船舶电气设备

运行工况：1.正常起锚工况；2.应急起锚工况；3.抛锚工况。 正常起锚工况：
①.收躺锚链：电动机轴上负载转矩不变，且较小。 ②.拉紧锚链：轴上负载转矩逐渐增大。 ③.拔锚出土：负载转矩达到最大，“出土”后突然减小。
④.提锚出水：负载转矩逐渐减小。 ⑤.拉锚入孔：负载转矩再次用所增大，但不多。
注意：拔锚不出土时电动机将堵转，此时要求电动机能够承 受堵转转矩。为了减小对电动机的冲击，通常可以通过主机 推进器推动船舶前进，依靠船舶前进的动力拔锚出土。
主
低中高 0 1 2 3 过停反
控 1.KT1:延时时间是YB强励磁松闸到串入经济电阻Ｒ３;
2.KT2:是实现再生制动的时间BT; :温度继电器（敏感元件串
1T通3:电避触免点电延机时直闭接高速挡起联动在;每套绕组内，当电动机温
4→.KKTM44:断(1开7)通KI电，触避点免(由27于)断换挡度而超使过K13I动0℃作±; 10%时，BT
需要注意的主要工作过程： —— ①.打开刹车串电阻； ②.三速运行及换档；③.制动刹车放电抱闸。
电动机说明
电锚机电动机： 采用继电接触器控制的锚机一般采用变极调速，
因此电动机一般要求具有两套绕组（或三套绕组）。 国产的交流电动锚机（定型产品）为：采用
16/8/4三速鼠笼式异步电动机拖动。有两套独立绕组， 高速4极，单独一套绕组，中速8级（YY），低速16极 （Δ），中低速合用一套绕组。（见书P.126）。
动。—— 通常采用再生制动（节能）。
应急起锚工况： 水深锚抛不到底，锚链最长（约 200米左右），起锚负载转矩最大。
一般定义：在电动机热继电器动作后，由于情况紧急 通过应急起锚按钮短接热继电器进行的起锚。
二、对电力拖动及控制的要求
电机要求
1.容量：单锚破土起双锚； 2.起动：可最大负荷起动，工作时间＜30min，30min内起25；
锚机其它工况说明
抛锚工况：
1. 水深不大时，直接松开制动器，锚自由下落，靠 锚 和锚链自重进行抛锚； 2. 海水较深时，则锚自由下落的速度较大，为了较好 地控制下落速度也为了防止起锚困难和损坏设备，应
该采取电气制动的方法，使锚下落的速度恒定。 电气制动的方法 1. 能耗制动；2. 再生（回馈、发电）制
9.2.2 电动起货机的结构和运行特性
2）吊杆式起货机 双吊杆式起货机
两台电动机，两个主令控制器。
作业时 一根吊杆3放在货舱口上方 另一根吊杆4则伸出船舷之外 两根吊杆上的吊货索7、8均与吊 货钩相连并各由一部起货机带动 装卸货时，吊杆位置固定不动， 只需操作两部起货机，相应改变 两根吊货索的长度，即可自船舱 或码头起卸货物
低速运行（主电路）
合上空气开关QS
合上风门开关Ｓ（６） 控制器钥匙开关ＳＣ（７）
主令手柄放在0档位置上， 若风门已经开，风机起动
（见控制线路）
主令手柄起货1档位置上，
正转接触器KMH和低速接触 器KM1有电，接通主电路， 起货电动机工作在低速运
行状态。
到控制电路
全图
中速运行（主电路）
主令手柄从１档扳到2档
（3）自动延时起动控制 电动机起动、加速过程与主令控制器操作速度无关 例如：手柄从零档到高速档时，起动过程只取决于时间
继电器KT3的延时时间。 ①防止“货物自由跌落”控制
②“逆转矩”控制
负载继电器分析
电流互感器：KI电流分量IB的大小
变压器：KI的电压分量ＩCA R5阻值改变，可以用来适应2 档和3档时功率因数不同而造 成IF大小的不一样。
S5→A.K经9T闭济5:→断电K电阻T延R23通时接电闭入触合点时（间1是0在）触停瞬头车时断时闭开，电让动机机械停制止动转延动时）进。行。 →“K逆M转H矩（控9）制、电K路M”L（。11）串联构成
S断AK电9T断4→K(→2T2再5)通K生T电2制（→动1KKT0T4毕）(54（)、延立15即剩时）立打机断即开械→闭制K合M动H为K。MB
加速时 间在2~4 秒内
调速特 运行特性 性
大多用 不能保证 阶梯式 平稳及抗
冲击
成本 及可 靠性
投资 少、 可靠
技术发 展趋向
PLC控 制
维护管 理
维护方 便
液压传 各类船舶 广泛 不冲击电
动
站
小于2秒
无极调 运动平稳 速范围 抗冲击 大
投资 大、 可靠
电液结 合机电 一体
维修工 作量大
9.1.2 船舶电力拖动系统的分类
YY—Δ变极调速属于恒功率调速，这样可以保证 低速时有大的转矩（即满足2倍额定转矩起动）。中 速8级（YY）为额定级。
控制元件及电路图说明
1.时间继电器：—— 都是断电延时。KT1：2～3档延时； KT2：延时过流保护；KT3：刹车经济电阻延时接入。 2.其它继电器：KA1：为负载继电器，重载不上高速； KA2：“零压（位）继电器”，失、欠压保护；KA3：为中 间继电器，与KT2配合，3档（高速）换档过载检测。
复杂电路的分析方法
复杂电路分析方法： 1.经典读图法：—— 从主令元件入手，逐路分析。经
典读图法要求对图中元件的作用清楚，工作过程有一定的了 解，且需要经验积累。
2.逻辑代数读图法：—— 采用逻辑函数表示线圈的通 电逻辑，先列出各个线圈的逻辑函数并化简，然后根据逻辑 函数读图。
由于时间关系，不能介绍逻辑函数及其化简，所以只能 采用经典读图法分析。
第九章 船舶甲板机械电力拖动与控制
9.3 起货机(cargo winch)的电力拖动控制线路
9.3.1 交流恒功率变极调速起货机的控制 HJD交流三速起货机简介：
电动机型号:JZF-H6 （J-异步、 Z-起重类 、F-防腐蚀 、H-船用）
定子有三套独立绕组变极调速：
p=2高速级/26KW
p=4中速级/26KW (额定级)
第九章 船舶甲板机械电力拖动与控制
第九章 船舶甲板机械电力拖动与控制
9.2.2 电动起货机的结构和运行特性
2）回转式起货机(crane) 结构特点： 起货绞车、变幅绞车、回转绞车以及吊杆和索具等已 被组装在一个共同的回转座台上。作业时，各组成部 分随座台一起回转。
第九章 船舶甲板机械电力拖动与控制
K使换而T0轻→重负挡误4→通→闸经载载(2载时动起电。2K0：：)继 产 作断货.T准5K5K电 生 。电s3M备（A延:1→器 的2从2；5时（）通K冲K中延TKK2电I4击速T避M(5时4不5)）电到3断开延打能通断高流电时由开进电→速造闭中，入进K，成合使速T高入按假3Y到速高断B时过高保速电间载速持。原松则。
nn00==1755000rr//mmiinn
P=14低速级/5.5KW n0=215r/min
不同速度级机械特性图
第九章 船舶甲板机械电力拖动与控制
控制线路分析
起货机线路图 主电路（零位） 控制线路分析
全图 主电路 控制线路 低速 中速 高速 零位 起货三速： 1 2 3 3档过载 停车 快速反转
9.1 船舶甲板机械的特点及驱动与控制方法
9.1.1 甲板机械的特点、驱动及控制
1）电动甲板机械 （1）甲板机械工况特点 （2）调速要求
（3）工作可靠性要求（4）对电气设备的要求
2）液压甲板机械
适用范围
电气传 油船、化
动
学品船不
适用
船舶 的选 用
较少
对电站容 量的要求
大功率起 动对电网 冲击
起动特 性
第九章 船舶甲板机械电力拖动与控制
第九章 船舶甲板机械电力拖动与控制
第九章 船舶甲板机械电力拖动与控制
本章内容：
9.1 船舶甲板机械的特点及驱动与控制方法 9.2 起货机的电力拖动与控制的基本要求 9.3 起货机的电力拖动控制线路 9.4 锚机和系缆设备的电力拖动与控制的基本要求
第九章 船舶甲板机械电力拖动与控制
3.特性：软或下坠的机械特性； 4.过载：堵转1min； 5.速度：单锚≮12m/min，双锚≮8m/min，入孔3～4m/min； 6.电机：防水式，短时工作制电动机。 逐级自动起动
控制线路要求 保护：短路、失压、 过载、断相保护
制动：电气和机械配合制动
过载：保证堵转1分 钟不保护动作
抛锚：匀速深水抛锚 （再生或能耗制动）；
IF来反映起货机提升负载的 大小。是有功电流。
9.4锚机的电力拖动与控制
本节主要内容：
一. 锚机运行工作特点 ； 二. 对电力拖动及控制的要求 ；
学习要求：
Integrated Capstan
1.知道锚机的3种工况和起锚过程中各个阶段的特点；
2.知道电动机和控制线路的要求。
一、锚机运行工作特点
一般锚机与绞缆机构成联动机
第九章 船舶甲板机械电力拖动与控制
9.2.3起货机对电力拖动控制的基本要求
1）提高生产率。GD2惯量小，重载低速\轻载高速
2）对调速范围的要求。调速范围广
3）对电动机形式的要求。 防水式、重复短时工作制、过载性好，起动力矩大、机械特性软
4）对控制电路的要求 对液压起货机
（1）控制电路对油泵电动机实施起停控制，并对其保护。 对电动起货机
接触器KMH和中速接触器KM2 有电，接通主电路，起货电 动机工作在中速运行状态。
负载继电器KI开始工作 （经KM1、KM2支路，未进入
高速，KT4不闭合）。
起货2档控制电路
全图
高速运行（主电路）
主令手柄从起货2档放到起货3档
KMH/KM3有电，高速运行状态。 负载继电器KI有两个工作状态： KT4还没有闭合，负载继电器避 开换档电流；
交流三速恒功率起货机线路（全图） 电机
主电路
KMH正转(提货)控制 KML反转(落货)控制
CT为电流互感器 向负载继电器KI 提供电流分量