項目五異步電動機(jī)常用控制電路(大管輪)課件

項目五異步電動機(jī)常用控制電路任務(wù)一.電動機(jī)的保護(hù)和基本控制環(huán)節(jié)任務(wù)二.異步電機(jī)的典型控制電路任務(wù)三.空壓機(jī)自動控制電路任務(wù)四.錨機(jī)、絞纜機(jī)電力拖動控制系統(tǒng)任務(wù)五.起貨機(jī)電力拖動控制系統(tǒng)任務(wù)六.船舶舵機(jī)控制系統(tǒng)ThecommonlyusedcontrolcircuitoftheACasynchronousmotor任務(wù)一電動機(jī)的保護(hù)和基本控制環(huán)節(jié)本節(jié)主要內(nèi)容主要內(nèi)容：一.電動機(jī)控制線路保護(hù)環(huán)節(jié)；二.電氣控制系統(tǒng)圖類型、繪制規(guī)范及讀圖方法；

三.電動機(jī)控制電路的基本控制環(huán)節(jié)。學(xué)習(xí)要求：

1.要求知道電動機(jī)控制線路的基本保護(hù)；

2.了解電氣系統(tǒng)圖的類型、繪制規(guī)范及閱讀方法；3.能分析電動機(jī)的基本控制環(huán)節(jié)。Theprotectionandbasiccontrolcircuitforthree-phaseACmotor在電力拖動系統(tǒng)設(shè)計時，不僅應(yīng)保證設(shè)備在正常工作條件下安全運行，而且還應(yīng)考慮到在異常情況下保證設(shè)備和人身的安全。為此，必須在系統(tǒng)中設(shè)置必要的保護(hù)環(huán)節(jié)。最常見的電氣保護(hù)環(huán)節(jié)有短路保護(hù)、過載保護(hù)、欠壓、失壓保護(hù)及缺相保護(hù)。一、電動機(jī)的基本保護(hù)環(huán)節(jié)電流不經(jīng)負(fù)載而直接形成回路稱短路。常用的短路保護(hù)措施有：在電路中裝設(shè)自動空氣斷路器(automaticaircircuitbreaker,ACB)（又稱自動空氣開關(guān)）、熔斷器（俗稱保險絲）等。熔斷器(fuse)串聯(lián)在電源和用電電路之間，如圖5-1-1中的FU1。當(dāng)流過的電流超過其允許值時，熔體自動熔斷，從而切斷故障電路。當(dāng)流過熔斷器的電流小于其額定電流時，熔斷器可長期工作而不熔斷。當(dāng)流過的電流超過其額定電流時，并不是立即熔斷，而是要經(jīng)過一定的時間使熔體的溫度達(dá)到熔點后才會熔斷。

1、短路（shortcircuit)保護(hù)

圖5-1-1三相異步電動機(jī)控制電路對于大多數(shù)電氣設(shè)備來說，當(dāng)電流超過其額定值（即過載）時，并不一定會立即損壞，但長時間的或嚴(yán)重的過載是不能允許的。故在電路中常裝設(shè)過載保護(hù)，以防被保護(hù)電器因過載而損壞。過載保護(hù)的原理是：當(dāng)被保護(hù)電器出現(xiàn)長時間過載或超強(qiáng)度過載時，利用過載時出現(xiàn)的熱效應(yīng)、電磁效應(yīng)等使過載保護(hù)電器動作，使被保護(hù)設(shè)備脫離電源。用于過載保護(hù)的電器：熱繼電器(Thermalrelay)、過電流繼電器(Over-currentrelay)、自動空氣開關(guān)。2、過載（over

roading）保護(hù)失壓（欠壓）保護(hù)是依據(jù)接觸器本身的電磁機(jī)構(gòu)和起動按鈕(button)來實現(xiàn)的。當(dāng)電源電壓由于某種原因消失時，電動機(jī)會自動停車。當(dāng)電源電壓恢復(fù)時，電動機(jī)不會自動起動，只有在操作人員按下起動按鈕后，電動機(jī)才可起動，這種保護(hù)稱為失壓保護(hù)。當(dāng)電源電壓過分降低（欠壓）時，電動機(jī)為了維護(hù)電磁轉(zhuǎn)矩滿足負(fù)載轉(zhuǎn)矩的需要，其電流必將增加，使電動機(jī)可能過載甚至燒毀。而此時由于電源電壓過分降低，接觸器反力彈簧的作用力大于電磁吸力時銜鐵將釋放，主觸頭斷開，使電動機(jī)脫離電源，實現(xiàn)欠壓保護(hù)。3、失壓/欠壓(lossofpower/undervoltage)保護(hù)

三相交流異步電動機(jī)運行時，任一相斷線(或失電)，會造成單相運行，此時電動機(jī)為了得到同樣的電磁轉(zhuǎn)矩，定子電流將大大超過其額定電流，導(dǎo)致電機(jī)發(fā)熱燒壞，缺相運行的電機(jī)，還伴隨著劇烈的電振動和機(jī)械振動。一般熱繼電器的發(fā)熱元件串接在三相主電路的任意兩相之中，在任一相發(fā)生斷路（缺相）故障時，必然導(dǎo)致另兩相電流的大幅度增加。4、缺相(openphase)保護(hù)二、電氣控制系統(tǒng)原理圖和安裝接線圖在電氣控制系統(tǒng)中，為了便于表達(dá)自動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理、安裝、使用和維修，需要將各種電器元件及其連接用一定的圖形表示出來，這種圖稱為電氣控制系統(tǒng)圖。電氣控制系統(tǒng)圖主要包括電氣控制線路圖（又稱電氣原理圖）、電器布置圖和電氣安裝接線圖。

原理圖是用來說明電氣控制系統(tǒng)工作原理的電氣電路圖，繪制原理圖的出發(fā)點是便于閱讀，下面列出繪制原理圖的幾項原則：（1）所有電機(jī)、電器等元件都應(yīng)采用統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號和文字符號來表示。（2）原理圖一般分主電路和輔助電路兩大部分。（3）在原理圖中，同一電器的不同部分（如線圈、觸點）分散在圖內(nèi)不同的部位，為易于識別，規(guī)定使用同一文字符號標(biāo)明。（4）在原理圖中所有的觸點均表示“正常狀態(tài)”，所謂正常狀態(tài)是指各種電器在沒有通電和沒有外力作用時的狀態(tài)。（5）為安裝和維修方便，電機(jī)和電器的各接線端都要用數(shù)字編號。安裝接線圖是用來表明電氣控制系統(tǒng)中各元件的實際安裝位置和接線情況的，在安裝和檢修電氣設(shè)備時用安裝接線圖更為方便，下面列出繪制安裝接線圖的幾項原則：（1）安裝接線圖應(yīng)表示出各電器的實際位置，同一電器的各元件要畫在一起。（2）要表示出各電機(jī)、電器之間的電氣聯(lián)接，凡是導(dǎo)線走向相同的可以合并畫成單線。（3）安裝接線圖中元件的圖形和文字符號以及端子的編號應(yīng)與原理圖一致。（4）安裝接線圖上應(yīng)標(biāo)明導(dǎo)線的走線管的型號、規(guī)格和尺寸。三、電動機(jī)控制電路的基本控制環(huán)節(jié)1、電動機(jī)的點動控制電路圖5-1-2為簡單的點動控制線路。合三相電源開關(guān)QS，按下起動按鈕SB，接觸器KM線圈有電，主觸頭閉合，電動機(jī)M起動運轉(zhuǎn)，手松開，接觸器失電，主觸頭斷開，電動機(jī)停止運轉(zhuǎn)。

3~圖5-1-2三相異步電動機(jī)的點動控制電路2、電動機(jī)的連續(xù)控制電路大多數(shù)鼠籠式電動機(jī)的連續(xù)控制采用磁力起動器進(jìn)行控制。磁力起動器是用來遠(yuǎn)距離控制和保護(hù)鼠籠式電動機(jī)最簡單的成套電器，它是由電源開關(guān)、熔斷器、按鈕、交流接觸器和熱繼電器等組成。圖5-1-3就是單向（不可逆）磁力起動器控制電路。

圖5-1-3三相異步電動機(jī)的連續(xù)控制電路3~3、電動機(jī)的多地點控制電路為了操作方便，某些設(shè)備往往要求在兩個或兩個以上的地點對它都能進(jìn)行操作。實現(xiàn)這一要求的就是多地點控制，只要將兩個或多個起動按鈕和停止按鈕分別組成并聯(lián)和串聯(lián)電路即可。圖5-1-4的電路就屬于兩地點控制中的按鈕連接方式的一種。圖5-1-4兩地點控制4、電動機(jī)的行程控制電路某些生產(chǎn)機(jī)械的運動部件的行程范圍有一定限制，例如船舶舵機(jī)的左右舵角偏轉(zhuǎn)必須限制在35°以內(nèi)；起貨機(jī)提升機(jī)構(gòu)必須防止吊索收盡以免造成吊鉤撞碰吊臂事故等。實現(xiàn)行程控制，應(yīng)將限位（行程）開關(guān)安置在設(shè)限的位置上，如圖5-1-5所示。STB和STA分別為左右移動的終端限位（行程）開關(guān)。為實現(xiàn)行程控制的要求，限位（行程）開關(guān)(Limitswitch)的常閉觸頭STA、STB與控制線路中的停止控鈕SB2串聯(lián)，如圖5-1-6所示。當(dāng)運動機(jī)械移動到極限位置時，行程開關(guān)的常閉觸頭STA或STB斷開，電動機(jī)便停轉(zhuǎn)。顯然限位控制是避免生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)入異常位置的一種限位保護(hù)。STASTB

限位開關(guān)正逆圖5-1-5

行程控制示意圖KMFKHKMRSB1KMFSB2SB3STBKMRKMRKMFSTA圖5-1-6行程控制電路5、電動機(jī)的聯(lián)鎖控制電路

船舶主空壓機(jī)正常工作時，需要冷卻水進(jìn)行冷卻，所以要求冷卻水泵先運行，冷卻水壓力建立后才能起動空壓機(jī)。還有船舶甲板上的電動起貨機(jī)中的主拖動電動機(jī)的起動，只有在為它冷卻的風(fēng)機(jī)電動機(jī)起動后它才能起動。這就是順序起動聯(lián)鎖控制，控制電路如圖5-1-7所示。

圖5-1-7

順序起動連鎖控制

(a)

(b)3~3~任務(wù)二異步電動機(jī)的典型控制電路本節(jié)主要內(nèi)容主要內(nèi)容：一.異步電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制；二.Y/△降壓啟動控制線路；

三.泵組自動切換控制線路；

四.海（淡）水柜水位自動控制線路。學(xué)習(xí)要求：

1.掌握正反轉(zhuǎn)控制、Y/△降壓啟動控制泵組自動切換控制、海（淡）水柜水位自動控制電路原理；

2.分析控制過程，排除常見故障。

ThetypicalcontrolcircuitforACinductionmotor一、異步電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路

圖5-2-1是用輔助觸頭作聯(lián)鎖的電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路。圖5-2-2是利用復(fù)合按鈕及輔助觸頭作聯(lián)鎖的電動機(jī)正反轉(zhuǎn)起動控制。圖5-2-1正反轉(zhuǎn)起動控制圖5-2-2復(fù)合按鈕正、反轉(zhuǎn)起動控制Y－Δ換接起動的控制電路的形式比較多。圖5-2-3是其中的一種。二、異步電機(jī)Y－Δ換接起動控制電路

圖5-2-3Y—△換接起動控制電路三、泵組自動切換控制線路

為主機(jī)服務(wù)的燃油泵、滑油泵、冷卻水泵等主要電動輔機(jī)，為了控制方便和工作可靠均設(shè)置兩套機(jī)組。不僅能在機(jī)組旁控制，也能在集中控制室進(jìn)行遙控；而且在運行中泵系統(tǒng)出現(xiàn)故障時能實現(xiàn)機(jī)組的自動切換，使備用機(jī)組立即起動投入工作，以保證主機(jī)處于正常工作狀態(tài)。

圖5-2-4為某輪泵的自動切換控制線路原理圖

一、機(jī)組的手動操作二、機(jī)組的自動切換操作圖5-2-4泵的自動切換控制線路原理圖圖5-2-5所示是某壓力水柜給水原理及水泵控制電路圖，圖中水柜為壓力水柜，隨著用水量的變化，水、氣空間容積在變化，即液位高度和氣壓都在變化。水位上升，氣的空間高度減小，氣壓增加，如果不考慮漏氣損耗，氣壓大小顯然是與水位高低成正比例的，高限水位HH對應(yīng)著高限壓力，低限水位HL對應(yīng)著低限壓力。四、海（淡）水柜水位自動控制電路（a）密封式壓力水柜示意圖（b）自動控制線路圖用水水空間氣空間手動進(jìn)水自動

圖5-2-5

海淡水柜自動控制電路任務(wù)三空壓機(jī)自動控制電路本節(jié)主要內(nèi)容主要內(nèi)容：一.空壓機(jī)自動控制電路。學(xué)習(xí)要求：

1.掌握空壓機(jī)控制線路的功能和運行特點；

2.能夠分析線路的工作原理；3.注意各個線路中的保護(hù)措施和實現(xiàn)環(huán)節(jié)。Theautomaticcontrolcircuitforaircompressor在船上空壓機(jī)(aircompressor)一般都設(shè)有兩套機(jī)組，并設(shè)計成為互為備用的系統(tǒng)，可同時使用，也可單獨使用。圖5-3-1（a）、（b）、（c）為某輪無人機(jī)艙自動化船舶主空壓機(jī)系統(tǒng)電氣原理圖。以此原理圖為例分析船舶空壓機(jī)控制系統(tǒng)的工作過程?？諌簷C(jī)“手動”起動空壓機(jī)“手動”停止空壓機(jī)控制系統(tǒng)的保護(hù)措施空壓機(jī)的自動控制過程空壓機(jī)的“遙控”控制過程圖5-3-1自動化機(jī)艙主空壓機(jī)系統(tǒng)電氣原理圖(a)圖5-3-1自動化機(jī)艙主空壓機(jī)系統(tǒng)電氣原理圖(b)(c)任務(wù)四錨機(jī)、絞纜機(jī)電力拖動控制系統(tǒng)本節(jié)主要內(nèi)容主要內(nèi)容：一.錨機(jī)、絞纜機(jī)的運行特點；二.對電力拖動及控制的基本要求；學(xué)習(xí)要求：

1.錨機(jī)運行工作特點主要要求知道錨機(jī)的3種工況和起錨過程中各個階段的特點；

2.對電力拖動及控制的要求包含兩方面：⑴.對電動機(jī)的要求；⑵.對控制線路的要求。Theelectricdrivecontrolsystemforwindlass&winch

錨機(jī)、絞纜機(jī)是船舶所必須的重要設(shè)備，用于船舶安全停泊在水面或系泊在碼頭上。根據(jù)船舶類型及布置主要有以下幾種類型：(1)根據(jù)所用動力不同，錨機(jī)、絞纜機(jī)可分為電動、液壓。(2)按照鏈輪軸線又可分為臥式錨機(jī)、絞纜機(jī)和立式錨機(jī)、絞纜機(jī)。

一、錨機(jī)(windlass)、絞纜機(jī)(mooringwinch)的類型及運行特點：正常起錨工況運行特點：①.收躺錨鏈：電動機(jī)軸上負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，且較小。②.拉緊錨鏈：軸上負(fù)載轉(zhuǎn)矩逐漸增大。③.拔錨出土：負(fù)載轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大，“出土”后突然減小。④.提錨出水：負(fù)載轉(zhuǎn)矩逐漸減小。⑤.拉錨入孔：負(fù)載轉(zhuǎn)矩再次用所增大，但不多。錨機(jī)運行工況：1、正常起錨工況；2、應(yīng)急起錨工況；3、拋錨工況。容量：單錨破土起雙錨；起動：可在最大負(fù)荷起動，工作時間≮30min，且能30min內(nèi)起25；特性：電動機(jī)要有軟或下墜的機(jī)械特性；過載：能堵轉(zhuǎn)1min左右；速度：有一定的調(diào)速范圍，單錨≮12m/min，雙錨≮8m/min，入孔3～4m/min；電機(jī)：防水式，短時工作制電動機(jī)。二、對電力拖動及控制的基本要求：1、對電力拖動的基本要求：

2、對控制線路的要求：（1）在錨機(jī)和絞纜機(jī)的控制系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置自動逐級延時起動電路和應(yīng)急保護(hù)電路。（2）電動機(jī)應(yīng)具有足夠大的過載能力，應(yīng)能滿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（在30min內(nèi)允許起動25次）。（3）電動機(jī)在堵轉(zhuǎn)情況下能承受堵轉(zhuǎn)電流時間為1min

（堵轉(zhuǎn)力矩為額定力矩的兩倍），在堵轉(zhuǎn)時，對直流而言，應(yīng)能使電動機(jī)自動轉(zhuǎn)到人為機(jī)械特性上運行，對交流而言，應(yīng)能自動轉(zhuǎn)換到低速運行。(4)為滿足必須的起錨速度和拉錨入孔時的低速，要求電動機(jī)有一定的調(diào)速范圍，一般要求在5：1～3：1。(5)在電動拋錨時，由于是位能性負(fù)載，所以要求控制系統(tǒng)必須具有穩(wěn)定的制動拋錨功能，勻速拋錨。(6)電動機(jī)起動次數(shù)不宜過于頻繁，應(yīng)能連續(xù)工作

30min，且要滿足30min內(nèi)起動25次的要求。(7)采用電氣和機(jī)械聯(lián)合制動，以便滿足快速停車及系纜時具有輕載高速性能。(8)電力拖動裝置應(yīng)能滿足在給定航區(qū)內(nèi)，單錨破土后，能收起雙錨。(9)電動液壓錨機(jī)來應(yīng)具有獨立的電動機(jī)驅(qū)動，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)裝有可靠的制動器，制動器剎緊后應(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。三、交流三速電動錨機(jī)控制線路原理：交流電動錨機(jī)電氣控制線路圖見圖5-4-1。

1.控制系統(tǒng)的特點

2.系統(tǒng)的工作原理圖5-4-1交流電動錨機(jī)電氣控制線路圖1.控制系統(tǒng)的特點

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，分別來控制三檔速度，拖動電動機(jī)采用交流三速鼠籠式電動機(jī)，其定子上有兩套繞組：一套為4極，稱為高速繞組；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)計低速與中速可直接起動，高速則要通過中速延時起動。正反轉(zhuǎn)是對稱控制線路，系統(tǒng)采用了可逆的對稱控制，用主令控制器來控制錨機(jī)電動機(jī)的起動、調(diào)速、停止及反轉(zhuǎn)。當(dāng)錨機(jī)電動機(jī)在高速檔運行時，一旦由于某種原因過載，系統(tǒng)能自動瞬時轉(zhuǎn)換到中速檔運行。在負(fù)載減小后，為了重新回到高速檔運行，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)電動機(jī)才能重新進(jìn)入高速運行。

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)置了過載保護(hù)（過電流繼電器GLJ的動作電流設(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。控制電路采用熔斷器作短路保護(hù)。2.系統(tǒng)的工作原理（1）起動及運行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（2）拋錨本節(jié)主要內(nèi)容主要內(nèi)容：一.起貨機(jī)運行工作特點；二.對電力拖動及控制的要求。學(xué)習(xí)要求：

1.要求知道起貨機(jī)的工作特點；

2.對電力拖動及控制的要求包含兩方面：⑴.對電動機(jī)的要求；⑵.對控制線路的要求。任務(wù)五起貨機(jī)電力拖動控制系統(tǒng)Theelectricdrivecontrolsystemforcargewinch一、起貨機(jī)的類型及運行特點船舶起貨機(jī)的類型很多。依據(jù)拖動方式來分，有電力拖動起貨機(jī)和電動液壓起貨機(jī)兩種。從機(jī)械結(jié)構(gòu)的形式來分，主要有吊桿式起貨機(jī)、回轉(zhuǎn)式起貨機(jī)（克令吊）和行走（門吊）式起重機(jī)幾種類型。1.電動起貨機(jī)的特點電動起貨機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、振動、噪音較小，便于實現(xiàn)自動化和遙控；其缺點是電氣線路較為復(fù)雜，在管理和維護(hù)方面有一定的要求。一、起貨機(jī)的類型及運行特點2.電動液壓起貨機(jī)的特點電動液壓起貨機(jī)能實現(xiàn)無級平滑調(diào)速，加速時間短，具有良好的制動能力，不需要電磁制動器。它的調(diào)速和換向是在液力機(jī)械中進(jìn)行的，而電動機(jī)維持恒速不變，因此可采用普通鼠籠式異步電動機(jī)。它的缺點是工作效率低，制造精度要求高，油路系統(tǒng)復(fù)雜。二、電動起貨機(jī)的結(jié)構(gòu)和運行特性起貨機(jī)與其他機(jī)電設(shè)備一樣，由原動機(jī)，傳動機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分構(gòu)成。電動起貨機(jī)主要由以下三個部分構(gòu)成：電動機(jī)；減速箱和離合器組成的傳動機(jī)構(gòu)及卷筒；電磁/機(jī)械剎車裝置與吊桿等。

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。單桿式電動起貨機(jī)是一種具有電動回轉(zhuǎn)和變幅的起貨機(jī)，見圖5-5-1。雙桿式電動起貨機(jī)是采用兩臺起貨機(jī)在起貨過程中相互配合進(jìn)行工作的，見圖5-5-2。圖5-5-1單桿式電動起貨機(jī)結(jié)構(gòu)圖圖5-5-2

雙桿式電動起貨機(jī)結(jié)構(gòu)圖2．回轉(zhuǎn)式電動起貨機(jī)回轉(zhuǎn)式起貨機(jī)（克令吊）它包括提升、變幅和回轉(zhuǎn)三個主要機(jī)構(gòu)。其拖動方式可采用電動機(jī)拖動，也可以用電動液壓裝置拖動。如圖5-5-3，是克令吊結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1是提升機(jī)構(gòu)電動機(jī)，2是變幅機(jī)構(gòu)電動機(jī)，3是旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電動機(jī)。通常可操作兩個機(jī)構(gòu)同時運轉(zhuǎn)，也可以操作三個機(jī)構(gòu)同時工作。1提升機(jī)構(gòu)電動機(jī)2變幅機(jī)構(gòu)電動機(jī)3旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電動機(jī)圖5-5-3

克令吊結(jié)構(gòu)示意圖過載性好，起動力矩足夠大；機(jī)械特性軟（以自動適應(yīng)輕載快速、重載慢速運行）；調(diào)速范圍廣；轉(zhuǎn)動慣量?。环浪?；重復(fù)短時工作制。三、船舶起貨機(jī)對電力拖動及控制的基本要求1、對電動機(jī)的要求：2、對控制系統(tǒng)的要求：（1）電動起貨機(jī)采用三檔調(diào)速控制，并能實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)運行。（2）對電動機(jī)設(shè)置短路、過載、繞組過熱、失壓欠壓、缺相保護(hù)環(huán)節(jié)等。（3）采用主令控制器實現(xiàn)運行操作，以保證起貨機(jī)操作靈活，工作可靠。（4）電動機(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)門對風(fēng)機(jī)和起貨電動機(jī)之間的聯(lián)鎖控制。（5）設(shè)置從零檔至上升（或下降）高速檔的自動延時起動控制，以防止快速操作引起電動機(jī)過大的沖擊電流以及起貨機(jī)過大的機(jī)械沖擊。（6）從高速檔回零檔停車時設(shè)置有三級自動制動控制：電氣制動（再生制動）、電氣與機(jī)械聯(lián)合制動以及機(jī)械制動。（7）對于恒功率調(diào)速的電動機(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，既使主令手柄扳至上升高速檔，電動機(jī)也只能運行于中速檔；若電動機(jī)運行于高速檔時出現(xiàn)重載，則應(yīng)自動回到中速檔。（8）設(shè)置“逆轉(zhuǎn)矩”控制環(huán)節(jié)，即首先實現(xiàn)從高速擋到零檔的自動制動停車，然后再實現(xiàn)從零檔到反向高速檔三級延時起動的自動過程。（9）設(shè)置有電磁制動器處于松閘的狀態(tài)下防止“貨物自由跌落”的保護(hù)。（10）設(shè)置有電磁制動器線圈處于剎車狀態(tài)下防止中、高速檔堵轉(zhuǎn)的保護(hù)。四、交流恒功率變極調(diào)速起貨機(jī)控制系統(tǒng)

圖5-5-4是國產(chǎn)交流變極調(diào)速起貨機(jī)控制電路原理圖（注意圖中電氣符號的表示方法）。電動機(jī)：變極調(diào)速起貨機(jī)采用三套獨立繞組電機(jī)。具體見書P.135.JZF-H6型26/26/5.5KW，p=2/4/14。

1.起貨機(jī)控制電路的組成

2.控制電路分析圖5-5-4交流三速恒功率起貨機(jī)線路（全圖）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，使起貨機(jī)按指令的要求工作。（2）電機(jī)的起動和調(diào)速環(huán)節(jié)。（3）制動環(huán)節(jié)。（4）保護(hù)環(huán)節(jié)。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)及其功能任務(wù)六船舶舵機(jī)控制系統(tǒng)本節(jié)主要內(nèi)容主要內(nèi)容：一.船舶舵機(jī)控制系統(tǒng)的基本要求；

二.舵機(jī)的操縱方式；

三.自動操舵的基本要求與工作原理。學(xué)習(xí)要求：

1.掌握船舶舵機(jī)控制系統(tǒng)的基本技術(shù)要求；

2.了解舵機(jī)操舵方式及其工作原理；3.熟悉自動舵的工作原理。Thecontrolsystemforshipsteeringgear一、船舶舵機(jī)控制系統(tǒng)的基本要求

我國《鋼質(zhì)海船入級與建造規(guī)范》根據(jù)《國際海上人命安全公約》（SOLAS公約）的規(guī)定，對于從事于國際航行的大于500總噸的貨船或僅從事于非國際沿海航行的大于1600總噸的貨船的舵機(jī)提出了明確的要求，基本技術(shù)要求如下：

1．每艘船舶均應(yīng)設(shè)置1套主操舵裝置和1套輔助操舵裝置。主操舵裝置和輔助操舵裝置的布置，應(yīng)滿足當(dāng)其中一套發(fā)生故障時不致引起另一套也失效；如主操舵裝置具有2臺或2臺以上相同的動力設(shè)備則在下列條件下可不設(shè)置輔助操舵裝置：①對于客船，當(dāng)任一臺動力設(shè)備不工作時，主操舵裝置仍能按本規(guī)定進(jìn)行操舵；

②對于貨船，當(dāng)所有動力設(shè)備都工作時，主操舵裝置能按本規(guī)定進(jìn)行操舵；

③主操舵裝置應(yīng)布置成當(dāng)其管系或一臺動力設(shè)備發(fā)生單項故障時此缺陷能被隔離，使操舵能力能夠保持或迅速恢復(fù)。2．主操舵裝置和舵桿：具有足夠的強(qiáng)度并能在船舶最大航海吃水和最大營運前進(jìn)航速時進(jìn)行操舵，使舵自任一舷的35°，轉(zhuǎn)至另一舷的35°，且于相同條件下自一舷的35°轉(zhuǎn)至另一舷的300所需時間不超過28s。3．輔助操舵裝置：

①具有足夠的強(qiáng)度和足以在可駕駛的航速下操縱船舶，并能在應(yīng)急情況下迅速投入工作；

②應(yīng)能在船舶最大航海吃水和以最大營運前進(jìn)航速的一半但不小于7kn時進(jìn)行操舵，使舵自一舷

15°，轉(zhuǎn)至另一舷的15°，且所需時間不超過

60s。4．主、輔操舵裝置動力設(shè)備：①當(dāng)動力源發(fā)生故障失效后又恢復(fù)輸送時能自動再起動；②能從駕駛室控制使其投入工作；③任一臺操舵裝置動力設(shè)備的動力源發(fā)生故障時，應(yīng)在駕駛室發(fā)出聲、光警報；④駕駛室與舵機(jī)室之間，應(yīng)設(shè)有通信設(shè)施；⑤操舵裝置應(yīng)設(shè)有有效的舵角限位器。以動力轉(zhuǎn)舵的操舵裝置，應(yīng)裝設(shè)限位開關(guān)或類似設(shè)備，使舵在到達(dá)舵角限位器前停住。裝設(shè)的限位開關(guān)或類似設(shè)備，應(yīng)該與轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)本身同步而不應(yīng)與舵機(jī)的控制相同步；⑥舵裝置應(yīng)有保持舵位不動的制動裝置。

二、舵機(jī)的操縱方式無論是電動還是液壓舵機(jī)，其操舵方式一般分為應(yīng)急操舵、隨動操舵和自動操舵三種。1、應(yīng)急操舵(emergencysteering)

應(yīng)急操舵也叫單動操舵或非隨動操舵。它是在自動舵及隨動操舵都不能用的情況下，作為應(yīng)急操舵。單動舵控制線路比較簡單。圖5-6-1為DS1型應(yīng)急舵裝置簡圖。

應(yīng)急操舵控制可用圖5-6-2所示的方框圖來表示。在操舵控制信號較弱時，不足以直接推動執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作，或即使能推動工作，但其靈敏度太低，故必須加放大環(huán)節(jié)。圖5-6-1DSI型應(yīng)急操舵裝置簡圖圖5-6-2單動操舵方框圖隨動舵控制系統(tǒng)只要操作人員給出某一操舵指令，系統(tǒng)就能自動地按指令把舵葉轉(zhuǎn)到所要求的舵角上，并且自動使舵葉停轉(zhuǎn)。

圖5-6-3為隨動舵系統(tǒng)方框圖。它是按偏差原則進(jìn)行調(diào)節(jié)的。2、隨動操舵(followupsteering)回舵ΦK?ì舵輪人力放大器執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動機(jī)構(gòu)舵葉舵角反饋Φa分羅經(jīng)(指示航向)舵角指示器(指示偏舵角)電源U0U1-+n圖5-6-3隨動操舵系統(tǒng)方框圖自動舵是根據(jù)電羅經(jīng)送來的船舶實際航向與給定航向信號的偏差進(jìn)行控制的。在舵機(jī)投入自動工作時，如果船舶偏離了航向，不用人的干預(yù)，自動舵就能自動投入運行，轉(zhuǎn)動舵葉，使船舶回到給定航向上來。3、自動舵(autopilot)船舶應(yīng)用的自動舵類型眾多，究其調(diào)節(jié)規(guī)律，有三種基本類型：以船舶偏航角的大小和方向進(jìn)行調(diào)節(jié)的比例舵，以船舶偏航角和偏航角速度的大小和方向調(diào)節(jié)的比例一微分舵和以船舶偏航角、偏航角速度及偏航角積分的大小和方向來調(diào)節(jié)的比例一微分一積分舵。（1）比例舵(P)比例舵調(diào)節(jié)中偏舵角B與偏航角Φ成比例關(guān)系變化，即

B=-K1Ψ式中，K1為比例系數(shù)；負(fù)號“－”表示偏舵的方向是消除偏航。船舶因風(fēng)浪等影響引起偏航時，采用比例舵操舵有糾正偏航的能力。但是它使船舶周而復(fù)始地圍繞正航向左右搖擺，船舶的航跡呈“S”形振蕩，衰減很慢。（2）比例一微分舵(PI)按比例操舵的偏舵角僅考慮了