船舶电机与电力系统概述.pptx
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船舶电气设备与系统PPT课件
灯、发光二极管等），或是光致发光指示器.
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3 照明系统
应急照明系统
对载有滚装货的客船，除上述要求外，还必须在所有的旅
客公共处所和走廊设有附加应急照明此照明要乖在所有其他电
源发生故障和在各种横倾条件下，至少维持3h；所提供的照明
应能照亮逃生设施的周围。其电源应采用设置于灯具内部的蓄
电池，该蓄电池应尽可能地由应急配电板连续充电。若采用其
电动液压机械，如液压泵、电磁阀等；
工程机械，如各类工程船舶特有的机械；
钻机、泥浆泵等。
特种推进，如侧向推进、低速推进、和主动舵推进等
船舶操纵机械，如防摇鳍、减摇水舱等
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3 照明系统
3 照明系统
船舶照明是船舶航行、作业以及船上人员生活的必要条件。船 舶照明包括确保航行安全和人身安全照明（如航行灯、信号灯、 登放艇区域照明）、船舶工作场所照明（如驾驶室、机舱和装 卸用照明）以及生活区照明等。 船舶照明要考虑多种元素：对外界的信号灯必须根据不同航区有 关的各种江河湖海的规范规则配备；船舶自身的工作和生活照 明必须根据不同场所和用途进行设计
计中，有的船东根据本国船舶惯例及实际需要，要求在船上设
置更多的应急灯点，并兼作正常照明。此时照明设计需经船级
社认可。在必要的舱室增加应急照明灯点，并与正常照明交错
布置，平时由主电源供电，两者选用同一种灯具，应急灯点也
计入照度计算，并设置分路开关。
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3 照明系统
临时应急照明系统
有应急照明系统的船舶一般不设置临时应急照明，但对客 船和应急发电机自动起动不能满足规范要求的货船，还必 须设置临时应急照明系统，用以弥补正常与应急电源转换 时带来的短时断电，保证船舶与旅客的安全。
船舶电气设备与系统
d）展开图
图5-6 ψ = -90°时的电枢反应
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轮机工程学院船电系
为零，仅输送感性无功功率至电网。
具体电枢反应如图5-6。
轮机工程学院船电系
课件
船舶电气设备与系统
2020/1/17
W1 V2
U2 N
S U1
n
V1
W2
a）U相绕组电势最大时的位置
EU IW
Fa
W1 S
U2
N
V2 U1
V1
W2
Ff
c）U相绕组电流最大时的位置
EW IV
b）相量图
IU EV
U2 N
U1 S
零，仅输送容性无功功率至电网 。
具体电枢反应如图5-7。
轮机工程学院船电系
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船舶电气设备与系统
2020/1/17
W1 V2
U2 N
S U1
n
V1
W2
a）U相绕组电势最大时的位置
EU IV
Ff Fa
W1
S U2
n
N
V1
V2 U1
W2
c）U相绕组电流最大时的位置
U2
U1
IU
N
S
EV EW
IW n
b）相量图
同步发电机按其原动机的种类可分为水轮发电机、汽 轮发电机和柴油发电机三种。
轮机工程学院船电系
船舶电气设备与系统
2020/1/17
课件
同步发电机的基本类型：
1. 按同步发电机定子和转子的结构及作用不同有两种类 型，即旋转磁极式和旋转电枢式。
2. 按同步发电机的励磁电源的不同有两种基本类型，即 自励的图5-3 自励同步发电机和他励的图5-4 无刷同 步发电机。
船舶电力系统的组成讲义课件
船舶电力系统的组成讲义课件1. 简介船舶电力系统是指为船舶提供电力供应的一套设备和系统。
它包括发电机、输电系统、配电系统和用电设备等组成部分。
本讲义将详细介绍船舶电力系统的各个组成部分及其工作原理。
2. 组成部分2.1 发电机发电机是船舶电力系统的核心部件之一，它可以将机械能转换为电能。
常见的船舶发电机包括柴油发电机、燃气发电机和涡轮发电机等。
发电机的输出电压和频率需要根据船舶的需要进行调整。
2.2 输电系统输电系统用于将发电机产生的电能传输到各个用电设备。
船舶输电系统主要由高压开关设备、高压电缆和变压器等组成。
其中，变压器起到调节电压和功率的作用，确保电能的稳定供应。
2.3 配电系统配电系统用于将输电系统传输过来的电能分配给不同的用电设备。
船舶配电系统包括主配电系统和辅助配电系统。
主配电系统主要用于供应船舶的主要用电设备，如船载动力设备；而辅助配电系统则用于供应船舶的辅助设备，如照明设备和通信设备等。
2.4 用电设备用电设备是船舶电力系统的终端设备，用于满足船舶各个部门的不同电力需求。
常见的船舶用电设备包括电动机、照明设备、通信设备和导航设备等。
3. 工作原理船舶电力系统的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1.发电机产生电能：当发电机启动后，通过燃料燃烧或其他方式产生机械能，然后转换为电能。
2.输电系统传输电能：发电机输出的电能通过输电系统中的高压开关设备和电缆传输到不同的用电设备区域。
3.变压器调节电压：输电系统中的变压器可以根据需要调节电能的电压，确保供电的稳定性。
4.配电系统分配电能：变压器将电能传输到配电系统，根据需要将电能分配给不同的用电设备。
5.用电设备消耗电能：用电设备接收到分配的电能后，将其转换为对应的机械能或其他形式的能量，以满足船舶各个部门的需求。
4. 维护与安全为了确保船舶电力系统的正常运行和安全性，需要进行定期维护和检查。
具体的维护措施包括：•定期检查发电机的外观和绝缘性能，及时清洁和更换损坏的部件。
船舶电气设备及系统课件.pptx
船舶电力网：电缆、电线总称。 分类：动力ห้องสมุดไป่ตู้照明、应急、低压和弱电等5种电网。
船舶电力系统的负载和特点
船舶电力系统的负载：船舶电力系统的负载就是用电 设备，可分为4类。
1.电力拖动负载：包括甲板机械、舱室机械等； 2.照明负载：照明灯具，信号灯（重要设备）； 3.通讯导航设备：无线电、车钟、电罗经、雷达等（ 重要设备）； 4.其他设备：生活用电设备。 船舶电力系统的特点：—— 主要3个。
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、变距浆2种。
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。
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）。
第十一章 船舶电站
§11-1.船舶电力系统概述 §11-2.电站容量与发电机组数量 §11-3.主机轴带发电机装置 §11-4.船舶配电板 §11-5.万能式空气断路器 §11-6.发电机的保护 §11-7.发电机的并联运行条件与分析 §11-8.手动并车整步原理与方法 §11-9.自动准同步并车原理 §11-10.船舶应急发电机组 §11-11.船舶蓄电池装置 §11-12.船舶接用岸电装置
利用系数：实际需要功率与配置功率之差；机械负荷 系数：实际轴功率与最大轴功率之差；电动机负荷系数： 考虑半载或轻载工作；同时系数：考虑不同时工作。
实际确定用方法有 “三类负荷法”，“需要系数法” 等。注意：连续负荷为I类负荷，短时、重复短时为II类负 荷，偶然短时为III类负荷。III类负荷不考虑。
船舶电力系统的负载和特点
船舶电力系统的负载：船舶电力系统的负载就是用电 设备，可分为4类。
1.电力拖动负载：包括甲板机械、舱室机械等； 2.照明负载：照明灯具，信号灯（重要设备）； 3.通讯导航设备：无线电、车钟、电罗经、雷达等（ 重要设备）； 4.其他设备：生活用电设备。 船舶电力系统的特点：—— 主要3个。
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、变距浆2种。
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。
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）。
第十一章 船舶电站
§11-1.船舶电力系统概述 §11-2.电站容量与发电机组数量 §11-3.主机轴带发电机装置 §11-4.船舶配电板 §11-5.万能式空气断路器 §11-6.发电机的保护 §11-7.发电机的并联运行条件与分析 §11-8.手动并车整步原理与方法 §11-9.自动准同步并车原理 §11-10.船舶应急发电机组 §11-11.船舶蓄电池装置 §11-12.船舶接用岸电装置
利用系数：实际需要功率与配置功率之差；机械负荷 系数：实际轴功率与最大轴功率之差；电动机负荷系数： 考虑半载或轻载工作；同时系数：考虑不同时工作。
实际确定用方法有 “三类负荷法”，“需要系数法” 等。注意：连续负荷为I类负荷，短时、重复短时为II类负 荷，偶然短时为III类负荷。III类负荷不考虑。
船舶电机与电力系统概述(ppt 121页)
行程开关有多种构造形式，常用的 有按钮式（直动式）、滚轮式（旋转 式）。其中滚轮式又有单滚轮式和双滚 轮式两种。它们的外形如图所示。
24
常用行程开关外形
25
行程开关的图片
26
行程开关的符号
1) 基本结构及工作原理
2）文字符号：SQ 3）图形符号：
常开触头
常闭触头
27
行程开关的型号含义及选用
选用行程开关，主要应根据被控制电路的特点、 要求及生产现场条件和所需触头数量、种类等因素综 合考虑。
1.电磁系统结构及工作原理 电磁系统作用：将电磁能量转换成机械能量，带动触点 动作，实现对电路的通、断控制。 由铁心、衔铁和线圈等部分组成。 其工作原理是：当线圈中有电流通过时，产生电磁吸力， 电磁吸力克服弹簧的反作用力，使衔铁与铁心闭合，衔铁带动 连接机构运动，从而带动相应触点动作，完成通、断电路的控 制作用
5.执行电器 用于完成某种动作或传送功能的电器。 （例如电磁铁、电磁离合器等）
6
(四)、低压电器的分类 • 按电器的动作性质分 ：手动电器和自动电器 • 按电器的性能和用途分：控制电器和保护电器 • 按有无触点分：有触点电器和无触点电器 • 按工作原理分：电磁式电器和非电量控制电器
7
电磁式电器
电磁式电器：根据电磁感应原理来实现通、断控制的电器， 由电磁系统，触点系统及灭弧系统组成。
28
（三 ）、自动空气开关
自动开关又叫自动空气开关、空气开关、低压断路器简称断路器。
它相当于刀开关、熔断器、热继电器、过电流继电器和欠电压继电器的组 合，是一种既有手动开关作用又能自动进行欠压、失压、过载和短路保护 的电器。它对线路、电器设备及电动机实行保护。是低压配电网中的一种 重要保护电器。 功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失压时自动分断电路。 特点：操作安全，分断能力较高。 结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。
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常用行程开关外形
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行程开关的图片
26
行程开关的符号
1) 基本结构及工作原理
2）文字符号：SQ 3）图形符号：
常开触头
常闭触头
27
行程开关的型号含义及选用
选用行程开关，主要应根据被控制电路的特点、 要求及生产现场条件和所需触头数量、种类等因素综 合考虑。
1.电磁系统结构及工作原理 电磁系统作用：将电磁能量转换成机械能量，带动触点 动作，实现对电路的通、断控制。 由铁心、衔铁和线圈等部分组成。 其工作原理是：当线圈中有电流通过时，产生电磁吸力， 电磁吸力克服弹簧的反作用力，使衔铁与铁心闭合，衔铁带动 连接机构运动，从而带动相应触点动作，完成通、断电路的控 制作用
5.执行电器 用于完成某种动作或传送功能的电器。 （例如电磁铁、电磁离合器等）
6
(四)、低压电器的分类 • 按电器的动作性质分 ：手动电器和自动电器 • 按电器的性能和用途分：控制电器和保护电器 • 按有无触点分：有触点电器和无触点电器 • 按工作原理分：电磁式电器和非电量控制电器
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电磁式电器
电磁式电器：根据电磁感应原理来实现通、断控制的电器， 由电磁系统，触点系统及灭弧系统组成。
28
（三 ）、自动空气开关
自动开关又叫自动空气开关、空气开关、低压断路器简称断路器。
它相当于刀开关、熔断器、热继电器、过电流继电器和欠电压继电器的组 合，是一种既有手动开关作用又能自动进行欠压、失压、过载和短路保护 的电器。它对线路、电器设备及电动机实行保护。是低压配电网中的一种 重要保护电器。 功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失压时自动分断电路。 特点：操作安全，分断能力较高。 结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。
船舶电力系统发展方向PPTPPT课件
船舶电力系统的发展挑战
技术更新换代
船舶电力系统的技术更新换代较快，需要不断投入研发和试验，以 适应新的市场需求和技术发展趋势。
安全性能要求高
船舶电力系统的安全性能要求非常高，需要严格遵守相关标准和规 范，确保船舶运营的安全可靠。
成本控制
船舶电力系统的成本控制是一个重要问题，需要在保证性能和质量 的前提下，尽可能降低成本，提高经济效益。
船舶电力系统是指船舶上电能的 生产、分配、传输和消费的系统 ，主要由电源装置、配电装置、 输电线路和负载组成。
配电装置包括断路器、熔断器、 接触器等，负责电能的分配和保 护。
负载包括电动机、照明灯具、电 子设备等，负责消耗电能。
船舶电力系统的历史与发展
船舶电力系统的发展经历了直流电力系统、交 流电力系统、交流电力系统的不断改进和革新。
船舶电力系统的模块化发展
模块化设计
将船舶电力系统划分为不同的模块，每个模块具有独立的功能和 作用，便于维护和升级。
模块化制造
采用模块化制造方式，将各个模块分别制造后再进行集成，提高 生产效率和产品质量。
模块化维修
针对不同的模块进行快速维修和更换，缩短维修周期，减少对船 舶运行的影响。
船舶电力系统的集成化发展
船舶工作环境恶劣，如振动、 潮湿、盐雾等，对电力系统设 备提出了更高的要求。
船舶负载多样，包括推进系统 、导航系统、照明系统等，对 电力系统的稳定性和可靠性提 出了更高的要求。
02
船舶电力系统的发展现 状
船舶电力系统的技术现状
船舶电力系统技术不断更 新
随着科技的不断进步，船舶电力系统也在不 断更新换代，采用更高效、更安全、更环保 的技术。
船舶电力系统的绿色化发展
船舶电机与电力拖动系统
的智能控制和监测。
集成化
将电机与电力电子、控 制和监测系统集成在一 起，形成一体化的电力
拖动系统。
02 船舶电力拖动系统基础
船舶电力拖动系统的组成与原理
船舶电力拖动系统的组成
船舶电力拖动系统主要由电机、传动装置、控制系统和负载等部分组成。
船舶电力拖动系统的原理
船舶电力拖动系统通过电机产生动力，经过传动装置传递给负载，实现船舶的 推进和控制。
这些设备通常需要连续运行，因此船 舶电机需要具备高效率和长寿命等特 点，以确保辅助系统的稳定运行。
船舶电力拖动系统在船舶系统中的应用实例
船舶电力拖动系统在船舶系统中 广泛应用于各种场合，如货船的 起货机、客船的电梯和输送带等。
以货船的起货机为例，电力拖动 系统通过电动机的驱动，实现起 货机的升降和旋转运动，确保货
系统优化
通过优化设计，提高船舶电力拖动 系统的效率、可靠性和经济性。
控制系统设计
根据航行需求，设计合理的控制系 统，实现船舶的稳定、安全航行。
03 船舶电机与电力拖动系统 的应用
船舶电机在推进系统中的应用
船舶电机在推进系统中主要用于驱动船舶的主发动机，如柴油机、燃气轮机等。
船舶电机需要具备高功率、高效率、高可靠性以及良好的调速性能，以满足推进系 统的要求。
新型材料如碳纤维、钛合金等将在船舶电机和电力拖动系统中得到应用，以提高 设备的强度、轻量化和耐腐蚀性。
新工艺
随着3D打印等新工艺的发展，船舶电机和电力拖动系统的制造将更加灵活、高 效，降低生产成本。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
保持电机的清洁，定期清除电 机内部的灰尘和杂物，防止对
电机运行造成影响。
润滑
集成化
将电机与电力电子、控 制和监测系统集成在一 起，形成一体化的电力
拖动系统。
02 船舶电力拖动系统基础
船舶电力拖动系统的组成与原理
船舶电力拖动系统的组成
船舶电力拖动系统主要由电机、传动装置、控制系统和负载等部分组成。
船舶电力拖动系统的原理
船舶电力拖动系统通过电机产生动力，经过传动装置传递给负载，实现船舶的 推进和控制。
这些设备通常需要连续运行，因此船 舶电机需要具备高效率和长寿命等特 点，以确保辅助系统的稳定运行。
船舶电力拖动系统在船舶系统中的应用实例
船舶电力拖动系统在船舶系统中 广泛应用于各种场合，如货船的 起货机、客船的电梯和输送带等。
以货船的起货机为例，电力拖动 系统通过电动机的驱动，实现起 货机的升降和旋转运动，确保货
系统优化
通过优化设计，提高船舶电力拖动 系统的效率、可靠性和经济性。
控制系统设计
根据航行需求，设计合理的控制系 统，实现船舶的稳定、安全航行。
03 船舶电机与电力拖动系统 的应用
船舶电机在推进系统中的应用
船舶电机在推进系统中主要用于驱动船舶的主发动机，如柴油机、燃气轮机等。
船舶电机需要具备高功率、高效率、高可靠性以及良好的调速性能，以满足推进系 统的要求。
新型材料如碳纤维、钛合金等将在船舶电机和电力拖动系统中得到应用，以提高 设备的强度、轻量化和耐腐蚀性。
新工艺
随着3D打印等新工艺的发展，船舶电机和电力拖动系统的制造将更加灵活、高 效，降低生产成本。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
保持电机的清洁，定期清除电 机内部的灰尘和杂物，防止对
电机运行造成影响。
润滑
船舶电力系统概述
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η'为电动机相当于功率P2时的效率
船舶电力系统概述
（6）无功功率Q5
为电动机的功率因数角。
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船舶电力系统概述
3．系数的确定
（1）负荷系数的确定 一般机械的轴功率可由产品样本查得，机械负荷系数可根 据轮机专业或舾装专业提供的设备实际使用数据来确定。
（2）同时系数的确定
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船舶电力系统概述
三、船舶电力系统的特点（与陆电相比）
（1）工作条件比较复杂，工作环境比较恶劣 高温、潮湿、霉菌、振动、倾斜。 要求电气设备进行（防潮、防霉菌、防盐雾）三防处理
（2）与用电设备之间的距离很短，相互影响大 要求短路保护环节全面、可靠、选择性强。
（3）船舶电站容量相对较小。 要求发电机有强行励磁能力，稳压性能好。
功率、功率因数、绝缘电阻等）。
（3）调整电力系统的各电气参数值（例如电压、频率的调整）。
（4）当电力系统发生故障或不能正常运行时，保护电路将 自动地切断故障电路或发出报警信号。
（5）对电路状态、开关状态以及偏离正常的工பைடு நூலகம்状态进行 信号显示。
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船舶电力系统概述
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一、 主配电板
负载屏
并车屏
（5）应急工况：主发电机失效、应急发电机启用。
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船舶电力系统概述
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2. 确定电站容量的基本原则
电站容量应能满足船舶在各种运行况下的用电量，并有适 当的裕量，确保连续可靠的供电。但从经济性考虑，冗余
功率又不能太大。 3. 发电机组容量和数量的选择原则
发电机组的总容量决定于电站的总容量，发电机组的单 机容量和机组数量由以下几个基本原则确定： ◆单机组容量：最高负荷的80%。 ◆船舶电站必须有备用机组2-3台，最多4台。 ◆各机组的使用寿命应与主机寿命相当 ◆维修管理方便
船舶电力系统概论PPT课件(280页)
对于油船、化学品船等液货船及其他特殊 船舶，必须注意其配电系统的特殊要求， 如油船可以采用的配电系统只限制在：
直流双线绝缘系统； 交流单相双线绝缘系统； 交流三相三线绝缘系统。
接地和接地装置
电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连 接称接地。 电气设备的接地方式分三种：
工作接地 保护接地 重复接地
4）其他设备 电加热器、电风扇、电视机。
2) 船舶电力系统的特点
船舶电力系统是一个独立的电力系统。
总容量不超过各发电机容量的5～10倍的电网称为独立 电网，船舶电力系统属于独立电网。
在独立电网中，调节运行发电机的电压或原动机的转 速，除了改变本身有功功率和无功功率的承担外，还 影响电网的频率和电压。
电源种类
电源种类又称电制。 船舶电力系统常采用交流和直流两种电制。
除了某些特种工程船舶和小型船，如供水、供油 船和小艇，仍采用直流电制或交、直流混合电制 外，对于几乎所有大、中型船舶，不论是液货船、 集装箱船还是客船，都优先采用交流电制。
电压等级
具体的额定电压等级一般都尽可能与岸电相同。 交流船舶电网多数为380V或为440V。 某些(电推)船舶上采用的6KV 、3.3KV的电力系统。
火线对地220V，欠安全。
3）．中性点接地三线系统
利用船体作为中线形 成回路，节省电缆, 容易发生触电和短路 故障。
中国船级社《钢质海船入级与建造规范》规定：
1600总吨及以上的船舶动力、电热及照明配 电系统，均不应采用利用船体作回路的配电 系统。又规定钢铝混合结构的船舶，严禁铝 质部分作导电回路。
(2)可靠 应满足电能用户对供电可靠性即连续供电的要求。
(3)优质 应满足电能用户对电压、频率和波形等质量的要求。
直流双线绝缘系统； 交流单相双线绝缘系统； 交流三相三线绝缘系统。
接地和接地装置
电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连 接称接地。 电气设备的接地方式分三种：
工作接地 保护接地 重复接地
4）其他设备 电加热器、电风扇、电视机。
2) 船舶电力系统的特点
船舶电力系统是一个独立的电力系统。
总容量不超过各发电机容量的5～10倍的电网称为独立 电网，船舶电力系统属于独立电网。
在独立电网中，调节运行发电机的电压或原动机的转 速，除了改变本身有功功率和无功功率的承担外，还 影响电网的频率和电压。
电源种类
电源种类又称电制。 船舶电力系统常采用交流和直流两种电制。
除了某些特种工程船舶和小型船，如供水、供油 船和小艇，仍采用直流电制或交、直流混合电制 外，对于几乎所有大、中型船舶，不论是液货船、 集装箱船还是客船，都优先采用交流电制。
电压等级
具体的额定电压等级一般都尽可能与岸电相同。 交流船舶电网多数为380V或为440V。 某些(电推)船舶上采用的6KV 、3.3KV的电力系统。
火线对地220V，欠安全。
3）．中性点接地三线系统
利用船体作为中线形 成回路，节省电缆, 容易发生触电和短路 故障。
中国船级社《钢质海船入级与建造规范》规定：
1600总吨及以上的船舶动力、电热及照明配 电系统，均不应采用利用船体作回路的配电 系统。又规定钢铝混合结构的船舶，严禁铝 质部分作导电回路。
(2)可靠 应满足电能用户对供电可靠性即连续供电的要求。
(3)优质 应满足电能用户对电压、频率和波形等质量的要求。
第二章船舶电机与电力拖动系统
第二章 船舶电机与电力拖动系统
§1.1 直流电机的结构、励磁方式与运行特性 §1.2 变压器 §1.3 交流异步电动机 §1.4 控制电机及其在船舶上的应用 §1.5 船舶常用控制电器 §1.6 异步电动机常用控制电路 §1.7 锚机、绞缆机电力拖动控制系统 §1.8 起货机电力拖动控制系统 §1.9 船舶舵机控制系统
第二章 船舶电机与电力拖动系统
第二章 船舶电机与电力拖动系统
第二章 船舶电机与电力拖动系统 定子绕组
第二章 船舶电机与电力拖动系统
机座
第二章 船舶电机与电力拖动系统
二、转子部分
1、转子铁心
转子铁心也是电机磁路的组成部分，并用来固定转子绕组。铁心材料也用 0.5mm或0.35mm厚的硅钢片冲制叠压而成，故通常用冲制定子铁芯冲片剩余下来 的内圆部分制作。转子铁芯固定在转轴上，其外圆上开有槽，用来嵌放转子绕组。
∵定子导体与旋转磁场间的相对速度固定，而转子 导体与旋转磁场间的相对速度随转子的转速不同而 变化 旋转磁场切割定子导体和转子导体的速度不同
定子感应电势频率 f 1 转子感应电势频率 f 2
转子感应电势频率 f 2
f2
n0 n 60
p
n0 n n0
n0 p 60
s
f1
第二章 船舶电机与电力拖动系统
2、转子绕组——根据转子绕组的结构型式可分为
1）鼠笼式转子：转子铁心的每个槽内插入一根裸导条，形成 一个多相对称短路绕组。
2）绕线式转子：转子绕组为三相对称绕组，嵌放在转子铁心 槽内。
三、气隙 异步电动机的气隙是均匀的。大小为机械条件所能允许达
到的最小值。
第二章 船舶电机与电力拖动系统
转子
§1.1 直流电机的结构、励磁方式与运行特性 §1.2 变压器 §1.3 交流异步电动机 §1.4 控制电机及其在船舶上的应用 §1.5 船舶常用控制电器 §1.6 异步电动机常用控制电路 §1.7 锚机、绞缆机电力拖动控制系统 §1.8 起货机电力拖动控制系统 §1.9 船舶舵机控制系统
第二章 船舶电机与电力拖动系统
第二章 船舶电机与电力拖动系统
第二章 船舶电机与电力拖动系统 定子绕组
第二章 船舶电机与电力拖动系统
机座
第二章 船舶电机与电力拖动系统
二、转子部分
1、转子铁心
转子铁心也是电机磁路的组成部分，并用来固定转子绕组。铁心材料也用 0.5mm或0.35mm厚的硅钢片冲制叠压而成，故通常用冲制定子铁芯冲片剩余下来 的内圆部分制作。转子铁芯固定在转轴上，其外圆上开有槽，用来嵌放转子绕组。
∵定子导体与旋转磁场间的相对速度固定，而转子 导体与旋转磁场间的相对速度随转子的转速不同而 变化 旋转磁场切割定子导体和转子导体的速度不同
定子感应电势频率 f 1 转子感应电势频率 f 2
转子感应电势频率 f 2
f2
n0 n 60
p
n0 n n0
n0 p 60
s
f1
第二章 船舶电机与电力拖动系统
2、转子绕组——根据转子绕组的结构型式可分为
1）鼠笼式转子：转子铁心的每个槽内插入一根裸导条，形成 一个多相对称短路绕组。
2）绕线式转子：转子绕组为三相对称绕组，嵌放在转子铁心 槽内。
三、气隙 异步电动机的气隙是均匀的。大小为机械条件所能允许达
到的最小值。
第二章 船舶电机与电力拖动系统
转子
船舶电气课件船舶电机
船舶电机1. 简介船舶电机是船舶电气系统中的重要组成部分。
它们负责提供动力，驱动船舶前进。
本课件将介绍船舶电机的类型、工作原理和常见故障及维修方法。
2. 船舶电机的分类船舶电机按照功率和用途的不同可以分为多种不同类型，其中常见的包括：2.1 主推进电机主推进电机是船舶最主要的动力来源。
它的功率通常较大，可以提供足够的动力，驱动船舶在水中前进。
主推进电机分为直流电机和交流电机两种类型。
2.1.1 直流电机直流电机的特点是起动力矩大、调速范围广，适用于各种载荷瞬时变化大、负载转矩要求较高的场合。
但直流电机的结构复杂，维护和修理成本较高。
2.1.2 交流电机交流电机的特点是结构简单、维护保养方便。
它适用于中小功率的推进需求。
交流电机又可分为异步电机和同步电机两种类型。
异步电机具有结构简单、可靠性高等优点，广泛应用于船舶中。
2.2 副推进电机副推进电机通常用于辅助船舶的操纵和其他驱动需求。
它的功率相对较小，主要用于提供侧推力和艏推力等。
2.3 供应电力电机供应电力电机负责为船舶提供各种辅助设备的电力需求，例如发电机、泵站、压缩机等。
根据不同设备的功率需求和工作特点，供应电力电机可以是直流电机或交流电机。
3. 船舶电机的工作原理船舶电机的工作原理和普通电机基本相同，都是通过电磁感应的原理将电能转化为机械能。
船舶电机的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1.通过电源提供直流电或交流电。
2.将电能输入到电机的定子和转子中。
3.通过电磁感应作用，形成磁场。
4.磁场的作用下，定子和转子之间产生电磁力，使转子开始转动。
5.转子的转动带动船舶的推进或其他设备的运转。
4. 船舶电机的常见故障与维修方法船舶电机在长时间运行过程中可能会出现各种故障，常见的故障包括电路故障、绝缘老化、电刷磨损、轴承故障等。
针对这些故障，可以采取以下维修方法：4.1 检查电路故障当电机无法启动或运转不正常时，首先要检查电路是否存在故障。
可以通过检查电路连接、保险丝、断路器等来排查故障。
船舶电气设备与系统概要PPT课件
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图9-1 单杆式电动起货机结构图
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图9-2 双杆式电动起货机结构图
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图9-3双杆吊货时电动机负载图
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由图9-3可见，起货电动机是重复短期工作，所以 起
货电动机一般采用专用的重复短期制。这种工作 制用
百分数JC值表示，称为暂载率或通电持续率，它
1．船舶甲板机械的工况特点
船舶甲板机械与船舶电站紧密联系。甲板机械中 某
些电动机单机功率相对发电机的容量而言，占有 了
较大的权重，拖动电机的起动、制动、运行状态 都
会直接影响到船舶电网参数的变化。船舶电站的 容
量基本上是根据船舶机电设备的总容量来确定的。
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2．调速要求
甲板机械要求调速的主要有起货机、锚机和绞 缆机
在电气控制回路中，当代船舶已经引入了可编程控 制器和单片机；在液压控制回路中，大多采用电子技 术和液压技术相结合的电液复合系统，进一步提高了 系统的自动化程度。
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一、电动甲板机械 1．船舶甲板机械的工况特点 2．调速要求 3．工作的可靠性要求高 4．对电气设备的要求
第3页/共52页
甲板机械及其机电设备的高可靠性运行，这是由 船舶
的特殊性所决定的。除了要求它们可靠运行外， 还要
方便日常管理和维护，一旦发生意外故障，则要 求鼓
掌部分能迅速恢复和切除，尽最大可能保持供电 和继
第6页/共52页
4．对电气设备的要求 对船舶的甲板机电设备有以下几点要求：
（1）通用性，同一用途的设备应具有同一规格，以保 证良好的互换性。
式
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图9-1 单杆式电动起货机结构图
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图9-2 双杆式电动起货机结构图
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图9-3双杆吊货时电动机负载图
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由图9-3可见，起货电动机是重复短期工作，所以 起
货电动机一般采用专用的重复短期制。这种工作 制用
百分数JC值表示，称为暂载率或通电持续率，它
1．船舶甲板机械的工况特点
船舶甲板机械与船舶电站紧密联系。甲板机械中 某
些电动机单机功率相对发电机的容量而言，占有 了
较大的权重，拖动电机的起动、制动、运行状态 都
会直接影响到船舶电网参数的变化。船舶电站的 容
量基本上是根据船舶机电设备的总容量来确定的。
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2．调速要求
甲板机械要求调速的主要有起货机、锚机和绞 缆机
在电气控制回路中，当代船舶已经引入了可编程控 制器和单片机；在液压控制回路中，大多采用电子技 术和液压技术相结合的电液复合系统，进一步提高了 系统的自动化程度。
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一、电动甲板机械 1．船舶甲板机械的工况特点 2．调速要求 3．工作的可靠性要求高 4．对电气设备的要求
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甲板机械及其机电设备的高可靠性运行，这是由 船舶
的特殊性所决定的。除了要求它们可靠运行外， 还要
方便日常管理和维护，一旦发生意外故障，则要 求鼓
掌部分能迅速恢复和切除，尽最大可能保持供电 和继
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4．对电气设备的要求 对船舶的甲板机电设备有以下几点要求：
（1）通用性，同一用途的设备应具有同一规格，以保 证良好的互换性。
式
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（例如高压断路器、高压隔离开关、高压 熔断器等）
2. 低压电器 用于交流1200V（50Hz或60Hz）、 直流1500V及以下电路中起通断、保护、控制
和调节作用的电器（简称电器）。 （例如接触器、继电器等）
（二）按动作原理分：
1.手动电器 人手操作发出动作指令的电器。 （例如刀开关、按钮等）
2.自动电器 产生电磁吸力而自动完成动作指令 的电器。
➢ 熄灭电弧的原理：抑制游离因素，增强去游离因素。
➢ 在低压电器灭弧中，主要采取的措施有：①迅速增加电弧长 度，使得单位长度内维持电弧燃烧的电场强度不足而使电弧熄 灭。②使电弧与液体介质或固体介质相接触，加速冷却以增强 去游离作用，使电弧迅速熄灭。
五）、低压电器的性能指标
低压电器的性能参数主要包括额定电压、额定电流、通断能力、电气寿命 和机械寿命等。 • （1）额定电压
低压电器在规定条件下长期工作时，能保证电器正常工作的电压值，通 常是指主触点的额定电压。有电磁机构的控制电器还规定了吸引线圈的额 定电压。 • （2）额定电流
是保证电器能正常工作的电流值。 同一电器在不同的使用条件下，有 不同的额定电流等级。 • （3）通断能力
低压电器在规定的条件下，能可靠接通和分断的最大电流。通断能力与 电器的额定电压、负载性质、灭弧方法等有很大关系。 • （4）电气寿命
第15章 船舶电气设备
第1 节 常用控制电器
常用电气元件结构和图片
一 、概述
• 电器是一种能根据外界的信号和要求，手动或自 动地接通或断开电路，断续或连续地改变电路参 数，以实现电路或非电对象的切换、控制、保护、 检测、变换和调节用的电气设备。简言之，电器 就是一种能控制电的工具，最基本、最典型的功 能就是“开”和“关” 。
• 电器在电力输配电系统和电力拖动自动控制系统 中被广泛应用。
• 低压控制电器是低压电器的一种，我们学习低压 控制电器元件，主要是能正确地使用和选用电器 元件，因此不涉及元件的设计，而着重于应用。
二 、电器的分类
（一）按工作电压等级分：
1. 高压电器 用于交流1200V、直流1500V及以上 电路中的电器。
电磁系统的结构图
2. 触点系统
触点是电器的执行机构，起接通和断开电路的作用。若要使 触点具有良好的接触性能，通常采用铜质材料制成。
触点主要结构形式 ：桥式触点和指形触点
3. 灭弧系统
➢ 电弧的产生：触点在分断电路时，由于接触电阻引起触点 温升，从而引起热电子发射，同时触点间距离极小，电场强度 极大，在强电场的作用下，气隙中电子高速运动产生碰撞游离， 在游离因素的作用大，触点间的气隙中会产生大量带电粒子使 气体导电，形成炽热的电子流，即电弧。
低压电器在规定条件下，在不需修理或更换零件时的负载操作循环次数。 • （5）机械寿命
低压电器在需要修理或更换机械零件前所能承受的负载操作次数。
三 、电力拖动系统组成
• 任务：根据给定的 指令，依照自动控 制系统的规律和具 体的工艺要求对主 电路进行控制。
开关 熔断器
按钮开关（接触器）
热继 电器
1、控制电器
四 、常用控制电器 （一）、组合开关
1 . HZ10－10/3组合开关结构与原理
1
1-手柄 4-凸轮 7-静触头
2
3
4
9
87
65
2-转轴
3-弹簧
5-绝缘垫板 6-动触头
8-接线端子 9-绝缘方轴
2.HZ10系列组合开关的ຫໍສະໝຸດ 号、符号HZ 10－ /
组合开关 设计序号
极数 开关专门用途代号
额定电流
• 控制电路：由接触器线圈、 继电器等电器元件组成。 （电流小）
开关 熔断器
按钮开关（接触器）
热继 电器
电机
电力拖动自动控制系统中 常用的低压控制电器
• 接触器： 交流接触器 直流接触器
• 继电器：电磁式继电器： 电压继电器
电流继电器 中间继电器 时间继电器： 空气阻尼式 电动式 电子式 热继电器
速度继电器
• 熔断器： 螺旋式
有填料封闭管式 无填料密闭管式 快速熔断器 自复式
• 低压隔离器：低压刀开关
熔断器式刀开关 组合开关
• 低压断路器：框架式
塑料外壳式 快速直流断路器 限流式
• 主令电器：按钮 行程开关
开关 接近开关 光电开关
凸轮控制器与主令控制器 万能转换开关
主令电器是用来接通和分断控制电路以发号施令的电器。
1.电磁系统结构及工作原理 ➢ 电磁系统作用：将电磁能量转换成机械能量，带动触点 动作，实现对电路的通、断控制。 ➢ 由铁心、衔铁和线圈等部分组成。
➢ 其工作原理是：当线圈中有电流通过时，产生电磁吸力， 电磁吸力克服弹簧的反作用力，使衔铁与铁心闭合，衔铁带动 连接机构运动，从而带动相应触点动作，完成通、断电路的控 制作用
（例如接触器、继电器、电磁阀等）
（三） 按用途分：
1.控制电器 用于各种控制电路和控制系统的电器。 （例如接触器、继电器、电动机起动器等）
2.配电电器 用于电能的输送和分配的电器。 （例如高压断路器、 低压断路器）
3.主令电器 用于自动控制系统中发送动作指令的电器。 （例如按钮、转换开关等）
4.保护电器 用于保护电路及用电设备的电器。 （例如熔断器、热继电器等）
控制电机起动、自动、 调试等
2、保护电器
保护电动机和生产机械， 使其安全运行的电器
3、执行电器
带动生产机械运行或保 持机械装置在固定位置 上的一种执行装置
开关 熔断器
按钮开关（接触器） 热继 电器
电机
电力拖动系统组成
• 主电路：由电动机、（接 通、断开、控制电动机的） 接触器主触点等电器元件 组成。（电流大）
5.执行电器 用于完成某种动作或传送功能的电器。 （例如电磁铁、电磁离合器等）
(四)、低压电器的分类
• 按电器的动作性质分 ：手动电器和自动电器 • 按电器的性能和用途分：控制电器和保护电器 • 按有无触点分：有触点电器和无触点电器 • 按工作原理分：电磁式电器和非电量控制电器
电磁式电器
电磁式电器：根据电磁感应原理来实现通、断控制的电器， 由电磁系统，触点系统及灭弧系统组成。
例： HZ10-25
HZ10-60
符号：
QS
3.组合开关的安装与使用
（1）HZ10系列组合开关应安装在控制箱内。 （2）若需在箱内操作，开关最好装在箱内右上方。 （3）组合开关的通断能力较低，不能用来分断故障电流。 （4）当操作频率过高，应降低开关的容量使用。
2. 低压电器 用于交流1200V（50Hz或60Hz）、 直流1500V及以下电路中起通断、保护、控制
和调节作用的电器（简称电器）。 （例如接触器、继电器等）
（二）按动作原理分：
1.手动电器 人手操作发出动作指令的电器。 （例如刀开关、按钮等）
2.自动电器 产生电磁吸力而自动完成动作指令 的电器。
➢ 熄灭电弧的原理：抑制游离因素，增强去游离因素。
➢ 在低压电器灭弧中，主要采取的措施有：①迅速增加电弧长 度，使得单位长度内维持电弧燃烧的电场强度不足而使电弧熄 灭。②使电弧与液体介质或固体介质相接触，加速冷却以增强 去游离作用，使电弧迅速熄灭。
五）、低压电器的性能指标
低压电器的性能参数主要包括额定电压、额定电流、通断能力、电气寿命 和机械寿命等。 • （1）额定电压
低压电器在规定条件下长期工作时，能保证电器正常工作的电压值，通 常是指主触点的额定电压。有电磁机构的控制电器还规定了吸引线圈的额 定电压。 • （2）额定电流
是保证电器能正常工作的电流值。 同一电器在不同的使用条件下，有 不同的额定电流等级。 • （3）通断能力
低压电器在规定的条件下，能可靠接通和分断的最大电流。通断能力与 电器的额定电压、负载性质、灭弧方法等有很大关系。 • （4）电气寿命
第15章 船舶电气设备
第1 节 常用控制电器
常用电气元件结构和图片
一 、概述
• 电器是一种能根据外界的信号和要求，手动或自 动地接通或断开电路，断续或连续地改变电路参 数，以实现电路或非电对象的切换、控制、保护、 检测、变换和调节用的电气设备。简言之，电器 就是一种能控制电的工具，最基本、最典型的功 能就是“开”和“关” 。
• 电器在电力输配电系统和电力拖动自动控制系统 中被广泛应用。
• 低压控制电器是低压电器的一种，我们学习低压 控制电器元件，主要是能正确地使用和选用电器 元件，因此不涉及元件的设计，而着重于应用。
二 、电器的分类
（一）按工作电压等级分：
1. 高压电器 用于交流1200V、直流1500V及以上 电路中的电器。
电磁系统的结构图
2. 触点系统
触点是电器的执行机构，起接通和断开电路的作用。若要使 触点具有良好的接触性能，通常采用铜质材料制成。
触点主要结构形式 ：桥式触点和指形触点
3. 灭弧系统
➢ 电弧的产生：触点在分断电路时，由于接触电阻引起触点 温升，从而引起热电子发射，同时触点间距离极小，电场强度 极大，在强电场的作用下，气隙中电子高速运动产生碰撞游离， 在游离因素的作用大，触点间的气隙中会产生大量带电粒子使 气体导电，形成炽热的电子流，即电弧。
低压电器在规定条件下，在不需修理或更换零件时的负载操作循环次数。 • （5）机械寿命
低压电器在需要修理或更换机械零件前所能承受的负载操作次数。
三 、电力拖动系统组成
• 任务：根据给定的 指令，依照自动控 制系统的规律和具 体的工艺要求对主 电路进行控制。
开关 熔断器
按钮开关（接触器）
热继 电器
1、控制电器
四 、常用控制电器 （一）、组合开关
1 . HZ10－10/3组合开关结构与原理
1
1-手柄 4-凸轮 7-静触头
2
3
4
9
87
65
2-转轴
3-弹簧
5-绝缘垫板 6-动触头
8-接线端子 9-绝缘方轴
2.HZ10系列组合开关的ຫໍສະໝຸດ 号、符号HZ 10－ /
组合开关 设计序号
极数 开关专门用途代号
额定电流
• 控制电路：由接触器线圈、 继电器等电器元件组成。 （电流小）
开关 熔断器
按钮开关（接触器）
热继 电器
电机
电力拖动自动控制系统中 常用的低压控制电器
• 接触器： 交流接触器 直流接触器
• 继电器：电磁式继电器： 电压继电器
电流继电器 中间继电器 时间继电器： 空气阻尼式 电动式 电子式 热继电器
速度继电器
• 熔断器： 螺旋式
有填料封闭管式 无填料密闭管式 快速熔断器 自复式
• 低压隔离器：低压刀开关
熔断器式刀开关 组合开关
• 低压断路器：框架式
塑料外壳式 快速直流断路器 限流式
• 主令电器：按钮 行程开关
开关 接近开关 光电开关
凸轮控制器与主令控制器 万能转换开关
主令电器是用来接通和分断控制电路以发号施令的电器。
1.电磁系统结构及工作原理 ➢ 电磁系统作用：将电磁能量转换成机械能量，带动触点 动作，实现对电路的通、断控制。 ➢ 由铁心、衔铁和线圈等部分组成。
➢ 其工作原理是：当线圈中有电流通过时，产生电磁吸力， 电磁吸力克服弹簧的反作用力，使衔铁与铁心闭合，衔铁带动 连接机构运动，从而带动相应触点动作，完成通、断电路的控 制作用
（例如接触器、继电器、电磁阀等）
（三） 按用途分：
1.控制电器 用于各种控制电路和控制系统的电器。 （例如接触器、继电器、电动机起动器等）
2.配电电器 用于电能的输送和分配的电器。 （例如高压断路器、 低压断路器）
3.主令电器 用于自动控制系统中发送动作指令的电器。 （例如按钮、转换开关等）
4.保护电器 用于保护电路及用电设备的电器。 （例如熔断器、热继电器等）
控制电机起动、自动、 调试等
2、保护电器
保护电动机和生产机械， 使其安全运行的电器
3、执行电器
带动生产机械运行或保 持机械装置在固定位置 上的一种执行装置
开关 熔断器
按钮开关（接触器） 热继 电器
电机
电力拖动系统组成
• 主电路：由电动机、（接 通、断开、控制电动机的） 接触器主触点等电器元件 组成。（电流大）
5.执行电器 用于完成某种动作或传送功能的电器。 （例如电磁铁、电磁离合器等）
(四)、低压电器的分类
• 按电器的动作性质分 ：手动电器和自动电器 • 按电器的性能和用途分：控制电器和保护电器 • 按有无触点分：有触点电器和无触点电器 • 按工作原理分：电磁式电器和非电量控制电器
电磁式电器
电磁式电器：根据电磁感应原理来实现通、断控制的电器， 由电磁系统，触点系统及灭弧系统组成。
例： HZ10-25
HZ10-60
符号：
QS
3.组合开关的安装与使用
（1）HZ10系列组合开关应安装在控制箱内。 （2）若需在箱内操作，开关最好装在箱内右上方。 （3）组合开关的通断能力较低，不能用来分断故障电流。 （4）当操作频率过高，应降低开关的容量使用。