第九章船舶甲板機(jī)械電力拖動(dòng)及其電氣控制課件

第九章船舶甲板機(jī)械電力拖動(dòng)及其電氣控制

本章概述現(xiàn)代船舶一般都把錨機(jī)，絞纜機(jī)，起貨機(jī)和甲板起重設(shè)備統(tǒng)稱(chēng)為甲板機(jī)械。船舶的甲板機(jī)械大多采用電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)和電動(dòng)液壓控制系統(tǒng)。船舶航行于海上，它處于與陸地完全不同的工作環(huán)境。機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的可靠性決定了船舶及海員的安全。因此要求船舶機(jī)電設(shè)備必須適應(yīng)海上各種惡劣情況，如高溫、潮濕和海水的侵蝕、風(fēng)浪引起的撞擊和搖擺。另外，還要求機(jī)電設(shè)備操作靈活，維修方便。本篇還將介紹甲板機(jī)電設(shè)備的日常維護(hù)要點(diǎn)，引入典型實(shí)例來(lái)介紹一些常見(jiàn)故障處理方法。第九章船舶甲板機(jī)械電力拖動(dòng)及其電氣控制本章概述第九章船舶甲板機(jī)械電力拖動(dòng)及其電氣控制本章主要講解內(nèi)容第一節(jié)船舶甲板機(jī)械的特點(diǎn)及驅(qū)動(dòng)與控制方法第二節(jié)起貨機(jī)的電力拖動(dòng)與控制的基本要求第三節(jié)起貨機(jī)的電力拖動(dòng)控制線路分析第四節(jié)錨機(jī)和系纜設(shè)備的電力拖動(dòng)與控制第九章船舶甲板機(jī)械電力拖動(dòng)及其電氣控制本章主要講解內(nèi)容第一節(jié)船舶甲板機(jī)械的特點(diǎn)及驅(qū)動(dòng)與控制方法

當(dāng)今各類(lèi)運(yùn)輸船舶通常將錨機(jī)、絞纜機(jī)和起貨機(jī)稱(chēng)為船舶甲板機(jī)械。當(dāng)然各類(lèi)工程船舶上的移船絞車(chē)，捕魚(yú)船的拖網(wǎng)機(jī)，救撈船的尾拖纜機(jī)都屬于運(yùn)輸船舶的絞車(chē)類(lèi)和起貨機(jī)類(lèi)。船舶甲板機(jī)械的驅(qū)動(dòng)方式有電動(dòng)式和液壓式兩大類(lèi)。其相應(yīng)的控制回路為電氣控制回路和液壓控制回路。

在電氣控制回路中，當(dāng)代船舶已經(jīng)引入了可編程控制器和單片機(jī)；在液壓控制回路中，大多采用電子技術(shù)和液壓技術(shù)相結(jié)合的電液復(fù)合系統(tǒng)，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的自動(dòng)化程度。返回第一節(jié)船舶甲板機(jī)械的特點(diǎn)及驅(qū)動(dòng)與控制方法當(dāng)今各類(lèi)一、電動(dòng)甲板機(jī)械

1．船舶甲板機(jī)械的工況特點(diǎn)

2．調(diào)速要求

3．工作的可靠性要求高

4．對(duì)電氣設(shè)備的要求

一、電動(dòng)甲板機(jī)械1．船舶甲板機(jī)械的工況特點(diǎn)

船舶甲板機(jī)械與船舶電站緊密聯(lián)系。甲板機(jī)械中某些電動(dòng)機(jī)單機(jī)功率相對(duì)發(fā)電機(jī)的容量而言，占有了較大的權(quán)重，拖動(dòng)電機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)、運(yùn)行狀態(tài)都會(huì)直接影響到船舶電網(wǎng)參數(shù)的變化。船舶電站的容量基本上是根據(jù)船舶機(jī)電設(shè)備的總?cè)萘縼?lái)確定的。1．船舶甲板機(jī)械的工況特點(diǎn)2．調(diào)速要求甲板機(jī)械要求調(diào)速的主要有起貨機(jī)、錨機(jī)和絞纜機(jī)等，但這幾種設(shè)備對(duì)于電力拖動(dòng)的各項(xiàng)調(diào)速指標(biāo)的要求并不高。一般要求調(diào)速范圍在1:8-1:10左右。至于特性的硬度、靜差率以及動(dòng)態(tài)性能方面的指標(biāo)都沒(méi)有特殊的要求。目前在船用交流調(diào)速系統(tǒng)中，起貨機(jī)、錨機(jī)大多采用變極調(diào)速系統(tǒng)。有的船舶起貨機(jī)把可編程控制器和單片機(jī)引入到控制系統(tǒng)中來(lái)，使其調(diào)速系統(tǒng)更為可靠，性能更佳。2．調(diào)速要求3．工作的可靠性要求高甲板機(jī)械及其機(jī)電設(shè)備的高可靠性運(yùn)行，這是由船舶的特殊性所決定的。除了要求它們可靠運(yùn)行外，還要方便日常管理和維護(hù)，一旦發(fā)生意外故障，則要求鼓掌部分能迅速恢復(fù)和切除，盡最大可能保持供電和繼續(xù)運(yùn)行。3．工作的可靠性要求高4．對(duì)電氣設(shè)備的要求對(duì)船舶的甲板機(jī)電設(shè)備有以下幾點(diǎn)要求：

（1）通用性，同一用途的設(shè)備應(yīng)具有同一規(guī)格，以保證良好的互換性。（2）抗干擾性，目前電力電子器件在船舶中大量運(yùn)用，必須抑制各種電磁干擾、提高電子設(shè)備和微機(jī)系統(tǒng)的電磁兼容性以保證這些系統(tǒng)的正常工作。（3）環(huán)境條件，要求機(jī)電設(shè)備能承受船舶在航行中發(fā)生的振動(dòng)和沖擊力，以及環(huán)境溫度的變化。4．對(duì)電氣設(shè)備的要求二、液壓甲板機(jī)械甲板起重機(jī)大多采用液壓傳動(dòng)，錨機(jī)、系泊絞纜機(jī)和起貨機(jī)也有不少是采用液壓傳動(dòng)的。液壓起貨機(jī)、錨機(jī)和絞纜機(jī)操作方便，工作比較平穩(wěn)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，而且能吸收沖擊性負(fù)荷和自動(dòng)防止過(guò)載，并具有良好的制動(dòng)能力。它們對(duì)環(huán)境溫度和濕度不太敏感。但它們存在加工精度要求較高，制造安裝比較復(fù)雜，維護(hù)管理工作量相對(duì)大。

表9-1為甲板機(jī)械兩種驅(qū)動(dòng)方式的性能及有關(guān)情況。二、液壓甲板機(jī)械表9-1甲板機(jī)械兩種驅(qū)動(dòng)方式的比較適用范圍各類(lèi)工程船舶的選用對(duì)船舶電站容量的要求起動(dòng)特性調(diào)速特性運(yùn)行特性制造成本及可靠性技術(shù)發(fā)展趨向維護(hù)管理電氣傳動(dòng)油船、化學(xué)品船不宜采用較少大功率裝置起動(dòng)時(shí)對(duì)電站及電網(wǎng)有沖擊加速時(shí)間在2—4S內(nèi)大多采用階梯式難于保證平穩(wěn)和抗沖擊投資小，可靠PLC控制維修方便液壓傳動(dòng)適用于各種類(lèi)型船舶廣泛基本不沖擊電站加速時(shí)間小于2S無(wú)級(jí)調(diào)速速比范圍大運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，能抗沖擊投資大，可靠電液復(fù)合機(jī)電一體維修工作量較大表9-1甲板機(jī)械兩種驅(qū)動(dòng)方式的比較適用范圍各類(lèi)工程船舶的第二節(jié)起貨機(jī)的電力拖動(dòng)與控制的基本要求

一、船舶起貨機(jī)的類(lèi)型及特點(diǎn)船舶起貨機(jī)的類(lèi)型很多。依據(jù)拖動(dòng)方式來(lái)分，有電力拖動(dòng)起貨機(jī)和電動(dòng)液壓起貨機(jī)兩種。從機(jī)械結(jié)構(gòu)的形式來(lái)分，主要有吊桿式起貨機(jī)、回轉(zhuǎn)式起貨機(jī)（克令吊）和行走（門(mén)吊）式起重機(jī)幾種類(lèi)型。

1.電動(dòng)起貨機(jī)的特點(diǎn)

2.電動(dòng)液壓起貨機(jī)的特點(diǎn)

返回第二節(jié)起貨機(jī)的電力拖動(dòng)與控制的基本要求一、船舶起貨機(jī)的類(lèi)1.電動(dòng)起貨機(jī)的特點(diǎn)電動(dòng)起貨機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、振動(dòng)、噪音較小，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和遙控；其缺點(diǎn)是電氣線路較為復(fù)雜，在管理和維護(hù)方面有一定的要求。通常采用多電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)或選用各種類(lèi)型電動(dòng)機(jī)的固有特性或人為特性來(lái)滿(mǎn)足起貨機(jī)對(duì)電力拖動(dòng)提出的要求。

1.電動(dòng)起貨機(jī)的特點(diǎn)2.電動(dòng)液壓起貨機(jī)的特點(diǎn)電動(dòng)液壓起貨機(jī)能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速，加速時(shí)間短，具有良好的制動(dòng)能力，不需要電磁制動(dòng)器。它的調(diào)速和換向是在液力機(jī)械中進(jìn)行的，而電動(dòng)機(jī)維持恒速不變，因此可采用普通鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。它的缺點(diǎn)是工作效率低，制造精度要求高，油路系統(tǒng)復(fù)雜，一旦管路破損、漏油不易修復(fù)。2.電動(dòng)液壓起貨機(jī)的特點(diǎn)二、電動(dòng)起貨機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特性起貨機(jī)與其他機(jī)電設(shè)備一樣，由原動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分構(gòu)成。電動(dòng)起貨機(jī)主要由以下三個(gè)部分構(gòu)成：電動(dòng)機(jī)；減速箱和離合器組成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及卷筒；電磁/機(jī)械剎車(chē)裝置與吊桿等。二、電動(dòng)起貨機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特性1．吊桿式起貨機(jī)

吊桿式起貨機(jī)有單桿式和雙桿式兩種。單桿式電動(dòng)起貨機(jī)是一種具有電動(dòng)回轉(zhuǎn)和變幅的起貨機(jī)，見(jiàn)圖9-1。雙桿式電動(dòng)起貨機(jī)是采用兩臺(tái)起貨機(jī)在起貨過(guò)程中相互配合進(jìn)行工作的，見(jiàn)圖9-2。雙桿吊貨的工作過(guò)程見(jiàn)圖9-3。1．吊桿式起貨機(jī)圖9-1單桿式電動(dòng)起貨機(jī)結(jié)構(gòu)圖返回圖9-1單桿式電動(dòng)起貨機(jī)結(jié)構(gòu)圖返回圖9-2雙桿式電動(dòng)起貨機(jī)結(jié)構(gòu)圖返回圖9-2雙桿式電動(dòng)起貨機(jī)結(jié)構(gòu)圖返回圖9-3雙桿吊貨時(shí)電動(dòng)機(jī)負(fù)載圖返回圖9-3雙桿吊貨時(shí)電動(dòng)機(jī)負(fù)載圖返回

由圖9-3可見(jiàn)，起貨電動(dòng)機(jī)是重復(fù)短期工作，所以起貨電動(dòng)機(jī)一般采用專(zhuān)用的重復(fù)短期制。這種工作制用百分?jǐn)?shù)JC值表示，稱(chēng)為暫載率或通電持續(xù)率，它表示在一個(gè)周期內(nèi)，工作時(shí)間與一個(gè)周期時(shí)間T之比。式中：tg為一周期內(nèi)工作時(shí)間，t1為一周內(nèi)的停止時(shí)間。船舶起貨機(jī)采用的電動(dòng)機(jī)的暫載率一般為15%，

20%，25%，40%。一個(gè)周期的時(shí)間一般不超過(guò)

10分鐘。由圖9-3可見(jiàn)，起貨電動(dòng)機(jī)是重復(fù)短期工作，所以起2．回轉(zhuǎn)式電動(dòng)起貨機(jī)回轉(zhuǎn)式起貨機(jī)（克令吊）它包括提升、變幅和回轉(zhuǎn)三個(gè)主要機(jī)構(gòu)。其拖動(dòng)方式可采用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，也可以用電動(dòng)液壓裝置拖動(dòng)。如圖9-4，是克令吊結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1是提升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)，2是變幅機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)，3是旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)。通?？刹僮鲀蓚€(gè)機(jī)構(gòu)同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，也可以操作三個(gè)機(jī)構(gòu)同時(shí)工作。回轉(zhuǎn)式起貨機(jī)的吊貨過(guò)程可以用簡(jiǎn)化的負(fù)載圖來(lái)表示，見(jiàn)圖9-5。圖中縱坐標(biāo)，，分別為提升機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和變幅機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載力矩，橫坐標(biāo)為時(shí)間t。2．回轉(zhuǎn)式電動(dòng)起貨機(jī)1提升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)2變幅機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)3旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)圖9-4克令吊結(jié)構(gòu)示意圖返回1提升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)2變幅機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)圖9-4克令吊結(jié)構(gòu)圖9-5各電動(dòng)機(jī)軸上所受力矩的簡(jiǎn)化負(fù)載圖圖9-5各電動(dòng)機(jī)軸上所受力矩的簡(jiǎn)化負(fù)載圖回轉(zhuǎn)式電動(dòng)起貨機(jī)的工作過(guò)程為：（1）t1時(shí)間為吊起貨物階段，同時(shí)伸距由最小到最大。（2）t2時(shí)間為繼續(xù)吊貨至需要高度，同時(shí)開(kāi)始回轉(zhuǎn)。（3）t3時(shí)間為回轉(zhuǎn)至需要位置，伸距同步由最小開(kāi)始變大。（4）t4時(shí)間伸距繼續(xù)變化至最大，同時(shí)開(kāi)始落貨。（5）t5時(shí)間繼續(xù)落貨，直至“到位”。（6）t6時(shí)間卸貨，此時(shí)各電動(dòng)機(jī)停止工作?；剞D(zhuǎn)式電動(dòng)起貨機(jī)的工作過(guò)程為：（7）t7時(shí)間空鉤吊上，同時(shí)伸距由最大至最小。（8）t8時(shí)間繼續(xù)吊至需要高度，同時(shí)開(kāi)始回轉(zhuǎn)。（9）t9時(shí)間繼續(xù)回轉(zhuǎn)至需要位置，同時(shí)伸距由最小開(kāi)始變大。（10）t10時(shí)間伸距繼續(xù)變化至最大，同時(shí)開(kāi)始落空鉤。（11）t11時(shí)間繼續(xù)落空鉤，直至“到位”。（12）t12時(shí)間為裝貨，各電動(dòng)機(jī)停止工作。

t1~t12是一個(gè)工作周期，以后重復(fù)上述過(guò)程。（7）t7時(shí)間空鉤吊上，同時(shí)伸距由最大至最小。三、船舶起貨機(jī)電力拖動(dòng)的基本要求

1．提高生產(chǎn)率2．對(duì)調(diào)速范圍的要求3．對(duì)電動(dòng)機(jī)型式的要求4．對(duì)控制電路的要求

三、船舶起貨機(jī)電力拖動(dòng)的基本要求1．提高生產(chǎn)率

生產(chǎn)率是起貨機(jī)的重要指標(biāo)，以每小時(shí)的起貨量(t／h)

表示，加快提升貨物的速度可提高起貨機(jī)生產(chǎn)率，但從安全生產(chǎn)的角度來(lái)看，提升速度越高越不安全。為了提高生產(chǎn)率，必須合理確定額定起貨速度。

提高空鉤速度可以縮短起貨周期、提高生產(chǎn)率。因?yàn)榭浙^高速時(shí)造成生產(chǎn)事故的可能性較小，一般起貨機(jī)空鉤運(yùn)行速度比額定起貨的速度高出許多。對(duì)電動(dòng)起貨機(jī)選用飛輪慣量（GD2）小的電動(dòng)機(jī)以縮短系統(tǒng)的起動(dòng)和制動(dòng)時(shí)間也是提高生產(chǎn)率的一項(xiàng)有效措施。1．提高生產(chǎn)率2．對(duì)調(diào)速范圍的要求調(diào)速范圍是起貨機(jī)的另一重要指標(biāo)。起貨電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，既有空鉤高速，又有重載低速，要求較廣的調(diào)速范圍。一般直流起貨機(jī)調(diào)速范圍為10:1，調(diào)速性能良好；交流起貨機(jī)的調(diào)速范圍為7:1，基本上也能滿(mǎn)足起貨的調(diào)速要求。而液壓起貨機(jī)的調(diào)速由液壓控制實(shí)現(xiàn)，拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)本身不需要調(diào)速。2．對(duì)調(diào)速范圍的要求3．對(duì)電動(dòng)機(jī)型式的要求電動(dòng)起貨機(jī)必須選用防水式、重復(fù)短期工作制的電動(dòng)機(jī)以適應(yīng)甲板工作條件。直流起貨機(jī)，一般采用起動(dòng)力矩大而機(jī)械特性軟的復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)以承受沖擊負(fù)載，并且能適應(yīng)輕載高速、重載低速的工況。對(duì)交流起貨機(jī)，宜選用起動(dòng)力矩大、轉(zhuǎn)差率高而起動(dòng)電流較小的深槽式(或雙籠式)的變極調(diào)速籠式異步電動(dòng)機(jī)，也可選用繞線式異步電動(dòng)機(jī)。對(duì)發(fā)電機(jī)-電動(dòng)機(jī)（G-M）系統(tǒng)的起貨機(jī)，宜選用具有差復(fù)勵(lì)繞組的發(fā)電機(jī)，使電動(dòng)機(jī)獲得適用于起貨機(jī)的下墜特性。此外，要選用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小的專(zhuān)用電動(dòng)機(jī)，使起動(dòng)和制動(dòng)過(guò)程中的能耗降低。3．對(duì)電動(dòng)機(jī)型式的要求4．對(duì)控制電路的要求（1）電動(dòng)起貨機(jī)采用三檔調(diào)速控制，并能實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)運(yùn)行。（2）對(duì)電動(dòng)機(jī)設(shè)置短路、過(guò)載、繞組過(guò)熱、失壓欠壓、缺相保護(hù)環(huán)節(jié)等。（3）采用主令控制器實(shí)現(xiàn)運(yùn)行操作，以保證起貨機(jī)操作靈活，工作可靠。（4）電動(dòng)機(jī)要求有通風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，并設(shè)置風(fēng)道的風(fēng)門(mén)對(duì)風(fēng)機(jī)和起貨電動(dòng)機(jī)之間的聯(lián)鎖控制。4．對(duì)控制電路的要求（5）設(shè)置從零檔至上升（或下降）高速檔的自動(dòng)延時(shí)起動(dòng)控制，以防止快速操作引起電動(dòng)機(jī)過(guò)大的沖擊電流以及起貨機(jī)過(guò)大的機(jī)械沖擊。（6）從高速檔回零檔停車(chē)時(shí)設(shè)置有三級(jí)自動(dòng)制動(dòng)控制：電氣制動(dòng)（再生制動(dòng)）、電氣與機(jī)械聯(lián)合制動(dòng)以及機(jī)械制動(dòng)。（7）對(duì)于恒功率調(diào)速的電動(dòng)機(jī)，中、高速檔設(shè)置有重載不上高速的控制環(huán)節(jié)：當(dāng)額定負(fù)載（重載）時(shí)，既使主令手柄扳至上升高速檔，電動(dòng)機(jī)也只能運(yùn)行于中速檔；若電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于高速檔時(shí)出現(xiàn)重載，則應(yīng)自動(dòng)回到中速檔。（5）設(shè)置從零檔至上升（或下降）高速檔的自動(dòng)延時(shí)起（8）設(shè)置“逆轉(zhuǎn)矩”控制環(huán)節(jié)，即首先實(shí)現(xiàn)從高速擋到零檔的自動(dòng)制動(dòng)停車(chē)，然后再實(shí)現(xiàn)從零檔到反向高速檔三級(jí)延時(shí)起動(dòng)的自動(dòng)過(guò)程。（9）設(shè)置有電磁制動(dòng)器處于松閘的狀態(tài)下防止“貨物自由跌落”的保護(hù)。（10）設(shè)置有電磁制動(dòng)器線圈處于剎車(chē)狀態(tài)下防止中、高速檔堵轉(zhuǎn)的保護(hù)。（8）設(shè)置“逆轉(zhuǎn)矩”控制環(huán)節(jié)，即首先實(shí)現(xiàn)從高速擋到零第三節(jié)起貨機(jī)的電力拖動(dòng)控制線路分析

一、交流恒功率變極調(diào)速起貨機(jī)控制系統(tǒng)

圖9-6是國(guó)產(chǎn)交流變極調(diào)速起貨機(jī)控制電路原理圖（注意圖中電氣符號(hào)的表示方法）。

1.起貨機(jī)控制電路的組成

2.控制電路分析返回第三節(jié)起貨機(jī)的電力拖動(dòng)控制線路分析一、交流恒功率變極返回返回1.起貨機(jī)控制電路的組成

（1）利用主令控制器發(fā)出控制信號(hào)，使起貨機(jī)按指令的要求工作。（2）電機(jī)的起動(dòng)和調(diào)速環(huán)節(jié)。（3）制動(dòng)環(huán)節(jié)。（4）保護(hù)環(huán)節(jié)。1.起貨機(jī)控制電路的組成2.控制電路分析（1）準(zhǔn)備（主令控制器置零位）（2）提升第一檔（3）提升第二檔（4）提升第三檔（5）主令控制器手柄從零位直接扳到第三檔（6）主令控制器手柄直接從二檔或三檔扳回零位（7）落貨（8）主令控制器手柄從下降第三檔直接扳到上升第三檔或反之（9）保護(hù)環(huán)節(jié)及其功能2.控制電路分析二、恒轉(zhuǎn)矩交流三速起貨機(jī)的線路分析

恒轉(zhuǎn)矩交流三速電動(dòng)起貨機(jī)的特點(diǎn)是，中高速之間為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，并且高速也可以提升額定負(fù)載。防止重載高速運(yùn)行的保護(hù)裝置可以省去，這樣使得控制線路變得更加簡(jiǎn)單，同時(shí)又提高了可靠性。目前，國(guó)外生產(chǎn)廠家及船東采用恒轉(zhuǎn)矩型式交流三速起貨機(jī)也比較多，如圖9-7，為西門(mén)子公司生產(chǎn)的恒轉(zhuǎn)矩交流三速起貨機(jī)的控制電路原理圖。二、恒轉(zhuǎn)矩交流三速起貨機(jī)的線路分析返回返回1．基本結(jié)構(gòu)及參數(shù)額定電壓：440V，60Hz

極數(shù)：4/8/28極額定轉(zhuǎn)數(shù)：1760/870/200r/min；額定功率：38/19/4.4KW；負(fù)載持續(xù)率：25/25/25%；額定電流：69/55/38A；起重速度：改變減速齒輪箱傳動(dòng)比可提升2.5/5噸重物，提升5噸貨物時(shí)其速度為37.5/18.5/3.1r/min，提升2.5噸貨物時(shí)其速度為73/36/6.1r/min。

1．基本結(jié)構(gòu)及參數(shù)2．控制電路分析（1）手柄置零位（準(zhǔn)備）（2）提升第一檔（3）提升第二檔（4）提升第三檔（5）自動(dòng)逐級(jí)延時(shí)起動(dòng)過(guò)程（6）停車(chē)過(guò)程（7）逆轉(zhuǎn)矩控制2．控制電路分析3．控制線路中的保護(hù)環(huán)節(jié)（1）短路保護(hù)（2）失壓保護(hù)（3）起貨電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)（4）風(fēng)機(jī)過(guò)載保護(hù)：（5）應(yīng)急停車(chē)（6）吊桿電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)（7）聯(lián)鎖保護(hù)3．控制線路中的保護(hù)環(huán)節(jié)第四節(jié)錨機(jī)和系纜設(shè)備的電力拖動(dòng)與控制

一、錨機(jī)、絞纜機(jī)的類(lèi)型及運(yùn)行特點(diǎn)錨機(jī)系纜機(jī)械是船舶必需配備的重要甲板機(jī)械，它們主要用來(lái)使船舶安全地停泊于錨地或系泊于碼頭。錨機(jī)與絞纜機(jī)的型式根據(jù)船舶類(lèi)型及布置有多種多樣，如臥式錨機(jī)（帶系纜滾筒）、立式錨機(jī)、立式系纜絞機(jī)和臥式絞纜機(jī)等。全部起錨過(guò)程見(jiàn)圖9-8。起錨過(guò)程中電動(dòng)機(jī)的典型負(fù)載圖見(jiàn)圖9-9。

返回第四節(jié)錨機(jī)和系纜設(shè)備的電力拖動(dòng)與控制一、錨機(jī)、絞纜機(jī)的類(lèi)在圖9-9中：第I階段：收起躺在水底的余鏈階段，錨鏈的拉力是不變的；第Ⅱ階段：隨著懸鏈形狀的改變，拉力變大，直到錨破土；第Ⅲ階段：錨破土；第Ⅳ階段：收錨出水，隨著錨鏈長(zhǎng)度減小，拉力成正比減?。坏赩階段：收錨入孔，是將錨拉入并緊固于錨鏈孔中。

在圖9-9中：返回圖9-8起錨過(guò)程示意圖及作用力分析返回圖9-8起錨過(guò)程示意圖及作用力分析返回圖9-9典型的起錨阻力距曲線返回圖9-9典型的起錨阻力距曲線二、錨機(jī)、絞纜機(jī)械對(duì)電力拖動(dòng)系統(tǒng)的基本要求1．在錨機(jī)和絞纜機(jī)的控制系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置自動(dòng)逐級(jí)延時(shí)起動(dòng)電路和應(yīng)急保護(hù)電路。2．電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有足夠大的過(guò)載能力，應(yīng)能滿(mǎn)足任何一種起錨狀態(tài)所需要的最大轉(zhuǎn)矩，并且能在最大負(fù)載力矩下起動(dòng)（在30min內(nèi)允許起動(dòng)25次）。3．電動(dòng)機(jī)在堵轉(zhuǎn)情況下能承受堵轉(zhuǎn)電流時(shí)間為1min

（堵轉(zhuǎn)力矩為額定力矩的兩倍），在堵轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)直流而言，應(yīng)能使電動(dòng)機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)到人為機(jī)械特性上運(yùn)行，對(duì)交流而言，應(yīng)能自動(dòng)轉(zhuǎn)換到低速運(yùn)行。二、錨機(jī)、絞纜機(jī)械對(duì)電力拖動(dòng)系統(tǒng)的基本要求4．為滿(mǎn)足必須的起錨速度和拉錨入孔時(shí)的低速，要求電動(dòng)機(jī)有一定的調(diào)速范圍，一般要求在5：1～3：1。5．在電動(dòng)拋錨時(shí)，由于是位能性負(fù)載，所以要求控制系統(tǒng)必須具有穩(wěn)定的制動(dòng)拋錨功能，勻速拋錨。6．電動(dòng)機(jī)起動(dòng)次數(shù)不宜過(guò)于頻繁，應(yīng)能連續(xù)工作

30min，且要滿(mǎn)足30min內(nèi)起動(dòng)25次的要求。4．為滿(mǎn)足必須的起錨速度和拉錨入孔時(shí)的低速，要求電7．采用電氣和機(jī)械聯(lián)合制動(dòng)，以便滿(mǎn)足快速停車(chē)及系纜時(shí)具有輕載高速性能。8．電力拖動(dòng)裝置應(yīng)能滿(mǎn)足在給定航區(qū)內(nèi)，單錨破土后，能收起雙錨。9．電動(dòng)液壓錨機(jī)來(lái)應(yīng)具有獨(dú)立的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，其液壓管路應(yīng)不受其它甲板機(jī)械的管路影響。鏈輪與驅(qū)動(dòng)軸之間應(yīng)裝有離合器，離合器應(yīng)有可靠的鎖緊裝置；鏈輪或卷筒應(yīng)裝有可靠的制動(dòng)器，制動(dòng)器剎緊后應(yīng)能承受錨鏈斷裂負(fù)荷45%的靜拉力；錨鏈輪上必須裝有止鏈器。7．采用電氣和機(jī)械聯(lián)合制動(dòng)，以便滿(mǎn)足快速停車(chē)及系纜三、交流三速錨機(jī)電氣控制線路分析交流電動(dòng)錨機(jī)電氣控制線路圖見(jiàn)圖9-10。

1.控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

2.系統(tǒng)的工作原理

三、交流三速錨機(jī)電氣控制線路分析返回返回1.控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

控制系統(tǒng)中的主令控制器上正反轉(zhuǎn)操作均有三檔位置，分別來(lái)控制三檔速度，拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)采用交流三速鼠籠式電動(dòng)機(jī)，其定子上有兩套繞組：一套為4極，稱(chēng)為高速繞組；另一套是變極繞組，16極低速是三角形（Δ）接法，8極中速是雙星形（YY）接法，從Δ改接成YY屬于恒功率調(diào)速。系統(tǒng)設(shè)計(jì)低速與中速可直接起動(dòng)，高速則要通過(guò)中速延時(shí)起動(dòng)。正反轉(zhuǎn)是對(duì)稱(chēng)控制線路，系統(tǒng)采用了可逆的對(duì)稱(chēng)控制，用主令控制器來(lái)控制錨機(jī)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速、停止及反轉(zhuǎn)。1.控制系統(tǒng)的特點(diǎn)當(dāng)錨機(jī)電動(dòng)機(jī)在高速檔運(yùn)行時(shí)，一旦由于某種原因過(guò)載，系統(tǒng)能自動(dòng)瞬時(shí)轉(zhuǎn)換到中速檔運(yùn)行。在負(fù)載減小后，為了重新回到高速檔運(yùn)行，則主令控制器手柄必須從第三檔扳回到第二檔的位置，然后再扳到第三檔位置，錨機(jī)電動(dòng)機(jī)才能重新進(jìn)入高速運(yùn)行。系統(tǒng)中設(shè)置有失壓保護(hù)，在低速與中速檔位置設(shè)置了熱保護(hù)，在高速繞組回路設(shè)置了過(guò)載保護(hù)（過(guò)電流繼電器GLJ的動(dòng)作電流設(shè)置為高速檔額定電流的110%）。方向主接觸器ZC與FC之間以及1C與2C之間設(shè)置有機(jī)械聯(lián)鎖裝置，目的是為了防止電源短路?？刂齐娐凡捎萌蹟嗥髯鞫搪繁Ｗo(hù)。當(dāng)錨機(jī)電動(dòng)機(jī)在高速檔運(yùn)行時(shí)，一旦由于某種原因過(guò)載，2.系統(tǒng)的工作原理（1）起動(dòng)及運(yùn)行①主令控制器手柄扳到零位：②起錨第一檔③起錨第二檔④起錨第三檔⑤停車(chē)（2）拋錨2.系統(tǒng)的工作原理Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！ThankyThankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thankyou！Thanky第九章船舶甲板機(jī)械電力拖動(dòng)及其電氣控制

本章概述現(xiàn)代船舶一般都把錨機(jī)，絞纜機(jī)，起貨機(jī)和甲板起重設(shè)備統(tǒng)稱(chēng)為甲板機(jī)械。船舶的甲板機(jī)械大多采用電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)和電動(dòng)液壓控制系統(tǒng)。船舶航行于海上，它處于與陸地完全不同的工作環(huán)境。機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的可靠性決定了船舶及海員的安全。因此要求船舶機(jī)電設(shè)備必須適應(yīng)海上各種惡劣情況，如高溫、潮濕和海水的侵蝕、風(fēng)浪引起的撞擊和搖擺。另外，還要求機(jī)電設(shè)備操作靈活，維修方便。本篇還將介紹甲板機(jī)電設(shè)備的日常維護(hù)要點(diǎn)，引入典型實(shí)例來(lái)介紹一些常見(jiàn)故障處理方法。第九章船舶甲板機(jī)械電力拖動(dòng)及其電氣控制本章概述第九章船舶甲板機(jī)械電力拖動(dòng)及其電氣控制本章主要講解內(nèi)容第一節(jié)船舶甲板機(jī)械的特點(diǎn)及驅(qū)動(dòng)與控制方法第二節(jié)起貨機(jī)的電力拖動(dòng)與控制的基本要求第三節(jié)起貨機(jī)的電力拖動(dòng)控制線路分析第四節(jié)錨機(jī)和系纜設(shè)備的電力拖動(dòng)與控制第九章船舶甲板機(jī)械電力拖動(dòng)及其電氣控制本章主要講解內(nèi)容第一節(jié)船舶甲板機(jī)械的特點(diǎn)及驅(qū)動(dòng)與控制方法

當(dāng)今各類(lèi)運(yùn)輸船舶通常將錨機(jī)、絞纜機(jī)和起貨機(jī)稱(chēng)為船舶甲板機(jī)械。當(dāng)然各類(lèi)工程船舶上的移船絞車(chē)，捕魚(yú)船的拖網(wǎng)機(jī)，救撈船的尾拖纜機(jī)都屬于運(yùn)輸船舶的絞車(chē)類(lèi)和起貨機(jī)類(lèi)。船舶甲板機(jī)械的驅(qū)動(dòng)方式有電動(dòng)式和液壓式兩大類(lèi)。其相應(yīng)的控制回路為電氣控制回路和液壓控制回路。

在電氣控制回路中，當(dāng)代船舶已經(jīng)引入了可編程控制器和單片機(jī)；在液壓控制回路中，大多采用電子技術(shù)和液壓技術(shù)相結(jié)合的電液復(fù)合系統(tǒng)，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的自動(dòng)化程度。返回第一節(jié)船舶甲板機(jī)械的特點(diǎn)及驅(qū)動(dòng)與控制方法當(dāng)今各類(lèi)一、電動(dòng)甲板機(jī)械

1．船舶甲板機(jī)械的工況特點(diǎn)

2．調(diào)速要求

3．工作的可靠性要求高

4．對(duì)電氣設(shè)備的要求

一、電動(dòng)甲板機(jī)械1．船舶甲板機(jī)械的工況特點(diǎn)

船舶甲板機(jī)械與船舶電站緊密聯(lián)系。甲板機(jī)械中某些電動(dòng)機(jī)單機(jī)功率相對(duì)發(fā)電機(jī)的容量而言，占有了較大的權(quán)重，拖動(dòng)電機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)、運(yùn)行狀態(tài)都會(huì)直接影響到船舶電網(wǎng)參數(shù)的變化。船舶電站的容量基本上是根據(jù)船舶機(jī)電設(shè)備的總?cè)萘縼?lái)確定的。1．船舶甲板機(jī)械的工況特點(diǎn)2．調(diào)速要求甲板機(jī)械要求調(diào)速的主要有起貨機(jī)、錨機(jī)和絞纜機(jī)等，但這幾種設(shè)備對(duì)于電力拖動(dòng)的各項(xiàng)調(diào)速指標(biāo)的要求并不高。一般要求調(diào)速范圍在1:8-1:10左右。至于特性的硬度、靜差率以及動(dòng)態(tài)性能方面的指標(biāo)都沒(méi)有特殊的要求。目前在船用交流調(diào)速系統(tǒng)中，起貨機(jī)、錨機(jī)大多采用變極調(diào)速系統(tǒng)。有的船舶起貨機(jī)把可編程控制器和單片機(jī)引入到控制系統(tǒng)中來(lái)，使其調(diào)速系統(tǒng)更為可靠，性能更佳。2．調(diào)速要求3．工作的可靠性要求高甲板機(jī)械及其機(jī)電設(shè)備的高可靠性運(yùn)行，這是由船舶的特殊性所決定的。除了要求它們可靠運(yùn)行外，還要方便日常管理和維護(hù)，一旦發(fā)生意外故障，則要求鼓掌部分能迅速恢復(fù)和切除，盡最大可能保持供電和繼續(xù)運(yùn)行。3．工作的可靠性要求高4．對(duì)電氣設(shè)備的要求對(duì)船舶的甲板機(jī)電設(shè)備有以下幾點(diǎn)要求：

（1）通用性，同一用途的設(shè)備應(yīng)具有同一規(guī)格，以保證良好的互換性。（2）抗干擾性，目前電力電子器件在船舶中大量運(yùn)用，必須抑制各種電磁干擾、提高電子設(shè)備和微機(jī)系統(tǒng)的電磁兼容性以保證這些系統(tǒng)的正常工作。（3）環(huán)境條件，要求機(jī)電設(shè)備能承受船舶在航行中發(fā)生的振動(dòng)和沖擊力，以及環(huán)境溫度的變化。4．對(duì)電氣設(shè)備的要求二、液壓甲板機(jī)械甲板起重機(jī)大多采用液壓傳動(dòng)，錨機(jī)、系泊絞纜機(jī)和起貨機(jī)也有不少是采用液壓傳動(dòng)的。液壓起貨機(jī)、錨機(jī)和絞纜機(jī)操作方便，工作比較平穩(wěn)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，而且能吸收沖擊性負(fù)荷和自動(dòng)防止過(guò)載，并具有良好的制動(dòng)能力。它們對(duì)環(huán)境溫度和濕度不太敏感。但它們存在加工精度要求較高，制造安裝比較復(fù)雜，維護(hù)管理工作量相對(duì)大。

表9-1為甲板機(jī)械兩種驅(qū)動(dòng)方式的性能及有關(guān)情況。二、液壓甲板機(jī)械表9-1甲板機(jī)械兩種驅(qū)動(dòng)方式的比較適用范圍各類(lèi)工程船舶的選用對(duì)船舶電站容量的要求起動(dòng)特性調(diào)速特性運(yùn)行特性制造成本及可靠性技術(shù)發(fā)展趨向維護(hù)管理電氣傳動(dòng)油船、化學(xué)品船不宜采用較少大功率裝置起動(dòng)時(shí)對(duì)電站及電網(wǎng)有沖擊加速時(shí)間在2—4S內(nèi)大多采用階梯式難于保證平穩(wěn)和抗沖擊投資小，可靠PLC控制維修方便液壓傳動(dòng)適用于各種類(lèi)型船舶廣泛基本不沖擊電站加速時(shí)間小于2S無(wú)級(jí)調(diào)速速比范圍大運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，能抗沖擊投資大，可靠電液復(fù)合機(jī)電一體維修工作量較大表9-1甲板機(jī)械兩種驅(qū)動(dòng)方式的比較適用范圍各類(lèi)工程船舶的第二節(jié)起貨機(jī)的電力拖動(dòng)與控制的基本要求

一、船舶起貨機(jī)的類(lèi)型及特點(diǎn)船舶起貨機(jī)的類(lèi)型很多。依據(jù)拖動(dòng)方式來(lái)分，有電力拖動(dòng)起貨機(jī)和電動(dòng)液壓起貨機(jī)兩種。從機(jī)械結(jié)構(gòu)的形式來(lái)分，主要有吊桿式起貨機(jī)、回轉(zhuǎn)式起貨機(jī)（克令吊）和行走（門(mén)吊）式起重機(jī)幾種類(lèi)型。

1.電動(dòng)起貨機(jī)的特點(diǎn)

2.電動(dòng)液壓起貨機(jī)的特點(diǎn)

返回第二節(jié)起貨機(jī)的電力拖動(dòng)與控制的基本要求一、船舶起貨機(jī)的類(lèi)1.電動(dòng)起貨機(jī)的特點(diǎn)電動(dòng)起貨機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、振動(dòng)、噪音較小，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和遙控；其缺點(diǎn)是電氣線路較為復(fù)雜，在管理和維護(hù)方面有一定的要求。通常采用多電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)或選用各種類(lèi)型電動(dòng)機(jī)的固有特性或人為特性來(lái)滿(mǎn)足起貨機(jī)對(duì)電力拖動(dòng)提出的要求。

1.電動(dòng)起貨機(jī)的特點(diǎn)2.電動(dòng)液壓起貨機(jī)的特點(diǎn)電動(dòng)液壓起貨機(jī)能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速，加速時(shí)間短，具有良好的制動(dòng)能力，不需要電磁制動(dòng)器。它的調(diào)速和換向是在液力機(jī)械中進(jìn)行的，而電動(dòng)機(jī)維持恒速不變，因此可采用普通鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。它的缺點(diǎn)是工作效率低，制造精度要求高，油路系統(tǒng)復(fù)雜，一旦管路破損、漏油不易修復(fù)。2.電動(dòng)液壓起貨機(jī)的特點(diǎn)二、電動(dòng)起貨機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特性起貨機(jī)與其他機(jī)電設(shè)備一樣，由原動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分構(gòu)成。電動(dòng)起貨機(jī)主要由以下三個(gè)部分構(gòu)成：電動(dòng)機(jī)；減速箱和離合器組成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及卷筒；電磁/機(jī)械剎車(chē)裝置與吊桿等。二、電動(dòng)起貨機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特性1．吊桿式起貨機(jī)

吊桿式起貨機(jī)有單桿式和雙桿式兩種。單桿式電動(dòng)起貨機(jī)是一種具有電動(dòng)回轉(zhuǎn)和變幅的起貨機(jī)，見(jiàn)圖9-1。雙桿式電動(dòng)起貨機(jī)是采用兩臺(tái)起貨機(jī)在起貨過(guò)程中相互配合進(jìn)行工作的，見(jiàn)圖9-2。雙桿吊貨的工作過(guò)程見(jiàn)圖9-3。1．吊桿式起貨機(jī)圖9-1單桿式電動(dòng)起貨機(jī)結(jié)構(gòu)圖返回圖9-1單桿式電動(dòng)起貨機(jī)結(jié)構(gòu)圖返回圖9-2雙桿式電動(dòng)起貨機(jī)結(jié)構(gòu)圖返回圖9-2雙桿式電動(dòng)起貨機(jī)結(jié)構(gòu)圖返回圖9-3雙桿吊貨時(shí)電動(dòng)機(jī)負(fù)載圖返回圖9-3雙桿吊貨時(shí)電動(dòng)機(jī)負(fù)載圖返回

由圖9-3可見(jiàn)，起貨電動(dòng)機(jī)是重復(fù)短期工作，所以起貨電動(dòng)機(jī)一般采用專(zhuān)用的重復(fù)短期制。這種工作制用百分?jǐn)?shù)JC值表示，稱(chēng)為暫載率或通電持續(xù)率，它表示在一個(gè)周期內(nèi)，工作時(shí)間與一個(gè)周期時(shí)間T之比。式中：tg為一周期內(nèi)工作時(shí)間，t1為一周內(nèi)的停止時(shí)間。船舶起貨機(jī)采用的電動(dòng)機(jī)的暫載率一般為15%，

20%，25%，40%。一個(gè)周期的時(shí)間一般不超過(guò)

10分鐘。由圖9-3可見(jiàn)，起貨電動(dòng)機(jī)是重復(fù)短期工作，所以起2．回轉(zhuǎn)式電動(dòng)起貨機(jī)回轉(zhuǎn)式起貨機(jī)（克令吊）它包括提升、變幅和回轉(zhuǎn)三個(gè)主要機(jī)構(gòu)。其拖動(dòng)方式可采用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，也可以用電動(dòng)液壓裝置拖動(dòng)。如圖9-4，是克令吊結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1是提升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)，2是變幅機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)，3是旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)。通?？刹僮鲀蓚€(gè)機(jī)構(gòu)同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，也可以操作三個(gè)機(jī)構(gòu)同時(shí)工作?；剞D(zhuǎn)式起貨機(jī)的吊貨過(guò)程可以用簡(jiǎn)化的負(fù)載圖來(lái)表示，見(jiàn)圖9-5。圖中縱坐標(biāo)，，分別為提升機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和變幅機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載力矩，橫坐標(biāo)為時(shí)間t。2．回轉(zhuǎn)式電動(dòng)起貨機(jī)1提升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)2變幅機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)3旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)圖9-4克令吊結(jié)構(gòu)示意圖返回1提升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)2變幅機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)圖9-4克令吊結(jié)構(gòu)圖9-5各電動(dòng)機(jī)軸上所受力矩的簡(jiǎn)化負(fù)載圖圖9-5各電動(dòng)機(jī)軸上所受力矩的簡(jiǎn)化負(fù)載圖回轉(zhuǎn)式電動(dòng)起貨機(jī)的工作過(guò)程為：（1）t1時(shí)間為吊起貨物階段，同時(shí)伸距由最小到最大。（2）t2時(shí)間為繼續(xù)吊貨至需要高度，同時(shí)開(kāi)始回轉(zhuǎn)。（3）t3時(shí)間為回轉(zhuǎn)至需要位置，伸距同步由最小開(kāi)始變大。（4）t4時(shí)間伸距繼續(xù)變化至最大，同時(shí)開(kāi)始落貨。（5）t5時(shí)間繼續(xù)落貨，直至“到位”。（6）t6時(shí)間卸貨，此時(shí)各電動(dòng)機(jī)停止工作?；剞D(zhuǎn)式電動(dòng)起貨機(jī)的工作過(guò)程為：（7）t7時(shí)間空鉤吊上，同時(shí)伸距由最大至最小。（8）t8時(shí)間繼續(xù)吊至需要高度，同時(shí)開(kāi)始回轉(zhuǎn)。（9）t9時(shí)間繼續(xù)回轉(zhuǎn)至需要位置，同時(shí)伸距由最小開(kāi)始變大。（10）t10時(shí)間伸距繼續(xù)變化至最大，同時(shí)開(kāi)始落空鉤。（11）t11時(shí)間繼續(xù)落空鉤，直至“到位”。（12）t12時(shí)間為裝貨，各電動(dòng)機(jī)停止工作。

t1~t12是一個(gè)工作周期，以后重復(fù)上述過(guò)程。（7）t7時(shí)間空鉤吊上，同時(shí)伸距由最大至最小。三、船舶起貨機(jī)電力拖動(dòng)的基本要求

1．提高生產(chǎn)率2．對(duì)調(diào)速范圍的要求3．對(duì)電動(dòng)機(jī)型式的要求4．對(duì)控制電路的要求

三、船舶起貨機(jī)電力拖動(dòng)的基本要求1．提高生產(chǎn)率

生產(chǎn)率是起貨機(jī)的重要指標(biāo)，以每小時(shí)的起貨量(t／h)

表示，加快提升貨物的速度可提高起貨機(jī)生產(chǎn)率，但從安全生產(chǎn)的角度來(lái)看，提升速度越高越不安全。為了提高生產(chǎn)率，必須合理確定額定起貨速度。

提高空鉤速度可以縮短起貨周期、提高生產(chǎn)率。因?yàn)榭浙^高速時(shí)造成生產(chǎn)事故的可能性較小，一般起貨機(jī)空鉤運(yùn)行速度比額定起貨的速度高出許多。對(duì)電動(dòng)起貨機(jī)選用飛輪慣量（GD2）小的電動(dòng)機(jī)以縮短系統(tǒng)的起動(dòng)和制動(dòng)時(shí)間也是提高生產(chǎn)率的一項(xiàng)有效措施。1．提高生產(chǎn)率2．對(duì)調(diào)速范圍的要求調(diào)速范圍是起貨機(jī)的另一重要指標(biāo)。起貨電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，既有空鉤高速，又有重載低速，要求較廣的調(diào)速范圍。一般直流起貨機(jī)調(diào)速范圍為10:1，調(diào)速性能良好；交流起貨機(jī)的調(diào)速范圍為7:1，基本上也能滿(mǎn)足起貨的調(diào)速要求。而液壓起貨機(jī)的調(diào)速由液壓控制實(shí)現(xiàn)，拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)本身不需要調(diào)速。2．對(duì)調(diào)速范圍的要求3．對(duì)電動(dòng)機(jī)型式的要求電動(dòng)起貨機(jī)必須選用防水式、重復(fù)短期工作制的電動(dòng)機(jī)以適應(yīng)甲板工作條件。直流起貨機(jī)，一般采用起動(dòng)力矩大而機(jī)械特性軟的復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)以承受沖擊負(fù)載，并且能適應(yīng)輕載高速、重載低速的工況。對(duì)交流起貨機(jī)，宜選用起動(dòng)力矩大、轉(zhuǎn)差率高而起動(dòng)電流較小的深槽式(或雙籠式)的變極調(diào)速籠式異步電動(dòng)機(jī)，也可選用繞線式異步電動(dòng)機(jī)。對(duì)發(fā)電機(jī)-電動(dòng)機(jī)（G-M）系統(tǒng)的起貨機(jī)，宜選用具有差復(fù)勵(lì)繞組的發(fā)電機(jī)，使電動(dòng)機(jī)獲得適用于起貨機(jī)的下墜特性。此外，要選用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小的專(zhuān)用電動(dòng)機(jī)，使起動(dòng)和制動(dòng)過(guò)程中的能耗降低。3．對(duì)電動(dòng)機(jī)型式的要求4．對(duì)控制電路的要求（1）電動(dòng)起貨機(jī)采用三檔調(diào)速控制，并能實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)運(yùn)行。（2）對(duì)電動(dòng)機(jī)設(shè)置短路、過(guò)載、繞組過(guò)熱、失壓欠壓、缺相保護(hù)環(huán)節(jié)等。（3）采用主令控制器實(shí)現(xiàn)運(yùn)行操作，以保證起貨機(jī)操作靈活，工作可靠。（4）電動(dòng)機(jī)要求有通風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，并設(shè)置風(fēng)道的風(fēng)門(mén)對(duì)風(fēng)機(jī)和起貨電動(dòng)機(jī)之間的聯(lián)鎖控制。4．對(duì)控制電路的要求（5）設(shè)置從零檔至上升（或下降）高速檔的自動(dòng)延時(shí)起動(dòng)控制，以防止快速操作引起電動(dòng)機(jī)過(guò)大的沖擊電流以及起貨機(jī)過(guò)大的機(jī)械沖擊。（6）從高速檔回零檔停車(chē)時(shí)設(shè)置有三級(jí)自動(dòng)制動(dòng)控制：電氣制動(dòng)（再生制動(dòng)）、電氣與機(jī)械聯(lián)合制動(dòng)以及機(jī)械制動(dòng)。（7）對(duì)于恒功率調(diào)速的電動(dòng)機(jī)，中、高速檔設(shè)置有重載不上高速的控制環(huán)節(jié)：當(dāng)額定負(fù)載（重載）時(shí)，既使主令手柄扳至上升高速檔，電動(dòng)機(jī)也只能運(yùn)行于中速檔；若電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于高速檔時(shí)出現(xiàn)重載，則應(yīng)自動(dòng)回到中速檔。（5）設(shè)置從零檔至上升（或下降）高速檔的自動(dòng)延時(shí)起（8）設(shè)置“逆轉(zhuǎn)矩”控制環(huán)節(jié)，即首先實(shí)現(xiàn)從高速擋到零檔的自動(dòng)制動(dòng)停車(chē)，然后再實(shí)現(xiàn)從零檔到反向高速檔三級(jí)延時(shí)起動(dòng)的自動(dòng)過(guò)程。（9）設(shè)置有電磁制動(dòng)器處于松閘的狀態(tài)下防止“貨物自由跌落”的保護(hù)。（10）設(shè)置有電磁制動(dòng)器線圈處于剎車(chē)狀態(tài)下防止中、高速檔堵轉(zhuǎn)的保護(hù)。（8）設(shè)置“逆轉(zhuǎn)矩”控制環(huán)節(jié)，即首先實(shí)現(xiàn)從高速擋到零第三節(jié)起貨機(jī)的電力拖動(dòng)控制線路分析

一、交流恒功率變極調(diào)速起貨機(jī)控制系統(tǒng)

圖9-6是國(guó)產(chǎn)交流變極調(diào)速起貨機(jī)控制電路原理圖（注意圖中電氣符號(hào)的表示方法）。

1.起貨機(jī)控制電路的組成

2.控制電路分析返回第三節(jié)起貨機(jī)的電力拖動(dòng)控制線路分析一、交流恒功率變極返回返回1.起貨機(jī)控制電路的組成

（1）利用主令控制器發(fā)出控制信號(hào)，使起貨機(jī)按指令的要求工作。（2）電機(jī)的起動(dòng)和調(diào)速環(huán)節(jié)。（3）制動(dòng)環(huán)節(jié)。（4）保護(hù)環(huán)節(jié)。1.起貨機(jī)控制電路的組成2.控制電路分析（1）準(zhǔn)備（主令控制器置零位）（2）提升第一檔（3）提升第二檔（4）提升第三檔（5）主令控制器手柄從零位直接扳到第三檔（6）主令控制器手柄直接從二檔或三檔扳回零位（7）落貨（8）主令控制器手柄從下降第三檔直接扳到上升第三檔或反之（9）保護(hù)環(huán)節(jié)及其功能2.控制電路分析二、恒轉(zhuǎn)矩交流三速起貨機(jī)的線路分析

恒轉(zhuǎn)矩交流三速電動(dòng)起貨機(jī)的特點(diǎn)是，中高速之間為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，并且高速也可以提升額定負(fù)載。防止重載高速運(yùn)行的保護(hù)裝置可以省去，這樣使得控制線路變得更加簡(jiǎn)單，同時(shí)又提高了可靠性。目前，國(guó)外生產(chǎn)廠家及船東采用恒轉(zhuǎn)矩型式交流三速起貨機(jī)也比較多，如圖9-7，為西門(mén)子公司生產(chǎn)的恒轉(zhuǎn)矩交流三速起貨機(jī)的控制電路原理圖。二、恒轉(zhuǎn)矩交流三速起貨機(jī)的線路分析返回返回1．基本結(jié)構(gòu)及參數(shù)額定電壓：440V，60Hz

極數(shù)：4/8/28極額定轉(zhuǎn)數(shù)：1760/870/200r/min；額定功率：38/19/4.4KW；負(fù)載持續(xù)率：25/25/25%；額定電流：69/55/38A；起重速度：改變減速齒輪箱傳動(dòng)比可提升2.5/5噸重物，提升5噸貨物時(shí)其速度為37.5/18.5/3.1r/min，提升2.5噸貨物時(shí)其速度為73/36/6.1r/min。

1．基本結(jié)構(gòu)及參數(shù)2．控制電路分析（1）手柄置零位（準(zhǔn)備）（2）提升第一檔（3）提升第二檔（4）提升第三檔（5）自動(dòng)逐級(jí)延時(shí)起動(dòng)過(guò)程（6）停車(chē)過(guò)程（7）逆轉(zhuǎn)矩控制2．控制電路分析3．控制線路中的保護(hù)環(huán)節(jié)（1）短路保護(hù)（2）失壓保護(hù)（3）起貨電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)（4）風(fēng)機(jī)過(guò)載保護(hù)：（5）應(yīng)急停車(chē)（6）吊桿電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)（7）聯(lián)鎖保護(hù)3．控制線路中的保護(hù)環(huán)節(jié)第四節(jié)錨機(jī)和系纜設(shè)備的電力拖動(dòng)與控制

一、錨機(jī)、絞纜機(jī)的類(lèi)型及運(yùn)行特點(diǎn)錨機(jī)系纜機(jī)械是船舶必需配備的重要甲板機(jī)械，它們主要用來(lái)使船舶安全地停泊于錨地或系泊于碼頭。錨機(jī)與絞纜機(jī)的型式根據(jù)船舶類(lèi)型及布置有多種多樣，如臥式錨機(jī)（帶系纜滾筒）、立式錨機(jī)、立式系纜絞機(jī)和臥式絞纜機(jī)等。全部起錨過(guò)程見(jiàn)圖9-8。起錨過(guò)程中電動(dòng)機(jī)的典型負(fù)載圖見(jiàn)圖9-9。

返回第四節(jié)錨機(jī)和系纜設(shè)備的電力拖動(dòng)與控制一、錨機(jī)、絞纜機(jī)的類(lèi)在圖9-9中：第I階段：收起躺在水底的余鏈階段，錨鏈的拉力是不變的；第Ⅱ階段：隨著懸鏈形狀的改變，拉力變大，直到錨破土；第Ⅲ階段：錨破土；第Ⅳ階段：收錨出水，隨著錨鏈長(zhǎng)度減小，拉力成正比減??；第V階段：收錨入孔，是將錨拉入并緊固于錨鏈孔中。

在圖9-9中：返回圖9-8起錨過(guò)程示意圖及作用力分析返回圖9-8起錨過(guò)程示意圖及作用力分析返回圖9-9典型的起錨阻力距曲線返回圖9-9典型的起錨阻力距曲線二、錨機(jī)、絞纜機(jī)械對(duì)電力拖動(dòng)系統(tǒng)的基本要求1．在錨機(jī)和絞纜機(jī)的控制系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置自動(dòng)逐級(jí)延時(shí)起動(dòng)電路和應(yīng)急保護(hù)電路。2．電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有足夠大的過(guò)載能力，應(yīng)能滿(mǎn)足任何一種起錨狀態(tài)所需要的最大轉(zhuǎn)矩，并且能在最大負(fù)載力矩