全问题非常重要。不但过载会损坏电动机等机械设备，制动、限位及速度控制不正常则将引起人身安全事故及设备的损坏。9.2.2电动起货机的结构和运行特性构成：原动机、传动机构、执行机构主要部件：电动机、减速箱、离合器、卷筒、电磁/机械刹车装置、吊杆1）吊杆式起货机单杆式、双杆式两种。单杆式具有电动回转和变幅1）单杆式提升、下降货物的升降绞车吊杆升降的变幅绞车吊杆回转的回转绞车双吊杆式1号起货机2号起货机-TL2TL1TL3TL4TL5TL6T`L4T`L5T`L6t1t2t3t5t6t7t8T`L3t4t1：吊货阶段t2：货物移动t3：落货阶段t4：卸货时间t5：收索时间t6：吊钩移动t7：放下吊钩t8：装货时间2）回转式电动起货机1：提升机构电动机2：变幅机构电动机3：旋转机构电动机提升机构回转机构变幅机构t1+t2t2t3t5t6t7t4t1：提升＋变幅t2：提升＋回转t3：回转＋变幅t4：变幅＋落货t5：落货到位t6：卸货时电机停t7：吊钩＋变幅t8：吊钩＋回转t1t2+t3t8t9t10t11t12t9：回转＋变幅t10：变幅＋落钩t11：落钩t12：装货t4+t5t7+t8t10+t11t8+t9t9+t109.2.3起货机对电力拖动控制的基本要求1）提高生产率生产率提高靠速度，速度快则安全差，故轻载高速，重载低速；且速度受容量限制；起动制动时间受飞轮惯量影响。2）对调速范围的要求轻载高速，重载低速要求较广的调速范围直流调速范围：1/10交流调速范围：1/7液压起货机的电动机定速，由液压控制调速3）对电动机形式的要求防水、重复短时工作制；直流：复励电动机——起动力矩大、特性软交流：深槽式（双笼式）变极调速异步电机——起动力矩大、转差率高、起动电流小；也可选绕线式发电机－电动机系统：差复励发电机、转动惯量小的电动机——起动制动能耗低液压：控制电路对油泵电机起停控制与保护4）对控制电路的要求电动：控制电路应设有自动起动、分级调速、相应保护（防止重载高速、保护停车）9.2.4电动起货机的运行特点及电路控制要求（1）：三档调速，能正反转；（2）：短路过载、绕组过热、失压欠压、缺相保护；（3）：主令控制操作灵活可靠；（4）：风机强制冷却并与风机起货电动机连锁；（5）：零档到高速换档自动延时，防冲击；（6）：高速到零档三级自动制动；（7）：恒功率调速的，中高档重载不上高速；（8）：逆转矩控制，进三到退三时，先制动再起动；（9）：电磁制动器松闸防止落货；（10）:

电磁制动器刹车时，防止中高速堵转。§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起货机的控制HJD起货机性能：起货重量：1.5t、3.0t、5.0t对应速度：35m/min、40m/min、24m/min对应功率：1.5t采用JZF－H5型15/15/30kW电机；3.0t、5.0t采用JZF－H6型26/26/5.5kW电机三速：三套独立定子绕组，极数4（高速1500rpm半载）/8（中速750rpm额定）/28（低速215rpm重载）风门电源应急1）基本保护环节S1风门开关、S2控制电源开关、ST温度继电器常闭触点、SB应急强制运行按钮，过热过载时强制放货S2、SB均位于主令控制器下方2）起货机基本动作控制电磁制动高速中速低速反转正转（1）停车过程中自动三级制动的实现中高速回零时，KT2延时断开常开触点，则电动机再生制动；同时KB失电，电磁制动线圈YB断电，开始放电，机械制动延时。通常延时时间小于KT2延时，所以电磁制动释放后，电动机仍然低速通电，此为联合制动（2）重载不上高速1、主令控制器在中、高速档均接通KM22、KA3检测重载信号的电流继电器，重载吸合，则KA2得电，KA2断开KM3此时无论主令控制在高速还是中速，KM2均得电。（3）自动延时起动控制1、主令手柄在零档或低速时，时间继电器KT3得电，串接与高速档接触器KM3的常闭触点断开，使得KM3不能马上得电，因而KM2先得电，中速运行；2、KM2断开KT3，其常闭触点延时闭合，KM3得电，进入高速。起动过程取决于KT3延时时间。防止货物自由跌落（a）落货时，转速高于磁场同步转速，再生制动（b）起动时先接通低速绕组，再松电磁制动（KB中串入正反转的常开触点）（c）换档中，两档中间空挡时，总有一个绕组通电（d）KB线圈串入KT5的常开触点，KT受控于KM1、KM2、KM3，使各绕组不通电，则KT5失电，延时断开触点使KB线圈延时断开，不能通电松闸。逆转矩控制停车自动制动，自动延时起动。KMF、KMB之间互锁，都需要KT2延时才能释放，因此无论从上升高速快速扳到下降高速还是相反，都将先停车制动再自动延时起动。9.3.2交流恒转矩变极调速起货机的控制§9－4锚机和系缆设备的电力拖动与控制基本要求Ⅴ：将锚拉入锚链孔中一.锚机运行工作特点船舶抛锚起锚时，整个过程按拉力的变化特性可分为五个阶段：图9-1-1正常起锚过程Ⅰ：收起躺在海底的锚链Ⅱ：收紧锚链Ⅲ：拔锚出土Ⅳ：收起悬于水中的锚及锚链

2.抛锚时必须有稳定的制动抛锚速度。1.电动机和制动器采用30min短时工作制，应能满足单锚破土后起双锚的要求。3.电动机能在最大负荷力矩下起动。要求锚机、绞缆机工作定额应不小于30min，且应满足30min内起动25次的要求。9.4.2锚机对电力拖动控制的要求

6.为适应甲板上的工作条件和短期工作状态，应选用防水式和短期（一般为30min）工作制电机。4.电动机能在堵转情况下工作1min左右。5.电动机应有一定的调速范围，要求破土后的起锚速度：单锚不小于12m/min；双锚不小于8m/min；拉锚入孔时的速度为3～4m/min。应急起锚工况：

海事局定义：深水抛锚时，由于水深锚抛不到底，需将锚拉起，找合适地方再抛。∵此时锚链最长（约200米左右），起锚负载转矩最大。

一般定义：在电动机热继电器动作后，由于情况紧急通过应急起锚按钮短接热继电器进行的起锚。——书上并未说明。系缆：系缆开始：要有足够拉力克服船舶惯性船舶开始运动后要限制电动机的转矩，平滑的调速电源开关