船舶轴带发电机教学提纲
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与手动准同步并车相同 3）停机条件 ➢按停机按钮 ➢电源故障 ➢运行故障 ➢系统中任一电机绕组过热等 4）正常停机的操作程序（机动航行） ➢起动柴油发电机 切除次要负载 ➢完成并车，转移负载后主机才可减速 ➢主机转速40%以下，SG主开关跳闸，逆变器停止触发。
船舶电气设备与系统
3、轴带发电机的运行操作程序及操作注意事项
通过PLC对离合器的控制来实现 由可调距桨控制系统、电站控制系统、主机三大系统相互作用 完成。
可布置在自由端或齿轮端，除了作发电机外，还可以作为电动 机，实现船舶应急推进。
船舶电气设备与系统
4、轴带发电机的几种主要工作模式
1、工作模式 以多用途船为例 主要有三种模式 1）PTI模式 轴带发电机作为电动机，从电网获电。 2）PTO模式 轴带发电机作为发电机，向电网供电。 3）BOOSTER模式 两台轴带发电机从电网获电，与两台主机一起推进船舶。 2、控制模式的实现
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。
可专设同步补偿机。通常采 用辅助发电机替代，通过柴 油机拖入同步后，用离合器 脱开。
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
Ⅳ、轴带发电机的功率输出特
性
Psge
受电枢电流和励磁电流额定值的限制，
不同的转速范围有不同的输出功率。 1.2
额定功率输出特性表明： 1、主机转速在75%-100%额定 1
时才是不变的。因此，要求船舶定速航行时才能让轴带发 电机并网投入工作。
同时，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： —— 具体措施下面分别讨论
1.转速补偿；（例如行星齿轮传动型、液力传动型） 2.频率补偿。（例如晶闸管整流-逆变型）
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
而且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） 3.主机与柴油机组速度特性不一样， 不能长时 并联运行。
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
⑵定螺距桨的主机轴带发电机
系统特点： 主机转速和转向是可变的。—— 只有在船舶定速航行
1、轴带发电机系统的特点、分类和功率输出特性
②频率补偿
方法：采用整流 — 逆变装置作为中间环节的系统。 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，三相逆变器提供有功功率，而无功功率 由同步补偿机来提供。
同步补偿机励磁电流根据负载变化进行控制，具有自动电压 调整器功能。
船舶电气设备与系统
该图是定距浆晶闸管
1.轴带发电机
2.晶闸管整流器
3.直流平滑滤波电抗器 4.晶闸管逆变器
5.交流电抗器
6.调相机
7.晶闸管整流器 8.频率和逆变角控制器
9.熔断器 10.空气开关 11.变压器
2、轴带发电机系统的组成原理
工作原理：SG输出非恒定频率的交流电，经整流变直流电，
再经逆变器变标准频率的交流电。SG只提供有功功率，SC向电 网输出无功功率。开始时，异步电机带动调相机建立正常频率 的额定电压，当逆变器已输出与调相机相同的电压和频率式， SC的异步电机自动断电。此时，SC相当于并联运行中逆功率运 行的发电机。
系统频率调节:改变SG的励磁电流.励磁电流增加，电压升高，
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。
①转速补偿方法：
1.变流机组稳定供电频率； 2.行星齿轮传动系统； 3.轴带异步发电机； 4.电磁滑差离合器恒速系统。 变流机组：控制可控硅导通角稳定电压，可稳定发电机转速。 行星齿轮：液压系统提供附加传动，稳定发电机转速。 异步发电机：与变流机组相似，也是稳定电动机和发电机转速。 滑差离合器：励磁电流大小可控制转矩，从而稳定转速。
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
Βιβλιοθήκη Baidu
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。
船舶电气设备与系统
3、轴带发电机的运行操作程序及操作注意事项
1）起动程序（正常航行，主机转速达到要求时） ➢接通控制系统电源； ➢检查起动条件(无故障报警，主机转速大于75%）起动调相机建立电压； ➢接通SG的励磁电路，发电机起压； ➢给整流器、逆变器触发脉冲，逆变器输出功率，异步电机断电； ➢起动成功 2）与辅助发电机并联和转换
船舶轴带发电机
1、轴带发电机系统的特点、分类和功率输出特性
ⅲ 船舶轴带发电机主要类型
主要类型 ： 1.直流轴带机；2.交流轴带机。
说明： 1.虽然直流轴带机电压稳定，转速的影响相对较小。但由于直
流电机维护工作量大，目前在船上的应用非常有限。因此，直 流轴带发电机较少用。若将直流电逆变成交流电，则逆变麻烦。
船舶电气设备与系统
3、轴带发电机的运行操作程序及操作注意事项
通过PLC对离合器的控制来实现 由可调距桨控制系统、电站控制系统、主机三大系统相互作用 完成。
可布置在自由端或齿轮端，除了作发电机外，还可以作为电动 机，实现船舶应急推进。
船舶电气设备与系统
4、轴带发电机的几种主要工作模式
1、工作模式 以多用途船为例 主要有三种模式 1）PTI模式 轴带发电机作为电动机，从电网获电。 2）PTO模式 轴带发电机作为发电机，向电网供电。 3）BOOSTER模式 两台轴带发电机从电网获电，与两台主机一起推进船舶。 2、控制模式的实现
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。
可专设同步补偿机。通常采 用辅助发电机替代，通过柴 油机拖入同步后，用离合器 脱开。
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
Ⅳ、轴带发电机的功率输出特
性
Psge
受电枢电流和励磁电流额定值的限制，
不同的转速范围有不同的输出功率。 1.2
额定功率输出特性表明： 1、主机转速在75%-100%额定 1
时才是不变的。因此，要求船舶定速航行时才能让轴带发 电机并网投入工作。
同时，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： —— 具体措施下面分别讨论
1.转速补偿；（例如行星齿轮传动型、液力传动型） 2.频率补偿。（例如晶闸管整流-逆变型）
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
而且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） 3.主机与柴油机组速度特性不一样， 不能长时 并联运行。
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
⑵定螺距桨的主机轴带发电机
系统特点： 主机转速和转向是可变的。—— 只有在船舶定速航行
1、轴带发电机系统的特点、分类和功率输出特性
②频率补偿
方法：采用整流 — 逆变装置作为中间环节的系统。 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，三相逆变器提供有功功率，而无功功率 由同步补偿机来提供。
同步补偿机励磁电流根据负载变化进行控制，具有自动电压 调整器功能。
船舶电气设备与系统
该图是定距浆晶闸管
1.轴带发电机
2.晶闸管整流器
3.直流平滑滤波电抗器 4.晶闸管逆变器
5.交流电抗器
6.调相机
7.晶闸管整流器 8.频率和逆变角控制器
9.熔断器 10.空气开关 11.变压器
2、轴带发电机系统的组成原理
工作原理：SG输出非恒定频率的交流电，经整流变直流电，
再经逆变器变标准频率的交流电。SG只提供有功功率，SC向电 网输出无功功率。开始时，异步电机带动调相机建立正常频率 的额定电压，当逆变器已输出与调相机相同的电压和频率式， SC的异步电机自动断电。此时，SC相当于并联运行中逆功率运 行的发电机。
系统频率调节:改变SG的励磁电流.励磁电流增加，电压升高，
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。
①转速补偿方法：
1.变流机组稳定供电频率； 2.行星齿轮传动系统； 3.轴带异步发电机； 4.电磁滑差离合器恒速系统。 变流机组：控制可控硅导通角稳定电压，可稳定发电机转速。 行星齿轮：液压系统提供附加传动，稳定发电机转速。 异步发电机：与变流机组相似，也是稳定电动机和发电机转速。 滑差离合器：励磁电流大小可控制转矩，从而稳定转速。
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
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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。
船舶电气设备与系统
3、轴带发电机的运行操作程序及操作注意事项
1）起动程序（正常航行，主机转速达到要求时） ➢接通控制系统电源； ➢检查起动条件(无故障报警，主机转速大于75%）起动调相机建立电压； ➢接通SG的励磁电路，发电机起压； ➢给整流器、逆变器触发脉冲，逆变器输出功率，异步电机断电； ➢起动成功 2）与辅助发电机并联和转换
船舶轴带发电机
1、轴带发电机系统的特点、分类和功率输出特性
ⅲ 船舶轴带发电机主要类型
主要类型 ： 1.直流轴带机；2.交流轴带机。
说明： 1.虽然直流轴带机电压稳定，转速的影响相对较小。但由于直
流电机维护工作量大，目前在船上的应用非常有限。因此，直 流轴带发电机较少用。若将直流电逆变成交流电，则逆变麻烦。