第二篇-9船舶甲板機(jī)械電力拖動(dòng)及控制8

§9-1船舶甲板機(jī)械的特點(diǎn)及驅(qū)動(dòng)與控制方法§9-2起貨機(jī)的電力拖動(dòng)與控制的基本要求§9-3起貨機(jī)的電力拖動(dòng)控制線路§9-4錨機(jī)和系纜設(shè)備的電力拖動(dòng)與控制基本要求第9章船舶甲板機(jī)械電力拖動(dòng)與控制內(nèi)容簡(jiǎn)介

甲板機(jī)械主要指起貨機(jī)、錨機(jī)、絞纜機(jī)、艙蓋開關(guān)機(jī)、舷梯起落機(jī)和吊艇機(jī)等。本章主要討論電動(dòng)起貨機(jī)和錨機(jī)的控制系統(tǒng)?！?-1船舶甲板機(jī)械的特點(diǎn)及驅(qū)動(dòng)與控制方法9.1.1甲板機(jī)械的特點(diǎn)、驅(qū)動(dòng)及控制方式驅(qū)動(dòng)方式：——蒸汽、電液、電動(dòng)控制方式：——PLD、PLC、單片機(jī)、電液結(jié)合1）電動(dòng)甲板機(jī)械了解其特點(diǎn)、性能、電力拖動(dòng)要求（1）船舶甲板機(jī)械的工況特點(diǎn)與電站性能密切相關(guān)，功率大——電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)、運(yùn)行直接影響電網(wǎng)參數(shù)變化。1、拔錨不出土?xí)r電動(dòng)機(jī)將堵轉(zhuǎn)，此時(shí)要求電動(dòng)機(jī)能夠承受堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，拉力峰值高達(dá)額定的1.8倍。2、起貨機(jī)為短時(shí)工作制，可額定連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)30分，1.5倍額定負(fù)載，能穩(wěn)定運(yùn)行2分，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩達(dá)額定轉(zhuǎn)矩2.5倍（2）船舶甲板機(jī)械的調(diào)速要求調(diào)速要求：起貨機(jī)、錨機(jī)、絞纜機(jī)調(diào)速范圍1：8～1：10，機(jī)械特性硬度、靜差率及動(dòng)態(tài)無(wú)特殊要求。調(diào)速系統(tǒng)：變極調(diào)速、微機(jī)控制調(diào)速（3）工作的可靠性要求要求高可靠性，盡最大可能保持供電和繼續(xù)運(yùn)行（4）對(duì)電氣設(shè)備的要求通用性、抗干擾性、環(huán)境條件2）液壓甲板機(jī)械適用范圍各類工程船舶選用對(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)展趨勢(shì)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)電站電網(wǎng)沖擊大加速時(shí)間2～4s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)適用各種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)速比范圍大運(yùn)行平穩(wěn)，能抗沖擊投資大，可靠電液復(fù)合機(jī)電一體維修工作量大9.1.2船舶電力拖動(dòng)系統(tǒng)的分類按工作電流分：直流、交流按有無(wú)電流變換裝置分：?jiǎn)螜C(jī)拖動(dòng)、調(diào)速拖動(dòng)調(diào)速：交流變極調(diào)速性能不如直流調(diào)速，但維護(hù)方便，可以滿足要求。近年，直流維護(hù)也逐漸簡(jiǎn)單方便。計(jì)算機(jī)技術(shù)使甲板機(jī)械智能化日趨完備?！?-2起貨機(jī)的電力拖動(dòng)與控制的基本要求9.2.1船舶起貨機(jī)的類型及特點(diǎn)按機(jī)械結(jié)構(gòu)分類：——吊桿式（單、雙桿）、回轉(zhuǎn)式（克令）、門式起貨機(jī)起貨機(jī)的工作制為：重復(fù)短時(shí)（或間歇式、斷續(xù)式等）特點(diǎn)：負(fù)載變化大，無(wú)固定循環(huán)，短時(shí)間內(nèi)不斷重復(fù)循環(huán)：吊貨、移動(dòng)、落貨、空鉤返回，每個(gè)循環(huán)所吊的貨物重量不盡相同。起貨機(jī)的安全保護(hù)：

起貨機(jī)的安全通過(guò)各種保護(hù)措施實(shí)現(xiàn)。起貨機(jī)工作時(shí)，安全問(wèn)題非常重要。不但過(guò)載會(huì)損壞電動(dòng)機(jī)等機(jī)械設(shè)備，制動(dòng)、限位及速度控制不正常則將引起人身安全事故及設(shè)備的損壞。9.2.2電動(dòng)起貨機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特性構(gòu)成：原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要部件：電動(dòng)機(jī)、減速箱、離合器、卷筒、電磁/機(jī)械剎車裝置、吊桿1）吊桿式起貨機(jī)單桿式、雙桿式兩種。單桿式具有電動(dòng)回轉(zhuǎn)和變幅1）單桿式提升、下降貨物的升降絞車吊桿升降的變幅絞車吊桿回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)絞車雙吊桿式1號(hào)起貨機(jī)2號(hào)起貨機(jī)-TL2TL1TL3TL4TL5TL6T`L4T`L5T`L6t1t2t3t5t6t7t8T`L3t4t1：吊貨階段t2：貨物移動(dòng)t3：落貨階段t4：卸貨時(shí)間t5：收索時(shí)間t6：吊鉤移動(dòng)t7：放下吊鉤t8：裝貨時(shí)間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)提升機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)變幅機(jī)構(gòu)t1+t2t2t3t5t6t7t4t1：提升＋變幅t2：提升＋回轉(zhuǎn)t3：回轉(zhuǎn)＋變幅t4：變幅＋落貨t5：落貨到位t6：卸貨時(shí)電機(jī)停t7：吊鉤＋變幅t8：吊鉤＋回轉(zhuǎn)t1t2+t3t8t9t10t11t12t9：回轉(zhuǎn)＋變幅t10：變幅＋落鉤t11：落鉤t12：裝貨t4+t5t7+t8t10+t11t8+t9t9+t109.2.3起貨機(jī)對(duì)電力拖動(dòng)控制的基本要求1）提高生產(chǎn)率生產(chǎn)率提高靠速度，速度快則安全差，故輕載高速，重載低速；且速度受容量限制；起動(dòng)制動(dòng)時(shí)間受飛輪慣量影響。2）對(duì)調(diào)速范圍的要求輕載高速，重載低速要求較廣的調(diào)速范圍直流調(diào)速范圍：1/10交流調(diào)速范圍：1/7液壓起貨機(jī)的電動(dòng)機(jī)定速，由液壓控制調(diào)速3）對(duì)電動(dòng)機(jī)形式的要求防水、重復(fù)短時(shí)工作制；直流：復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)——起動(dòng)力矩大、特性軟交流：深槽式（雙籠式）變極調(diào)速異步電機(jī)——起動(dòng)力矩大、轉(zhuǎn)差率高、起動(dòng)電流??；也可選繞線式發(fā)電機(jī)－電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)：差復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小的電動(dòng)機(jī)——起動(dòng)制動(dòng)能耗低液壓：控制電路對(duì)油泵電機(jī)起?？刂婆c保護(hù)4）對(duì)控制電路的要求電動(dòng)：控制電路應(yīng)設(shè)有自動(dòng)起動(dòng)、分級(jí)調(diào)速、相應(yīng)保護(hù)（防止重載高速、保護(hù)停車）9.2.4電動(dòng)起貨機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)及電路控制要求（1）：三檔調(diào)速，能正反轉(zhuǎn)；（2）：短路過(guò)載、繞組過(guò)熱、失壓欠壓、缺相保護(hù)；（3）：主令控制操作靈活可靠；（4）：風(fēng)機(jī)強(qiáng)制冷卻并與風(fēng)機(jī)起貨電動(dòng)機(jī)連鎖；（5）：零檔到高速換檔自動(dòng)延時(shí)，防沖擊；（6）：高速到零檔三級(jí)自動(dòng)制動(dòng)；（7）：恒功率調(diào)速的，中高檔重載不上高速；（8）：逆轉(zhuǎn)矩控制，進(jìn)三到退三時(shí)，先制動(dòng)再起動(dòng)；（9）：電磁制動(dòng)器松閘防止落貨；（10）:

電磁制動(dòng)器剎車時(shí)，防止中高速堵轉(zhuǎn)?！?－3起貨機(jī)的電力拖動(dòng)控制線路9.3.1交流恒功率變極調(diào)速起貨機(jī)的控制HJD起貨機(jī)性能：起貨重量：1.5t、3.0t、5.0t對(duì)應(yīng)速度：35m/min、40m/min、24m/min對(duì)應(yīng)功率：1.5t采用JZF－H5型15/15/30kW電機(jī)；3.0t、5.0t采用JZF－H6型26/26/5.5kW電機(jī)三速：三套獨(dú)立定子繞組，極數(shù)4（高速1500rpm半載）/8（中速750rpm額定）/28（低速215rpm重載）風(fēng)門電源應(yīng)急1）基本保護(hù)環(huán)節(jié)S1風(fēng)門開關(guān)、S2控制電源開關(guān)、ST溫度繼電器常閉觸點(diǎn)、SB應(yīng)急強(qiáng)制運(yùn)行按鈕，過(guò)熱過(guò)載時(shí)強(qiáng)制放貨S2、SB均位于主令控制器下方2）起貨機(jī)基本動(dòng)作控制電磁制動(dòng)高速中速低速反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)（1）停車過(guò)程中自動(dòng)三級(jí)制動(dòng)的實(shí)現(xiàn)中高速回零時(shí)，KT2延時(shí)斷開常開觸點(diǎn)，則電動(dòng)機(jī)再生制動(dòng)；同時(shí)KB失電，電磁制動(dòng)線圈YB斷電，開始放電，機(jī)械制動(dòng)延時(shí)。通常延時(shí)時(shí)間小于KT2延時(shí)，所以電磁制動(dòng)釋放后，電動(dòng)機(jī)仍然低速通電，此為聯(lián)合制動(dòng)（2）重載不上高速1、主令控制器在中、高速檔均接通KM22、KA3檢測(cè)重載信號(hào)的電流繼電器，重載吸合，則KA2得電，KA2斷開KM3此時(shí)無(wú)論主令控制在高速還是中速，KM2均得電。（3）自動(dòng)延時(shí)起動(dòng)控制1、主令手柄在零檔或低速時(shí)，時(shí)間繼電器KT3得電，串接與高速檔接觸器KM3的常閉觸點(diǎn)斷開，使得KM3不能馬上得電，因而KM2先得電，中速運(yùn)行；2、KM2斷開KT3，其常閉觸點(diǎn)延時(shí)閉合，KM3得電，進(jìn)入高速。起動(dòng)過(guò)程取決于KT3延時(shí)時(shí)間。防止貨物自由跌落（a）落貨時(shí)，轉(zhuǎn)速高于磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速，再生制動(dòng)（b）起動(dòng)時(shí)先接通低速繞組，再松電磁制動(dòng)（KB中串入正反轉(zhuǎn)的常開觸點(diǎn)）（c）換檔中，兩檔中間空擋時(shí)，總有一個(gè)繞組通電（d）KB線圈串入KT5的常開觸點(diǎn)，KT受控于KM1、KM2、KM3，使各繞組不通電，則KT5失電，延時(shí)斷開觸點(diǎn)使KB線圈延時(shí)斷開，不能通電松閘。逆轉(zhuǎn)矩控制停車自動(dòng)制動(dòng)，自動(dòng)延時(shí)起動(dòng)。KMF、KMB之間互鎖，都需要KT2延時(shí)才能釋放，因此無(wú)論從上升高速快速扳到下降高速還是相反，都將先停車制動(dòng)再自動(dòng)延時(shí)起動(dòng)。9.3.2交流恒轉(zhuǎn)矩變極調(diào)速起貨機(jī)的控制§9－4錨機(jī)和系纜設(shè)備的電力拖動(dòng)與控制基本要求Ⅴ：將錨拉入錨鏈孔中一.錨機(jī)運(yùn)行工作特點(diǎn)船舶拋錨起錨時(shí)，整個(gè)過(guò)程按拉力的變化特性可分為五個(gè)階段：圖9-1-1正常起錨過(guò)程Ⅰ：收起躺在海底的錨鏈Ⅱ：收緊錨鏈Ⅲ：拔錨出土Ⅳ：收起懸于水中的錨及錨鏈

2.拋錨時(shí)必須有穩(wěn)定的制動(dòng)拋錨速度。1.電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器采用30min短時(shí)工作制，應(yīng)能滿足單錨破土后起雙錨的要求。3.電動(dòng)機(jī)能在最大負(fù)荷力矩下起動(dòng)。要求錨機(jī)、絞纜機(jī)工作定額應(yīng)不小于30min，且應(yīng)滿足30min內(nèi)起動(dòng)25次的要求。9.4.2錨機(jī)對(duì)電力拖動(dòng)控制的要求

6.為適應(yīng)甲板上的工作條件和短期工作狀態(tài)，應(yīng)選用防水式和短期（一般為30min）工作制電機(jī)。4.電動(dòng)機(jī)能在堵轉(zhuǎn)情況下工作1min左右。5.電動(dòng)機(jī)應(yīng)有一定的調(diào)速范圍，要求破土后的起錨速度：?jiǎn)五^不小于12m/min；雙錨不小于8m/min；拉錨入孔時(shí)的速度為3～4m/min。應(yīng)急起錨工況：

海事局定義：深水拋錨時(shí)，由于水深錨拋不到底，需將錨拉起，找合適地方再拋?！叽藭r(shí)錨鏈最長(zhǎng)（約200米左右），起錨負(fù)載轉(zhuǎn)矩最大。

一般定義：在電動(dòng)機(jī)熱繼電器動(dòng)作后，由于情況緊急通過(guò)應(yīng)急起錨按鈕短接熱繼電器進(jìn)行的起錨?！獣喜⑽凑f(shuō)明。系纜：系纜開始：要有足夠拉力克服船舶慣性船舶開始運(yùn)動(dòng)后要限制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，平滑的調(diào)速電源開關(guān)