轴带发电机
第45讲 轴带发电机的控制 全文免费
• 4．对负载侧短路的控
•制当负载侧发生短路时逆变器的交流侧失去电压，
因“无源”逆变器不再进行转换工作，控制单元立
即关断可控整流器，使直流电流降低到零。
•这时短路点的电流完全由调相机提供，以保证
选 择性保护动作断开短路点。当短路消除后可 控器整又流恢复工作，逆变器又起动供电。
• 轴带发电机的起动、并车、停
制 起动），带动调相机起动，并建立电压；
• ⑷检查调相机建立正常电压后，接通轴带
发 电机的励磁电路，发电机起压空载运行；
• ⑸给整流器、逆变器触发脉冲，逆变器开
始 向调相机输出功率，异步电动机断电；
• ⑹轴带发电机系统已经具备供电能力，起
动 成功。图11-3表示自动起动程序。
• 二、轴带发电机与辅助发电机并联和
止 • 一、轴带发电机系统起动程 序 • 当船舶离港进入正常航行工况后，主机
转 速达到要求时，可投入轴带发电机系
• 统⑴。接通控制系统的电源； • ⑵检查起动条件，当系统无故障报警和车
钟 在大于最小转速（＞75％额定转速）位 允时许，起动调相机（发出允许起动信号）；
• ⑶按下异步电动机的起动按钮（或自动控
• 3．直流电抗器 •L用d 来平滑整流输出的直流脉动。一般是干式
空 芯电抗器。
• 4．有源逆变器
B2
•由晶闸管组成的有源逆变器。把直流电变换成
交 流电。
• 5．交流电抗器 L•a 用来抑制输出的谐波成分，改善交流电的波形。
一般是干式铁芯电抗器。
• 6．同步调相机 C•G 提供系统所需的全部无功功率，维持电网电压
件
• 导致停机的条件：①按停机按钮；②电源故障；
③运行故障（短路、过载、欠压、转速过低、频率
船舶轴带发电机
船舶轴带发电机一、主要类型●频率变动型●频率稳定型●复合型l:轴带发电机；2 :晶闸管整流器；3 :电抗器；4 :晶闸管道变器；5 :短路电抗器；6 :同步调相机；7 :励磁变换器；8 :控制装置；9 :励磁变压器；10 :负载●关键问题：根据主机的运行条件，对主机转速的变化进行补偿，以获得恒频、恒压的电力转速补偿方式：无频率补偿型：发电机的频率随主机转速而变化频率补偿型：采用机械或电气的控制手段保持船舶电网的频率变距桨和轴带发电机工作原理:发电机与主机转轴靠机械传动装置（减速齿轮箱）联在一起缺点：①输出电源频率受主机负荷变化的影响；②可以和其他发电机并联运行，但时间不宜过长；③输出功率的大小受主机允许输出功率的限制；三、定距浆船舶的轴带发电机船舶电气安全管理一、船舶照明系统的维护保养1. 照明系统的维护周期和要求★测量线路的绝缘电阻检查灯头接线是否老化和开断检查室外灯具水密性能与锈蚀开航前，应检查航行灯、信号灯的供电电源、灯具及故障报警装置探照灯、运河灯在使用前应检查其电源、开关、连接电缆和灯具的水密性能及绝缘电阻情况2. 照明系统维护保养注意事项★尽量避免带电更换灯泡，更换的灯泡应与电源电压一致，功率不能超过灯具允许的容量。
在检修某些特殊部位，例如辅锅炉内部、柴油机曲轴箱、压载舱、储水柜等地方需用临时照明时，必须使用带有安全网罩的36 V以下的低压灯。
装卸易燃危险货物时，不可使用携带式货舱灯。
应急照明灯具应涂以红漆标记，以示区别。
经常检查灯泡是否良好，损坏的应及时更换.。
甲板、船桥等露天投光灯具，开灯前应先脱去帆布，用完要及时将帆布罩妥。
室外水密插座，通电前先检查插头螺母是否旋紧，取出插头前检查电源是否切断，用毕后应旋紧防水盖。
需要张挂彩灯时，要考虑到供电线路和开关的载流量、各相电流分配是否平衡，并要配备好保护装置。
油船严禁张挂彩灯二、船舶电气火灾的预防★1.电气设备起火原因电气设备的绝缘下降或损坏，电气线路发生短路、接地等故障引起的火花；电气设备长期过载、超负荷工作，温升超过允许值，甚至燃烧；继电器、接触器通断‘情况不良，灭弧不好；直流电机换向不好，换向火花过大；导体或电缆连接点松动，接触不好，引起局部发热甚至燃烧。
船舶轴带发电机PPT
输出功率增加，调相机SC的输入功率增加，转速增加、频率上 升。
系统有功功率的调节：电网负载有功功率增加，引起调相机
速度和频率下降，控制器增加励磁电流，使逆变器输出增加。
系统无功功率的调节：当负载无功功率变化时，引起调相机
无功电流变化，引起电压变化，AVR自动改变励磁电流，保持电 压恒定和无功功率平衡。
5）轴带发电机在运行中的问题
紧急停车，紧急倒车等情况，有可能导致轴带发电机和柴油发 电机带电转换和并联运行 必须在主机额定转速60%—110%的范围内进行 主机紧急停车和紧急倒车时采用两种方法: 1、主机转速降到60%以下，采用失电转换； 2、主机转速维持在60%，带电转换后急剧减速。
轴带发电机的布置形式
2.交流轴带机为了使频率减小主机转速变化的影响，其控制较 复杂。—— 有定（FPP）、变距浆(CPP)2种。
船舶电气设备与系统
1、轴带发电机系统的特点、分类和功率输出特性
⑴变螺距螺旋桨船舶的轴带发电机
变距桨系统特点：转速不变，改变螺距可改变螺旋 桨推力大小和方向。
控制： —— 需要两方面的控制 1.主机油门控制； 2.螺旋桨螺距控制。
过载范围 （30S内）
转速 范围内可以输出额定功率， 0.6
2、40%-75%范围内输出功率随 0.5
转速的下降成正比下降，
3、低于40%时，无法维持 逆变器工作，停止运行。
0.4 0.75 1
Nsg
船舶电气设备与系统
2、轴带发电机系统的组成原理
定距浆晶闸管变流器轴 带发电机系统 由三部分组成： 1）主回路有功通道 由1、2、3、4、5构成。 2)无功通道 由具有自动调压器的调 相机构成。 3）控制器 频率和逆变角控制器调 节和控制系统频率和有 功功率。
轴带发电机系统ppt课件
➢ 用电设备的节能 改变拖动方案—改恒速电力拖动为（变频）调速拖动
•减小额外损耗 •提高电动机的效率
M
恒速拖动
M
变频拖动
第1章第3页
2，轴带发电机系统的类型
轴带发电机由主轴驱动，其发电机的输出频率、电压
随主机转速变化，恒频恒压是轴带发电机的关键问题 ➢ 无频率补偿型系统：
只能在转速不超过频率变化允许范围时才使用
检测
f*
P*
AFR
UT
L
U*
AVR Q* VR-1 UM 2/3
PWM有源逆变的有功和无功的 解耦控制
第1章第25页
上海海事大学电气系刘以建制作
《电源技术》 电子教案
应用案例 ---轴带发电机
一、 概述
1，船舶供电及用电设备的节能途径
➢ 船舶电站的节能 ① 提高主机废气热的回收率
— 废气透平发电机系统（T/G系统） ② 发电机以重油代替柴油，降低燃油费用
— 轴带发电机系统（S/G系统） 轻柴油的价格约为重油的一倍
SC电压的变动是由无功负荷引起的,通过AVR调整 励磁, 以调整电压,满足无功负荷的需要.
第1章第11页
③ 限制谐波电流, 改善电压波形 逆变器输出的电流波形有很大谐波, 同步补偿机和 交流电抗器共同起了交流滤波的作用
io
L
uo
SC
④ 供给持续短路电流 电力系统发生短路故障时,需要进行“选择性切
断”, 发电装置应具有提供足够大短路电流的能力.
第1章第4页
概述
➢变距螺旋桨+轴带发电机装置 CPP+S/G
主机转速维持不变，航行中靠改变螺距以改变推力。 轴带发电机转速不变，恒频输出。
第10节船舶轴带发电机
4）变距桨船舶轴带发电机装置的工作原理
由于变距桨船舶采用的主机都为定速定向型，在正 常航行时主机的转速维持在一个速度上(额定转速)，而 且主机的转向是一定的，不需要换向，航速是靠调节桨 叶的角度实现的，所以这类船舶大都采用轴带发电机不 需加恒频装置。轴带发电机与主机轴之间是靠机械传动 装置(减速齿轮箱)联在一个系统中，因此整个系统的组 成比较简单，其工作原理与系泊(辅助)发电机的工作原 理大致相同。
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
2020/4/21
课件
2）频率补偿型S／C系统
这种系统中，采用机械或电气的控制手段使船舶电网 的频率保持轴带发电机装置组成的(CPP+S／c)属于这种 系统。
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
2020/4/21
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3）变距桨和轴带发电机装置组成(CPP+S／G)
• 改善机舱工作环境。降低机舱的噪音，同时也减少了机 舱的热源。
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船舶电气设备及系统
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课件
轴带发电机系统也存在一些缺点：
• 船舶在港作业时，不能用轴带发电机供电，仍需要辅助 柴油发动机组供电。 • 对于交流电制的船舶，若非恒定转速的主机，则必须采 取特殊措施，保证电网的频率的恒定，故使整个系统变得 较为复杂。 • 一次投资(即造船成本)较大，虽然可以从营运成本降低的 好处中得到补偿，但是这个补偿是和轴带发电机的功率有 关(功率越大越好)，还与时间的利用率(即船舶在一年中航 行的时间)有关。
轴带发电机变频器介绍
科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·64·2019年第01期文章编号：2095－6835（2019）01－0064－02轴带发电机变频器介绍王进（泰州口岸船舶有限公司技术部，江苏泰州225321）摘要：在船舶运营过程中，燃油费用占船舶管理成本的比例较大，为了降低运营成本，同时，随着全球绿色船舶、智能船舶的推广，更多的船舶尝试通过选择安装轴带发电机及变频器，从而充分利用船舶主机所储备的冗余功率实现节能和节约目的，使主机既能正常运行，又能带动轴带发电机发电以满足船舶正常航行的电力需要，提高船舶整体运行的经济性，并可大大降低发电噪声，改善机舱环境。
而轴带发电机变频器的使用，将使轴带发电机的使用效益最大化，相比于传统解决方案具有不可替代的作用。
从几个方面介绍了轴带发电机变频器，从而对轴带发电机变频器有更深的认识。
关键词：远洋船舶；轴带发电机；变频器；船用电站中图分类号：TM31文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2019.01.0641轴带发电机变频器的性能特点1.1方案对比目前采用的轴带发电机，根据螺旋桨的形式大致可以分成以下两种类型[1]。
一类为变距桨船舶的轴带发电机，它通过变距桨调节的方式使主机转速和转向不变，因此可以采用一般的三相交流同步发电机组。
另一类为定距桨船舶的轴带发电机，其主机转速是变化的，经常采用的是带转速补偿装置或频率补偿装置的船用交流发电机组。
这类轴带系统具体也分为两种不同的结构类型：①采用齿轮箱等机械装置提供稳定转速的永磁同步轴带发电机系统；②通过采用变频器调节补偿得到恒频稳压交流电。
在传统的定速轴带发电机系统中，轴带发电机由船舶的主机驱动，而主机同时也负责驱动船舶的螺旋桨。
在这种解决方案中，船舶电网频率与螺旋桨的转速密切相关。
转速的任何变化都会对电网频率产生直接影响。
因此，推进力和船速只能通过控制螺旋桨螺距，这会导致主机承受非期望负荷，不仅降低了效率，而且增加了二氧化碳排放量。
轴带发电装置的工作原理
轴带发电机系统基本工作原理系统为例来分析轴带发电机的基本工作原理。
轴带发电机SG是低频无刷同步发电机，发出非恒定频率的交流电，经品闸管整流器2变成直流电，再经晶闸管逆变器4将直流电变成标准频率的交流电，与调相机SC并联向电网供电。
轴带发电机SG只向电网提供负载所需要的有功功率，而调相机SC向电网输出负载所需要的无功功率。
调相机在系统开始启动时它是靠同轴的异步电动机拖动，是作为同步发电机运行，在自动调压器(AVR)的作用下建立起正常频率的额定电压。
系统的电压和频率就取决于调相机的电压和频率，以调相机的频率控制触发逆变器，在控制器8的作用下，当轴带发电机的逆变器已输出与调相机相同的电压和频率时，调相机的异步电动机将被自动从辅助发电机电网上断开，而此时补偿机(调相机)则由逆变器输入功率继续保持与逆变器并联运行。
这时调相机就相当于两台并联运行同步发电机中的一台原动机失去动力的同步发电机，是处于逆功率下的电动机运行状态如果轴带发电机系统与辅助发电机并车后是独立运行供电(辅助发电机被解列)，则由轴带发电机的逆变器向电网负载输出有功功率，由调相机向负载输出无功功率，这就类似于两台同样的柴油发电机并联时，将有功功率全部转移给一台发电机，并通过调节励磁电流将全部无功功率转移给另一台发电机的供电情况。
由于逆变器将直流变成交流是靠晶闸管的开关作用完成的，逆变器输出的交流电压和电流每半波都是同时导通和断开，没有落后电流的通路，所以电压和电流同相位，只输出有功功率。
系统频率的调节:改变轴带发电机的励磁电流来实现系统频率的调节，增加励磁电流，轴带发电机的电压升高，逆变器的输人电压升高和输出功率增加，因电网负载一定，故使调相机的输人功率增加、转速增加，频率上升。
系统有功负载平衡的调节:当电网负载的有功功率增加时，首先是引起调相机有功电流的增加,使其转速和频率下降，也即靠调相机动能的减少暂时提供有功功率，但与此同时，频率控制器根据频率的变化增加发电机的励磁电流(而不是直接控制主机油门)，使逆变器输出的有功功率增加来与电网负载的有功功率平衡，并恢复额定频率。
船用轴带发电机工作原理
船用轴带发电机工作原理
船用轴带发电机利用船舶上的旋转部件（如螺旋桨轴）的动能转换为电能。
它主要由转子、定子、轴带和电磁铁组成。
工作原理如下：
1. 转子：船用轴带发电机的转子通常由永磁体构成，永磁体具有固有的磁性，可以产生磁场。
2. 定子：定子是由线圈组成的电磁场部分，它固定在发电机内部。
当转子旋转时，会通过磁力感应作用引起定子上的电流。
3. 轴带：轴带是连接转子和螺旋桨轴的部件，通过与螺旋桨轴的旋转实现动能转换。
当螺旋桨轴旋转时，轴带同步旋转。
4. 电磁铁：电磁铁是用于控制和调节发电机的电流输出的装置。
通过改变电磁铁上的电流，可以调节发电机的输出电压。
当船舶运行时，螺旋桨轴转动，轴带会随之旋转。
同时，转子中的永磁体会产生磁场，磁场的变化会在定子上引发电流。
这个电流经过电磁铁的调节，最终输出为稳定的电能。
船用轴带发电机的优点是利用了船舶运行时产生的机械能，无需额外的燃料消耗。
它可以为船舶提供电力供应，满足船上各种设备和系统的用电需求。
同时，它还可以将电能存储在电池中，以备不时之需。
10十节船舶轴带发电机系统
非恒定频率交流电经 整流后，供给晶闸管三相 逆变器变换为恒定频率三 相交流电，三相逆变器提 供由根具同有有据同步自功负补 动功步载偿电率补变机压，偿化来调而机进提整无励行供器功磁控。功功能率电制。流， 通代步后常，可，采通专用用过设离辅柴同合助油步器发机补脱电拖偿开机入机。替。同
同步补偿机为一工作在过励磁状态(如同带了容性负 载)下空载运行的同步发电机。当负载功率因数低时， 适当增加补偿机的励磁，输出较多的无功功率，满 足负载无功功率的需要。当功率因数升高时，减少 励磁，而维持电网电压的恒定－即同步补偿机带有 自动电压调整器（AVR）。
即：调相机（同步补偿机）具有：输出无功功率，维 持系统的电压、频率等作用。
停车
额 定 输 出 线性 区 下降 域 输出 区域
轴带发电机的功率输出特性
4、晶闸管轴带发电机系统
组成：
交
流
电
抗
1．轴带发电机1
器
（ 流 波 逆 器 通S电器变5道G构抗）2器。、成器、4直变主和晶3流、压回交闸平晶器管流路滑闸整1电有滤管1 抗功和 晶闸管整流器7是轴
逆变
直流 滤波
带发电机励磁电流调
2、轴带发电机的运行操作
当船舶需要转入机动工况（如进港等）时，因主 机将进行减速、倒车、停车等操纵，轴带发电机应 停止工作。（主要步骤：1→2→3） 1．起动柴油辅助发电机组，并切除次要负载； 2．完成辅助发电机的手动或自动并车及转移负荷， 之后才能操作主机减速或倒车； 3．当主机转速降低到额定转速的40%以下时，轴 带发电机励磁终止，主开关跳闸，逆变器停止触发， 轴带发电机终止发电。
交流轴带机因主机转速的变化既影响电压，还 影响电网频率，为保证电压、频率稳定，须针对不 同主机及螺旋桨类型采取不同的措施，其控制较复 杂。—— 有可变螺距螺旋桨的主机型式；定螺距 螺旋桨的主机型式2种。
轮轴带发电机主开关跳闸故障分析与处理
本文主要分析轮轴带发电机主开关运行中跳闸故障，找出原因并排除。
一、轴发供电及故障现象船舶发电机轴发（即轮轴带发电机）电力系统电路如图1所示，轴发和侧推可单独工作于主配电板 C 段。
图1 轴发电力系统轴发参数：AC400V，1000kW，三相；侧推参数：电机AC400 V，800kW，三相，外部拖动液压控制的可变螺距螺旋桨。
轴发主开关ACB1和侧推主开关ACB2型号均为MT25H2，2500 A，开关控制模块型号micrologic 2.0A，电站管理单元为丹麦DEIF 公司的PPU（Paralleling and Protection Unit，并车与保护单元）控制器。
侧推启动器原理为自耦变压器降压起动。
故障现象：轴发和侧推主开关合闸后，启动侧推，有时出现轴发主开关跳闸现象，重新合闸后，大多情况下能启动成功且使用正常。
跳闸时，主配电板及PPU 无报警。
由于故障并非一直存在，故障查找分析有一定难度。
二、故障分析主开关出现跳闸，可分为接到分闸信号和未接到分闸信号2种情况：接到分闸信号，PPU 输出分闸信号、手动分闸信号、逆功率保护输入分闸信号等；未接到分闸信号，主开关自身保护环节过载、欠压、短路导致跳闸，或内部机械机构过度磨损及振动引起跳闸。
根据故障现象——跳闸只在侧推启动时出现，说明跳闸原因与启动过程有关，即启动电流过大或过载保护整定值不合适。
操作人员担心如果确实存在启动时电流过大，易导致某些电气部件损坏，以至于不敢使用。
考虑到上述问题及主开关的可靠性较好，先排查启动电流。
三、故障查找侧推电机启动电流过大的可能原因：侧推主电机、启动控制箱内部自耦变压器、降压启动的动作切换开关以及有关接线等电气单元，或变矩桨桨叶缠绕异物、螺距不在零位，导致启动阻力矩较大等外部机械单元，需分别排查确认。
（1）轴承等正常，变矩桨桨叶无异物，螺距零位准确。
启动侧推之前，变矩桨液压油已经充分预热，并提前运转，可排除阻力矩的影响。
船舶轴带发电机
02
船舶轴带发电机的优势与挑战
优势
高效能源利用
降低运营成本
船舶轴带发电机通过直接利用船舶主轴的 旋转动力，实现了能源的高效利用，减少 了能源转换过程中的损失。
由于减少了能源转换环节，船舶轴带发电 机可以显著降低船舶运营成本，尤其是在 长航线和持续航行中。
提高船舶自持力
环保节能
船舶轴带发电机可以提供稳定的电力输出 ，支持船舶长时间在海上航行，提高了船 舶的自持力。
04
船舶轴带发电机的安装与调试
安装步骤
基础制作与安装
根据发电机的大小和重量，制作合适的基 础结构，确保其能承受发电机的重量和振
动。
A 确定安装位置
根据船舶的布局和发电机的规格， 确定轴带发电机的安装位置，确保
其稳定性和安全性。
B
C
D
安装控制系统
根据发电机的控制系统需求，安装相应的 控制系统，确保其能正常运行并控制发电 机的运行。
定制化服务
未来船舶轴带发电机将更加注重客户需求，提供 定制化的产品和服务，满足不同材料进行质量检查， 确保符合设计要求和标准。
03
成品检验
成品检验是确保发电机性能和质 量的重要环节，应对发电机的各
项性能指标进行全面检测。
02
过程质量控制
对制造过程中的关键工序进行质 量检查和控制，防止出现批量质
量问题。
04
质量记录与追溯
建立完善的质量记录和追溯体系 ，以便对出现的质量问题进行调 查和分析，持续改进产品质量。
清洁和润滑传动部件
对传动部件进行清洁和润滑，以减少磨损和摩擦阻力。
常见故障排除
发动机过热
如果发动机过热，应检查冷却 液是否充足，水泵是否工作正 常，以及散热器是否清洁。
船舶轴带发电机培训材料
船舶轴带发电机选型
03
与配置
选型依据及参数
船舶主柴油机参数
根据船舶主柴油机的功率、转速等参数，选择匹配的轴带发电机。
船舶电力负荷需求
分析船舶的电力负荷需求，包括航行、停泊、作业等不同工况下的 负荷变化，以确定轴带发电机的功率范围。
轴带发电机类型
根据船舶的推进方式、轴系布置等条件，选择适合的轴带发电机类 型，如永磁式、异步式等。
冷却系统
用于降低发电机运行时的温度，保证发电机的正常工作。
工作原理及过程
励磁过程
通过励磁系统向转子励磁绕组提 供直流电，建立磁场。
切割磁力线
当转子在定子内旋转时，其励磁绕 组产生的磁场与定子绕组中的导体 切割磁力线，从而在定子绕组中产 生感应电动势。
电能输出
感应电动势经定子绕组的接线端子 引出，通过电缆和开关等设备输送 到船舶电网，为船舶提供电能。
船舶轴带发电机培训材 料
目录
• 船舶轴带发电机概述 • 船舶轴带发电机结构与工作原理 • 船舶轴带发电机选型与配置 • 船舶轴带发电机运行与维护 • 船舶轴带发电机性能评价与指标 • 船舶轴带发电机市场前景与发展趋势
船舶轴带发电机概述
01
定义与原理
定义
船舶轴带发电机，简称轴发，是 一种利用船舶主机动力驱动发电 机发电的装置。
速等功能，确保电力系统的稳定运行。
选型与配置案例分析
1 2
某型船舶轴带发电机选型案例
分析某型船舶的推进方式、主柴油机参数和电力 负荷需求，选择合适的轴带发电机型号和功率范 围。
某型船舶轴带发电机配置案例
介绍某型船舶的轴带发电机配置方案，包括并联 运行设计、能源管理策略和控制系统设计等。
轴带发电机工作原理
轴带发电机工作原理
轴带发电机是利用磁通的变化而将电能转变为机械能的一种新型发电机。
其工作原理是：轴带发电机是由电动机与发电机组成的。
电动机利用机械能转变为电能，而发电机利用电能转变为机械能。
轴带发电机具有结构简单，工作可靠，造价低等优点，在目前的电气设备中得到广泛应用。
轴带发电机的转子和定子都是由钢丝绳或钢丝绳与皮带轮组成。
电动机在旋转时，通过皮带轮将机械能转化为电能，从而带动发电机转子旋转，于是就可以给灯泡供电了。
轴带发电机的转子和定子都是由电机与轴带组成的，转子在电动机旋转时通过磁极相互吸引产生电磁转矩（即力矩）；定子在转子转动时也同时随着轴带旋转，由磁极相互吸引产生电磁转矩（即力矩）。
轴带发电机的优点：
1.结构简单，造价低
轴带发电机是利用磁介质实现电能向机械能的转换，而不像同步电动机那样需要有较复杂的调速系统，也不需要专门的励磁装置。
它是靠转子上的电磁转矩将电能转变为机械能，因而结构简单，造价低廉。
—— 1 —1 —。
abb轴带发电机原理_理论说明以及概述
abb轴带发电机原理理论说明以及概述1. 引言1.1 概述本文介绍了ABB轴带发电机的原理和工作原理，以及相关的设计要点。
轴带发电机是一种创新型的发电机，通过将传统发动机与电动机相结合，在发电过程中实现能量转换，为可持续能源领域的应用提供了新的解决方案。
1.2 文章结构本文分为以下几个部分来详细介绍ABB轴带发电机原理及其应用：- 引言：对文章进行概述，并说明文章结构和目的。
- 轴带发电机原理：详细说明ABB轴带发电机的工作原理和设计要点。
- 理论说明：介绍轴带发电机的动力学模型、磁场分析以及电动机转矩控制算法。
- 概述：探讨轴带发电机在市场应用前景、技术发展趋势以及可持续性考虑方面的相关问题。
- 结论：总结本文的主要内容，并展望未来轴带发电机的发展，并提出建议和改进方向。
1.3 目的本文旨在深入探讨ABB轴带发电机的原理和工作原理，进一步加深对其在能源领域应用的理解。
同时，通过讨论市场应用前景和技术发展趋势，为相关行业提供参考，并提出改进方向以促进其可持续发展。
该文对于轴带发电机技术的推广和应用具有重要的指导意义。
2. 轴带发电机原理：2.1 原理说明：轴带发电机是一种利用张力带或绳索来传输动力并产生电能的装置。
它的工作原理基于以下几个关键概念：势能转换、磁感应现象和电磁感应。
首先，通过向轴带施加一定的张力，将机械能转换为轴带的弹性势能，这使得轴带具备储存能量和释放能量的特性。
接下来，在发电机中引入一个磁场，当张力轴带在转动过程中经过磁场时，轴带中的导体将受到磁场作用力（洛伦兹力）的影响，并发生位移。
最后，根据法拉第电磁感应定律，导体在磁场中运动时会产生感应电动势，从而实现了机械能到电能的转换。
2.2 工作原理：轴带发电机由主要组件包括驱动装置、综合控制系统和发电单元等。
驱动装置通过给轴带施加适当的张力以及对其进行稳定传动，控制系统则根据负载需求和运行状态来自动调节驱动装置，并监测整个系统的性能参数。
轴带发电机的优点
轴带发电机的优点
(1)船舶节能是船舶设计和营运中的一项重要内容。
从船舶发电系统来看，采用轴带发电机是有效利用主机能源的重要措施。
因为轴带发电机的动力来自主机，低速运行的主机的热效率比发电用的中、高速柴油机要高;此外主机采用重油做燃料，而发电用的柴油机使用的燃料是轻质柴油，轻质柴油比重油价格要高多了。
所以使用轴带发电机，成本可以降低，降低主机燃油消耗,提高综合经济性。
船用交流轴带发电机由主机拖动，可以长期使主机在较高负荷下运行,消耗主机剩余功率,节约副机燃料油。
另外，主机效率一般比辅助柴油机的中速柴油机要高，提高了综合经济性。
(2)利于能量综合利用。
主机配备轴带发电机后，在船舶正常航行时,由轴带发电机供电。
不必使用辅助柴油机,因而可以省去副机动力系统的功耗，而主机辅助系统功耗基本不变。
目前,船舶副机的排烟余热一般没有得到利用，而四冲程的辅助柴油机较二冲程的主柴油机排烟温度高，因此浪费了大量排气余热。
如果设置主机轴带发电机，辅助柴油机因运行时间少，其排气余热浪费减少，而主机的排气余热可以得到更为有效的利用。
(3)减少润滑油消耗及副机维护保养费用:船舶正常航行时，由主机轴带发电机供电，可以减少辅助柴油机运行时间，其滑油耗量减少，磨损减少，从而降低了运行维护费用。
(4)使用交流轴带发电装置后，可以少设置柴油发电机组的台数，从而节约了柴油发电机购置费用，同时使机舱布置空间增大，有利于机
舱布置。
在航行期间使用交流轴带发电装置，减少了机舱噪声和温度，改善了机舱工作环境。
轴带发电装置的类型
轴带发电装置的类型
船用轴带发电装置就是由船舶主机通过变速装置直接驱动一台发电机发电，它有很多类型，可以根据船舶的种类、吨位、主机型式和主要动力装置的选用情况等选用相应类型的轴带发电装置。
根据螺旋桨形式不同，轴带发电机可分为定距桨(FPP)和调距桨(CPP)轴带发电两种装置。
(1)可调螺距桨(CPP)船舶轴带发电装置
调距桨轴带发电装置适用调距桨船舶。
无论船舶是机动航行还是正常航行，调距桨主机转速基本保持不变，轴带发电装置电压频率基本保持恒定，因此可以采用一般的船用交流发电机组,其工作原理及操作均比较简单，但是在轴带发电机和主轴之间应采用中间传动机构，以提高轴带发电机的转速，使发电机体积不致太大。
在船舶航行中，主机转速恒定,轴带发电装置利用率近似为100%。
由于主机与柴油机组的速度特性不一致，调距桨轴带发电装置不能与船舶柴油发电机组长时并联运行。
(2)固定螺距桨(FPP)船舶的轴带发电装置
当主机驱动定距桨时，随着主机工况变化转速变化，轴带发电机的转速随之变化，其电压和频率不能保持稳定。
为使轴带发电机的频率稳定在允许的范围内，就必须配备自动调节装置。
当前经常采用的是转速补偿装置和频率补偿装置。
对于定距桨型轴带发电装置解决频率不同的方式，归纳起来主要有:旋转变流机组稳频型、行星齿轮传动型液力传动型以及晶闸管(可控硅)整流-逆变器型。
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三、轴发系统的工作原理
无功通道的 组成及其作 用 有功通道的 组成及其作 用
三、轴发系统的工作原理
轴发系统的功率输出特性图
轴带 发电机 的允许 功率输 出情况 取决于 转速和 航行状 态。
四、轴带发电机的运行操作
轴发系统起动程序：
1、接通控制系统电源 2、检查起动条件，发出允许起动信号 3、起动调相机，接通轴发机励磁电路，建立空载电压 4、触发整流器、逆变器，轴发机向调相机输出功率 5、切断异步电动机，轴发机具备供电能力，起动成功
自动启动程序如下图
四、轴带发电机的运行操作
轴带发电机的运行操作程序图
四、轴带发电机的运行操作
轴发系统正常停车程序：
1、起动柴油辅助常规发电机组，并切断次要负载 2、手动或自动并车及转移负载 3、主机可进行减速或倒车 4、主机转速降至40%时，终止励磁，主开关跳闸，轴带 发电机终止发电
轴发系统的特点
优点： 1.提高经济性； 2.改善机舱环境； 3.减小维修。
缺点： 1.对航速有较高要求； 2.控制较复杂； 3.初投资大。
轴发系统的分类
1.变螺距螺旋桨船舶的轴带发电机
特点：转速不变，改变螺距可改变螺旋桨推力大小和方向。 控制： —— 需要两方面的控制 （1）主机油门控制； （2）螺旋桨螺距控制。 要求螺距与油门的控制相互配合（才能使转速恒定）。 存在的问题 ： 1.风浪对转速的波动有影响； 2.需要解决主机低速问题（传动机构）。
轴发系统的分类
2.定螺距螺旋桨船舶的轴带发电机
特点： 主机转速和转向是可变的。只有在船舶定速航 行时才是不变的。 存在的问题 ：由于风浪等对转速可造成影响，因此， 必须采取措施稳定转速，从而稳定频率
总体措施：1.转速补偿； 2.频率补偿。
二、轴发系统的结构
频 率 补 偿 式 轴 带 发 电 机 的 结 构
主机轴带发电机装置
本节主要内容有四部分
1.轴带发电机的基本知识 2.轴带发电机的构造 3.轴带发电机的工作原理 4.轴带发电机的运行操作
一、轴带发电机的基本知识
轴带发电机（SG）——由船舶主机（直接
或通过变速机构）驱动的发电机系统。
充分利用主机的 “功率储备余量”。
（主机额定功率+余 量=主机可长期运行 功率）。