船舶舵机调速原理 (修改后)
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船舶舵机调速系统工作原理
小组成员：李敏 周芳 刘连喜 阚一杰 吕国国 指导教师：赵静一
第一节 舵的作用原理和对舵机的要求
一、舵的作用：
船舶的操纵性，是船舶的主要航行 性能之一。舵是船舶操纵装置的一个重 要部件。 舵是一块平板或具有流线型截面的 板，称为舵叶。装在船尾中纵剖面或对 称于中纵剖面的位置上。它垂直地浸没 在水中，并能绕舵轴转动。
第二节
舵机的类型及特点
•按动力来源分，舵机有人力机械操纵舵机，手动液压舵机(动力为 人力，利用油液传递动力)、蒸汽舵机、电动舵机和电动液压舵机 (油泵机组将电动机电能转化为液压能，并依靠液压能进行转舵， 简称液压舵机)等五种。
•人力机械操纵舵机
用于小船上，在较大的船上有时用作备用操舵
装臵。 用手动方式产生油压进行转舵工作。它通常采用活 塞式压力泵，安装在操舵器内。舵轮旋转时，驱动压力泵，并通过 油管将压力传递到执行油缸，再推动舵柄，使舵叶转动。输出力矩 较小，一般只用于转舵力矩为2.5—10kN· m的小型船舶上。
双向变量油泵设于舵机室， 由电动机1驱动作单向回转 油泵的流量和吸排方向，则 通过与浮动杆5的C相连接 的控制杆4控制即依靠油泵 控制C偏离中位的方向和距 离，来决定泵的吸排方向和 流量。
泵控型液压调速系统采用变量泵作为主油泵， 向执行转舵油缸提供压力和流量足够的压力油， 同时利用变量泵进行操舵换向。转舵油缸回油 直接回到油泵吸入口(不回到油箱)，从而和油 泵构成封闭式的循环回路.
系统结构原理图
系统结构原理图
• 当系统发出操舵指令时， 卸荷电磁阀3得电，切断卸荷 回路，变频电机根据控制信 号的要求，以相应工作转速 和规定的方向驱动泵工作， 推动转舵油缸转舵。当舵角 达到要求后，变频电机转速 下降至泵的最低稳定工作转 速，同时电磁阀3断电，系统 卸荷。由于液压系统工作时 会发生泄漏，因而对主液压 回路须设置补油装置。系统 中阀4的两个出油口分别连接 到主油路上，进油口通过管 路不补油回路相连，可以保 证补油回路随时向主液压回 路的低压油路补油，防止产 生液压系统爬行、振动和噪 声等现象。
•转舵装装置(或称推舵装置)包括发出转舵力矩的执行油缸，执行电动机以及将力和力矩 传递到舵柱上的传动机构。
•操舵装置是从船舶驾驶台到舵机执行机构之间，为实现指令传送，控制舵机转向和速度， 并进行信号反馈，保证舵机按照驾驶人员的意图工作的一套设备。
•转舵执行机构需要的能源，可来自电力，液压，蒸汽、机械，人工。为准确完成舵机的 各项工什，需要有各种控制元件和辅助设备组成的完整的工作系统，它包括输出力和力 矩控制、方向控制、速度控制和信息反馈装臵等。 •其它附件有舵角指示器，压力表，温度表等。
随着微电子技术和功率电子器件的发展，异步电机变频调速技术以其结 构简单、坚固耐用、动态响应好等优点愈加受到人们的重视。将变频调速技 术引入液压系统中，通过改变异步电机的电源频率和电压来调节电机的转速， 从而满足执行元件速度的要求。
基于变频技术的船舶变频液压舵机是一种新型液压调速系统，它由变频 器、普通电机、定量泵、转舵机构等构成，通过变频器改变电机的供电频率 改变电机转速，调节液压回路流量，实现对转舵机构的控制。
T F2 cos R F1 sin
阻力
转舵效应；
（1）偏转
（2）横移 （3）减速
第一节 舵的作用原理和对舵机的要求
三、对舵机的要求
• 1、满足船舶操纵性能要求 • 舵机应能保征足够大的转舵力矩，在任何航行条件下，确保正常 工作。在最大航速时，能够将舵转动到最大舵角位置。 • 舵机应保证足够的转舵速度。 一般海船舵机，通常从一舷的最 大舵角35°转到另一舷的最大舵角35 所需要的时间应不超过30s ，并应能在28s内自一舷35转°到另一舷的30 °位臵。在船舶最 大倒航速度(最大正航速度的一半)时，舵机应保证正常工作不致 损坏。
第一节 舵的作用原理和对舵机的要求
舵有两大功能：
一是保持船舶预定航向的能力，称为航向稳定性； 二是改变船舶运动方向的能力，称回转性。 通常把二者统称为船舶的操纵性。
舵的作用原理：
当水流以某冲角冲至舵叶上时，便产生了流体动力，此作用力通过舵杆传递并船体上，从 而迫使船舶转向，也就达到了调整航向的目的。
x C xb
v 水流速度
ＣL升力系数 ＣD阻力系数 ＣX压力中心系数
第一节 舵的作用原理和对舵机的要求
在船舶重心上加一对大小等于F，方向相反的力F1、F2
转船力矩 横向推力
M S FL l X C cos FD X C sin FLl 1 CL Av 2 l 2
第一节 舵的作用原理和对舵机的要求
2．工作可靠，生命力强
•舵机的结构强度足以承受巨浪冲击。它应备有两套操舵装置，可以互 相换用，并有备用动力和应急装置。 •当船舶半速但不小于7kn前进时，备用动力应能使舵在60s内自一舷 15 °转至另一舷15 °。. •主操舵装置和备用操舵装置应能迅速简便地互相换用。操舵装置应有 舵角限制器。舵机工作应平稳，无撞击。
阀控型液压调速系统
•两套独立的油泵机组分别由各自的 交流电动机驱动，可以同时投入使 用，也可以单独工作，互为备用。 三位四通换向阀可以采用手动方式 或电磁远距离控制方式来进行操舵 换向——左舵或右舵。中间位置为 停舵工况。这时要求将舵锁住，使 之不自动跑舵；
阀控型液压调速系统
溢流阀的主要作用是防止舵机油缸 的工作负荷超载，保护舵设备，使 之不致损坏。例如，当舵叶碰到急 浪或冰块的冲击，油缸中的工作油 压力急剧升高时，溢流阀打开，油 便溢流到回油路。舵叶自动退让某 个角度，油缸，阀件，油管和舵设 备即可避免过载。这个动作过程称 为防浪让舵，因此该溢流阀也称防 浪阀。
泵控型液压调速系统
•采用两套独立的液压能源和控制系统，是为了保证舵机工作的可靠性和生命力。 在整个油路系统中，设置了截止阀A，B，C，D，利用它们可使舵机获得各种不 同的工况。根据需要选用油泵机组和工作油缸，可以组合成四种不同的工况.
• 泵控型舵机 - 转舵速度:
– 主要取决于油泵的流量
– 不舵杆上的扭矩负荷基本无关
• 4)在相同的输出功率和输出力矩下，液压舵机重量轻、体积小， 占舱室面积小。 • 5)维护保养简便。
舵的结构简图
舵机的典型结构
第三节 液压舵机基本调速液压油路
• 舵机液压调速系统，根据其工作原理的丌同可以分 为以下三种：
1、阀控型液压调速系统 使用单向定量油泵，转舵靠驾驶台遥控换向阀实现，油泵排油回泵 的进口或回油箱。 2、泵控型液压调速系统 采用变量泵供油,由流量控制阀控制流入或流出执行元件的流量来调 节速度，同时又使变量泵的输出流量与通过流量控制阀的流量相适应。 3、变频液压调速系统 通过改变异步电机的电源频率和电压来调节电机的转速，从而满足 执行元件速度的要求。
变频液压调速系统
目前在液压系统中，泵绝大多数由异步电机拖动，电机在供电工频条件下 按额定转速运行，执行元件所需的流量，靠改变变量泵的排量来实现，即常 用的容积调速方式。这种方式尽管避免了溢流损耗，但由于常采用阀控伺服 机构来实现排量的变化，故存在着液压系统对油液抗污染求高，小流量时 电机不泵仍需高速运转，机件易磨损和效率低，对液压元件特别是伺服变量 泵的制造精度要求高、制造成本高等问题；同时系统相对故障率也较高。
• 电动液压舵机 在近代大型船舶上，电动液压舵机取代了各种 舵机，在各类船舶上获得了广泛应用。电动液压舵机简称为液 压舵机。
液压舵机的特点
• 1)在相同的重量和体积下，能够产生远比蒸汽舵机，电动舵机大 得多的转舵力矩。这是依靠液压传动能够使用很高的工作油压来 达到的。
• 2)液压传动系统能够满足舵机的各项工作性能要求，如无级变速 和平稳变向，利用液压控制阀实现停舵、锁舵、超载保护，防浪 让舵等要求，结构简单，可靠。 • 3)液压控制与电气系统易结合，实现遥控和自动控制，并且操纵 轻便灵活。
阀控型液压调速系统特点
• 用单向定量油泵
– – – – 其吸排方向丌变 油液进出转舵油缸的方向由驾驶台遥控的换向阀来控制 当换向阀处于中位 油泵的排油经换向阀旁通，转舵油缸油路锁闭而稳舵
• 油泵和系统比较简单，造价相对较低 • 缺点:
– 换向阀换向，液压冲击较大，可靠性也相对较差 – 阀控型舵机在停止转舵时，泵以最大流量排油，油液发热较 多，经济性差 – 阀控型舵机适用功率范围比泵控型小
两台主油泵互为备用，可同时使用。利用主油 泵变量机构不仅可以改变推舵速度，可改变吸， 排油方向，实现操舵方向的变换。
两个液控单向阀组成双路油压自锁阀。 一是有效地实现舵机在停航时的锁舵作用(两 个液控单向阀都关闭)，而在操舵时又使两条 主油路中的油流动畅通(两个液控单向阀都开 启)，
二是一台主油泵工作时，不影响另一台备用 油泵机组。备用油泵系统中的两个液控单向阀 在压力油作用下关闭。 两只安全阀起着过载保护和防浪让舵作用。
泵控型液压调速系统
泵控型液压调速系统的原理图
1—电动机，2—双向变量泵； 3—放气阀，4—变量泵控制杆， 5 —浮动杆，6 —储能弹簧， 7—舵柄，8—反馈杆，9—撞杆， 10—舵杆，11—舵角指示器的 发送器，12—旁通阀，13—安 全阀，14—转舵油缸，15—调 节螺母，16 —液压遥控受动器， 17—电气遥控伺服油缸
系统结构简图 ：
系统采用变频调 速电机、定量泵—定 量马达构成液压调速 系统。高压安全阀防 止系统过载，马达加 载，光电编码器时刻 检测马达转速并反馈 给控制器，形成闭环 实时控制系统。
第一节 舵的作用原理和对舵机的要求
二、 操舵转向的基本原理
FN 舵叶两侧水压力（舵压力） FT 摩擦力 F 水作用力
｝ ｛
F
水作用力 FL 升力 FD 阻力
第一节 舵的作用原理和对舵机的要求
FL 升力 FD 阻力 Cx 压力中心系数
FL 1 2 C L Av 2
FD 1 2 CD Av 2
变频液压调速系统原理
油泵输出流量公式：
式中：n — 电机（液压泵）转速； qp — 液压泵排量； p — 电机极对数； s — 电机转差率； fs — 电机定子供电频率。 由上式可知，改变电机供电频率，可以改变电机(泵) 的转 速，从而改变泵的输出流量，以调节系统中液压马达的速 度。它丌同于传统的容积调速方式，靠改变泵的排量而调 整油泵的输出流量。
•手动液压舵机
• 蒸汽舵机 将蒸汽压力引入汽缸中产生推力，调节蒸汽最可以 控制转舵速度。蒸汽舵机工作可靠耐用，但是热效率低、声响 大、管路长、安装麻烦，现代船舶上已很少采用。 • 电动舵机 利用电动机作动力，通过减速传动装臵将力矩传送 到扇形齿弧上。扇形齿弧直接与舵柱连接，两者一起转动。电 动舵机运转平稳，电能靠电线传输，较蒸汽管路安装方便，能 量损失少。
Q 缸： v A
• 因为舵机油泵都采用容积式泵当转舵扭矩变化时，虽然工作油压也随 之变化，但泵的流量基本不变，对转舵速度影响不明显
– 进出港和窄水道航行时，用双泵并联，转舵速度几乎可提高 一倍。
泵控型液压调速系统的特点
• 四缸式转舵机构具有多种工况可供选择，增强了它的生命力 由于主油路系统封闭循环中不可避免有部分泄漏，需要不断补偿油 液，闭式油路液压系统需要有一个辅助油系统。它由辅油泵1和两 个补油液压单向阀3,4组成。一般辅油泵是低压泵，从油箱中吸油， 并通过两个单向阀之一向主油路系统中的低压管补油。另一个单向 阀在高压作用下关闭。 • 一般辅油泵除向主油路系统补偿油液外，兼有冷却主油泵和提 供低压操纵油的功用。 • 这种采用变量泵为主油泵，用它来换向的闭式油路液压系统， 需要附设辅助油系统，较为复杂。但是其操舵和换向工作平稳，冲 击振动小，噪声低。由于主油路系统的油液不经油箱循环，与空气 直接接触的机会少，油的氧化变质过程缓慢，因而提高了系统的工 作可靠性。
3、操纵灵活、轻便、正确 • 在任何情况下，舵叶都能及时准确地转到要求的舵角位置。操舵角
与实际舵角间的误差小，不自动跑舵。应设舵角指示器显示出实际舵角。
4、结构紧凑，占空间地位小 5、维护管理方便
第一节 舵的作用原理和对舵机的要求
四、舵机的基本组成
•舵机除舵设备本身外，主要由转舵装置，操舵装置，能源和控制系统以及其它附件等组 成。
小组成员：李敏 周芳 刘连喜 阚一杰 吕国国 指导教师：赵静一
第一节 舵的作用原理和对舵机的要求
一、舵的作用：
船舶的操纵性，是船舶的主要航行 性能之一。舵是船舶操纵装置的一个重 要部件。 舵是一块平板或具有流线型截面的 板，称为舵叶。装在船尾中纵剖面或对 称于中纵剖面的位置上。它垂直地浸没 在水中，并能绕舵轴转动。
第二节
舵机的类型及特点
•按动力来源分，舵机有人力机械操纵舵机，手动液压舵机(动力为 人力，利用油液传递动力)、蒸汽舵机、电动舵机和电动液压舵机 (油泵机组将电动机电能转化为液压能，并依靠液压能进行转舵， 简称液压舵机)等五种。
•人力机械操纵舵机
用于小船上，在较大的船上有时用作备用操舵
装臵。 用手动方式产生油压进行转舵工作。它通常采用活 塞式压力泵，安装在操舵器内。舵轮旋转时，驱动压力泵，并通过 油管将压力传递到执行油缸，再推动舵柄，使舵叶转动。输出力矩 较小，一般只用于转舵力矩为2.5—10kN· m的小型船舶上。
双向变量油泵设于舵机室， 由电动机1驱动作单向回转 油泵的流量和吸排方向，则 通过与浮动杆5的C相连接 的控制杆4控制即依靠油泵 控制C偏离中位的方向和距 离，来决定泵的吸排方向和 流量。
泵控型液压调速系统采用变量泵作为主油泵， 向执行转舵油缸提供压力和流量足够的压力油， 同时利用变量泵进行操舵换向。转舵油缸回油 直接回到油泵吸入口(不回到油箱)，从而和油 泵构成封闭式的循环回路.
系统结构原理图
系统结构原理图
• 当系统发出操舵指令时， 卸荷电磁阀3得电，切断卸荷 回路，变频电机根据控制信 号的要求，以相应工作转速 和规定的方向驱动泵工作， 推动转舵油缸转舵。当舵角 达到要求后，变频电机转速 下降至泵的最低稳定工作转 速，同时电磁阀3断电，系统 卸荷。由于液压系统工作时 会发生泄漏，因而对主液压 回路须设置补油装置。系统 中阀4的两个出油口分别连接 到主油路上，进油口通过管 路不补油回路相连，可以保 证补油回路随时向主液压回 路的低压油路补油，防止产 生液压系统爬行、振动和噪 声等现象。
•转舵装装置(或称推舵装置)包括发出转舵力矩的执行油缸，执行电动机以及将力和力矩 传递到舵柱上的传动机构。
•操舵装置是从船舶驾驶台到舵机执行机构之间，为实现指令传送，控制舵机转向和速度， 并进行信号反馈，保证舵机按照驾驶人员的意图工作的一套设备。
•转舵执行机构需要的能源，可来自电力，液压，蒸汽、机械，人工。为准确完成舵机的 各项工什，需要有各种控制元件和辅助设备组成的完整的工作系统，它包括输出力和力 矩控制、方向控制、速度控制和信息反馈装臵等。 •其它附件有舵角指示器，压力表，温度表等。
随着微电子技术和功率电子器件的发展，异步电机变频调速技术以其结 构简单、坚固耐用、动态响应好等优点愈加受到人们的重视。将变频调速技 术引入液压系统中，通过改变异步电机的电源频率和电压来调节电机的转速， 从而满足执行元件速度的要求。
基于变频技术的船舶变频液压舵机是一种新型液压调速系统，它由变频 器、普通电机、定量泵、转舵机构等构成，通过变频器改变电机的供电频率 改变电机转速，调节液压回路流量，实现对转舵机构的控制。
T F2 cos R F1 sin
阻力
转舵效应；
（1）偏转
（2）横移 （3）减速
第一节 舵的作用原理和对舵机的要求
三、对舵机的要求
• 1、满足船舶操纵性能要求 • 舵机应能保征足够大的转舵力矩，在任何航行条件下，确保正常 工作。在最大航速时，能够将舵转动到最大舵角位置。 • 舵机应保证足够的转舵速度。 一般海船舵机，通常从一舷的最 大舵角35°转到另一舷的最大舵角35 所需要的时间应不超过30s ，并应能在28s内自一舷35转°到另一舷的30 °位臵。在船舶最 大倒航速度(最大正航速度的一半)时，舵机应保证正常工作不致 损坏。
第一节 舵的作用原理和对舵机的要求
舵有两大功能：
一是保持船舶预定航向的能力，称为航向稳定性； 二是改变船舶运动方向的能力，称回转性。 通常把二者统称为船舶的操纵性。
舵的作用原理：
当水流以某冲角冲至舵叶上时，便产生了流体动力，此作用力通过舵杆传递并船体上，从 而迫使船舶转向，也就达到了调整航向的目的。
x C xb
v 水流速度
ＣL升力系数 ＣD阻力系数 ＣX压力中心系数
第一节 舵的作用原理和对舵机的要求
在船舶重心上加一对大小等于F，方向相反的力F1、F2
转船力矩 横向推力
M S FL l X C cos FD X C sin FLl 1 CL Av 2 l 2
第一节 舵的作用原理和对舵机的要求
2．工作可靠，生命力强
•舵机的结构强度足以承受巨浪冲击。它应备有两套操舵装置，可以互 相换用，并有备用动力和应急装置。 •当船舶半速但不小于7kn前进时，备用动力应能使舵在60s内自一舷 15 °转至另一舷15 °。. •主操舵装置和备用操舵装置应能迅速简便地互相换用。操舵装置应有 舵角限制器。舵机工作应平稳，无撞击。
阀控型液压调速系统
•两套独立的油泵机组分别由各自的 交流电动机驱动，可以同时投入使 用，也可以单独工作，互为备用。 三位四通换向阀可以采用手动方式 或电磁远距离控制方式来进行操舵 换向——左舵或右舵。中间位置为 停舵工况。这时要求将舵锁住，使 之不自动跑舵；
阀控型液压调速系统
溢流阀的主要作用是防止舵机油缸 的工作负荷超载，保护舵设备，使 之不致损坏。例如，当舵叶碰到急 浪或冰块的冲击，油缸中的工作油 压力急剧升高时，溢流阀打开，油 便溢流到回油路。舵叶自动退让某 个角度，油缸，阀件，油管和舵设 备即可避免过载。这个动作过程称 为防浪让舵，因此该溢流阀也称防 浪阀。
泵控型液压调速系统
•采用两套独立的液压能源和控制系统，是为了保证舵机工作的可靠性和生命力。 在整个油路系统中，设置了截止阀A，B，C，D，利用它们可使舵机获得各种不 同的工况。根据需要选用油泵机组和工作油缸，可以组合成四种不同的工况.
• 泵控型舵机 - 转舵速度:
– 主要取决于油泵的流量
– 不舵杆上的扭矩负荷基本无关
• 4)在相同的输出功率和输出力矩下，液压舵机重量轻、体积小， 占舱室面积小。 • 5)维护保养简便。
舵的结构简图
舵机的典型结构
第三节 液压舵机基本调速液压油路
• 舵机液压调速系统，根据其工作原理的丌同可以分 为以下三种：
1、阀控型液压调速系统 使用单向定量油泵，转舵靠驾驶台遥控换向阀实现，油泵排油回泵 的进口或回油箱。 2、泵控型液压调速系统 采用变量泵供油,由流量控制阀控制流入或流出执行元件的流量来调 节速度，同时又使变量泵的输出流量与通过流量控制阀的流量相适应。 3、变频液压调速系统 通过改变异步电机的电源频率和电压来调节电机的转速，从而满足 执行元件速度的要求。
变频液压调速系统
目前在液压系统中，泵绝大多数由异步电机拖动，电机在供电工频条件下 按额定转速运行，执行元件所需的流量，靠改变变量泵的排量来实现，即常 用的容积调速方式。这种方式尽管避免了溢流损耗，但由于常采用阀控伺服 机构来实现排量的变化，故存在着液压系统对油液抗污染求高，小流量时 电机不泵仍需高速运转，机件易磨损和效率低，对液压元件特别是伺服变量 泵的制造精度要求高、制造成本高等问题；同时系统相对故障率也较高。
• 电动液压舵机 在近代大型船舶上，电动液压舵机取代了各种 舵机，在各类船舶上获得了广泛应用。电动液压舵机简称为液 压舵机。
液压舵机的特点
• 1)在相同的重量和体积下，能够产生远比蒸汽舵机，电动舵机大 得多的转舵力矩。这是依靠液压传动能够使用很高的工作油压来 达到的。
• 2)液压传动系统能够满足舵机的各项工作性能要求，如无级变速 和平稳变向，利用液压控制阀实现停舵、锁舵、超载保护，防浪 让舵等要求，结构简单，可靠。 • 3)液压控制与电气系统易结合，实现遥控和自动控制，并且操纵 轻便灵活。
阀控型液压调速系统特点
• 用单向定量油泵
– – – – 其吸排方向丌变 油液进出转舵油缸的方向由驾驶台遥控的换向阀来控制 当换向阀处于中位 油泵的排油经换向阀旁通，转舵油缸油路锁闭而稳舵
• 油泵和系统比较简单，造价相对较低 • 缺点:
– 换向阀换向，液压冲击较大，可靠性也相对较差 – 阀控型舵机在停止转舵时，泵以最大流量排油，油液发热较 多，经济性差 – 阀控型舵机适用功率范围比泵控型小
两台主油泵互为备用，可同时使用。利用主油 泵变量机构不仅可以改变推舵速度，可改变吸， 排油方向，实现操舵方向的变换。
两个液控单向阀组成双路油压自锁阀。 一是有效地实现舵机在停航时的锁舵作用(两 个液控单向阀都关闭)，而在操舵时又使两条 主油路中的油流动畅通(两个液控单向阀都开 启)，
二是一台主油泵工作时，不影响另一台备用 油泵机组。备用油泵系统中的两个液控单向阀 在压力油作用下关闭。 两只安全阀起着过载保护和防浪让舵作用。
泵控型液压调速系统
泵控型液压调速系统的原理图
1—电动机，2—双向变量泵； 3—放气阀，4—变量泵控制杆， 5 —浮动杆，6 —储能弹簧， 7—舵柄，8—反馈杆，9—撞杆， 10—舵杆，11—舵角指示器的 发送器，12—旁通阀，13—安 全阀，14—转舵油缸，15—调 节螺母，16 —液压遥控受动器， 17—电气遥控伺服油缸
系统结构简图 ：
系统采用变频调 速电机、定量泵—定 量马达构成液压调速 系统。高压安全阀防 止系统过载，马达加 载，光电编码器时刻 检测马达转速并反馈 给控制器，形成闭环 实时控制系统。
第一节 舵的作用原理和对舵机的要求
二、 操舵转向的基本原理
FN 舵叶两侧水压力（舵压力） FT 摩擦力 F 水作用力
｝ ｛
F
水作用力 FL 升力 FD 阻力
第一节 舵的作用原理和对舵机的要求
FL 升力 FD 阻力 Cx 压力中心系数
FL 1 2 C L Av 2
FD 1 2 CD Av 2
变频液压调速系统原理
油泵输出流量公式：
式中：n — 电机（液压泵）转速； qp — 液压泵排量； p — 电机极对数； s — 电机转差率； fs — 电机定子供电频率。 由上式可知，改变电机供电频率，可以改变电机(泵) 的转 速，从而改变泵的输出流量，以调节系统中液压马达的速 度。它丌同于传统的容积调速方式，靠改变泵的排量而调 整油泵的输出流量。
•手动液压舵机
• 蒸汽舵机 将蒸汽压力引入汽缸中产生推力，调节蒸汽最可以 控制转舵速度。蒸汽舵机工作可靠耐用，但是热效率低、声响 大、管路长、安装麻烦，现代船舶上已很少采用。 • 电动舵机 利用电动机作动力，通过减速传动装臵将力矩传送 到扇形齿弧上。扇形齿弧直接与舵柱连接，两者一起转动。电 动舵机运转平稳，电能靠电线传输，较蒸汽管路安装方便，能 量损失少。
Q 缸： v A
• 因为舵机油泵都采用容积式泵当转舵扭矩变化时，虽然工作油压也随 之变化，但泵的流量基本不变，对转舵速度影响不明显
– 进出港和窄水道航行时，用双泵并联，转舵速度几乎可提高 一倍。
泵控型液压调速系统的特点
• 四缸式转舵机构具有多种工况可供选择，增强了它的生命力 由于主油路系统封闭循环中不可避免有部分泄漏，需要不断补偿油 液，闭式油路液压系统需要有一个辅助油系统。它由辅油泵1和两 个补油液压单向阀3,4组成。一般辅油泵是低压泵，从油箱中吸油， 并通过两个单向阀之一向主油路系统中的低压管补油。另一个单向 阀在高压作用下关闭。 • 一般辅油泵除向主油路系统补偿油液外，兼有冷却主油泵和提 供低压操纵油的功用。 • 这种采用变量泵为主油泵，用它来换向的闭式油路液压系统， 需要附设辅助油系统，较为复杂。但是其操舵和换向工作平稳，冲 击振动小，噪声低。由于主油路系统的油液不经油箱循环，与空气 直接接触的机会少，油的氧化变质过程缓慢，因而提高了系统的工 作可靠性。
3、操纵灵活、轻便、正确 • 在任何情况下，舵叶都能及时准确地转到要求的舵角位置。操舵角
与实际舵角间的误差小，不自动跑舵。应设舵角指示器显示出实际舵角。
4、结构紧凑，占空间地位小 5、维护管理方便
第一节 舵的作用原理和对舵机的要求
四、舵机的基本组成
•舵机除舵设备本身外，主要由转舵装置，操舵装置，能源和控制系统以及其它附件等组 成。