船舶电力拖动
电力拖动系统在船舶工程中的应用案例
电力拖动系统在船舶工程中的应用案例近年来，电力拖动系统在船舶工程中的应用逐渐增多，它为船舶的动力系统带来了诸多优势。
本文将介绍一些电力拖动系统在船舶工程中的具体应用案例。
1. 混合动力驱动系统在某型号远洋客船的设计中，采用了电力拖动系统作为混合动力驱动系统的一部分。
该系统由柴油发电机组、电力主推进器和电池组成。
在低速巡航、靠港停泊和船舶离岸时，主推进器可由电池供电，并借助电力拖动系统实现低速航行。
而在高速航行状态下，主推进器则由柴油发电机组供电。
这种混合动力驱动系统不仅减少了柴油发动机的工作负荷，降低了燃油消耗，还减少了对环境的污染。
2. 电力舵机系统在一艘大型客轮的设计中，采用了电力拖动系统用于舵机系统。
通过电力拖动系统，舵机的转动由电动机直接实现，可以实现对船舵的精确控制，提高了船舶的操纵性能。
相比传统的液压舵机系统，电力舵机系统的响应速度更快，且维护成本更低，更易于控制和保养。
3. 电子辅助动力系统某复合运输船采用了电力拖动系统作为电子辅助动力系统，用于驱动船舶吊杆和起重机。
传统的液压系统由于体积较大、结构复杂且维护困难，而电力拖动系统不仅结构简单，而且具有快速响应、无噪音等优点，更适用于起重设备的控制。
此外，电力拖动系统还可以通过电动机的能量回收功能，在吊杆和起重机的过程中，将动能转化成电能再进行利用，从而提高能效。
4. 船舶辅助动力系统在一艘油轮的设计中，采用了电力拖动系统作为船舶辅助动力系统。
在航行过程中，船舶通常需要进行其他设备的供电，传统的方式是使用独立的柴油发电机组，这不仅增加了燃油消耗，还带来了噪音和排放物等问题。
而采用电力拖动系统，船舶可以将主推进器反向旋转，将电动机转化为发电机，通过电力拖动系统供电给其他设备，节约了燃油消耗，并减少了污染。
总结：电力拖动系统在船舶工程中的应用案例举不胜举，从混合动力驱动系统、舵机系统、辅助动力系统到供电系统，电力拖动系统通过提供高效、环保的动力解决方案，为船舶工程带来了革命性的改变。
工程类船舶舵机的电力拖动与控制
船舶舵机电力拖动系统的定期维护与保养
定期检查：确保船舶舵机电力拖动 系统的正常运行，及时发现并解决 潜在问题。
润滑保养：定期对船舶舵机电力拖 动系统的各个部件进行润滑，保证 系统的顺畅运行。
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清洁保养：保持船舶舵机电力拖动 系统的清洁，防止灰尘、污垢等杂 质对系统造成损害。
船舶舵机电力拖动系统的技术展望
添加标题
高效能电机和驱动技术：随着电力电子技术和 控制理论的不断发展，高效能电机和驱动技术 将在船舶舵机电力拖动系统中得到广泛应用。
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智能控制技术：利用人工智能和机器学习技术， 实现对船舶舵机电力拖动系统的智能控制，提 高系统的稳定性和可靠性。
添加标题
集成化设计：通过集成化设计，将船舶舵机电 力拖动系统与其他船舶系统进行有机整合，实 现船舶整体性能的提升。
工程类船舶舵机的电 力拖动与控制
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01
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04
船舶舵机电力 拖动系统的控 制
02
船舶舵机电力 拖动系统概述
05
船舶舵机电力 拖动系统的应 用
03
船舶舵机电力 拖动系统的设 计
06
船舶舵机电力 拖动系统的维 护与保养
紧固保养：定期检查并紧固船舶舵 机电力拖动系统的各个连接部位， 防止松动或脱落。
船舶舵机电力拖动系统的故障诊断与排除
故障类型：机械故障、电气故障、液压故障等 诊断方法：观察法、听诊法、触诊法、仪器检测法等 排除步骤：确定故障类型、分析故障原因、制定排除方案、实施排除等 注意事项：保持安全意识，遵循操作规程，及时维护保养等
船舶常用控制电路—起货机电力拖动控制系统
1．吊杆式起货机 吊杆式起货机有单杆式和双杆式两种。单杆式电动起 货机是一种具有电动回转和变幅的起货机，见图5-5-1。 双杆式电动起货机是采用两台起货机在起货过程中相 互配合进行工作的，见图5-5-2。
图5-5-1 单杆式电动起货机结构图
图5-5-2 双杆式电动起货机结 构图
2．回转式电动起货机 回转式起货机（克令吊）它包括提升、变幅和回转三
个主要机构。其拖动方式可采用电动机拖动，也可以用电 动液压装置拖动。
如图5-5-3 ，是克令吊结构示意图，图中1是提升机构 电动机，2是变幅机构电动机，3是旋转机构电动机。通 常可操作两个机构同时运转，也可以操作三个机构同时工 作。
一、起货机的类型及运行特点
2. 电动液压起货机的特点 电动液压起货机能实现无级平滑调速，加速时间短，具 有良好的制动能力，不需要电磁制动器。它的调速和换 向是在液力机械中进行的，而电动机维持恒速不变，因 此可采用普通鼠笼式异步电动机。它的缺点是工作效率 低，制造精度要求高，油路系统复杂。
二、电动起货机的结构和运行特性
图5-5-4是国产交流变极调速起货机控制电路原理图 （注意图中电气符号的表示方法）。电动机：变极调速 起货机采用三套独立绕组电机。具体见书P.135. JZFH6型26/26/5.5KW，p = 2/4/14。
1.起货机控制电路的组成
2.控制电路分析
图5-5-4交流三速恒功率起货机线路（全图）
1. 起货机控制电路的组成
图5-5-3 克令吊结构示意图
1 提升机构电动机 2 变幅机构电动机 3 旋转机构电动机
第10章船舶舵机的电力拖动与控制
•Ⅴ：船舶回到给定航向K， φ=0，β=0。
•船舶的航迹曲线
•电罗经是检测元件，也是比较环节。
•比较(元件)：由两个导电半圆环和滚轮所构成的部件。 •放大器：直流发电机 •执行机构：他励直流电动机M。 •反馈机构：航向接受器和舵角反馈机构。
•§10.3 自动舵的基本类型及其调节规律
•船舶应用的自动舵类型众多，究其调节规律 ，有三种基本类型：以船舶偏航角的大小和 方向进行调节的比例舵，以船舶偏航角和偏 航角速度的大小和方向调节的比例一微分舵 和以船舶偏航角、偏航角速度及偏航角积分 的大小和方向来调节的比例一微分一积分舵 。
点打开，解除了发电机励磁线圈短路闭锁，发电机开 始进入起压过程。
•3.发电机在剩磁电压的作用下，开始自励发电，电 动机进入起动过程。随着发电机端电压的逐渐升高，
电动机开始转动，并且电流在不断增大，但由于在起 动过程中发电机端电压始终低于380V，所以RTO1板 上的T1管是处于截止状态。在起动电流小于1600A时 ，RT02板上的输出管也是处于截止状态。
•4. 舵叶偏转限位保护和失压报警装置
•根据《规范》规定，当采用自动操舵装置时， 应设有航向超过允许偏差的偏航自动报警装置。
•§10.2 操舵方式及基本工作原理
•电动—机械舵机装置 •电动—液压舵机装置
•无论是电动还是液 压舵机，其操舵方式 一般分为单动操舵， 随动操舵和自动操舵 三种。
•油
•撞
缸
•随动操舵原理图（电桥式）
•随动操舵的方法：
•船舶左偏航操右舵，舵轮操右舵x 0，舵叶右偏， 并自动停在右舵x 0上。为了减少形航迹的振幅， 船舶在返回正航向过程中，必须回舵。
•三.自动操舵工作原理
•舵机 •自动舵校正航向的工作过程
船舶辅机电力拖动知识点
船舶辅机电力拖动知识点船舶辅机电力拖动是船舶工程中的重要技术之一，可以提高船舶的效率和可靠性。
在这篇文章中，我们将逐步介绍船舶辅机电力拖动的知识点。
1.什么是船舶辅机电力拖动？船舶辅机电力拖动是指利用电力来驱动船舶的辅助设备，例如发电机、泵、压缩机等。
传统的船舶辅机通常由柴油机直接驱动，而电力拖动可以提供更高的效率和更好的控制性能。
2.电力拖动的优势与传统的柴油机驱动相比，电力拖动有以下优势：•高效率：电力拖动可以根据负载需求灵活调整转速和功率，从而提供更高的效率。
•环保：电力拖动可以减少燃料消耗和排放，降低对环境的影响。
•控制性能：电力拖动可以提供更好的控制性能，包括启停时间短、负载平衡等。
3.电力拖动系统的组成一个典型的船舶辅机电力拖动系统包括以下几个组成部分：•发电机：负责将机械能转化为电能，并提供给其他辅助设备使用。
•变频器：用于将发电机产生的交流电转化为需要的频率和电压。
•电动机：负责将电能转化为机械能，驱动辅助设备运行。
•控制系统：包括传感器、控制器等设备，用于监测和控制电力拖动系统的运行状态。
4.电力拖动系统的工作原理电力拖动系统的工作原理可以简单分为以下几个步骤：•发电机将柴油机产生的机械能转化为电能，并提供给变频器。
•变频器将交流电转化为需要的频率和电压，并提供给电动机。
•电动机将电能转化为机械能，驱动辅助设备运行。
•控制系统监测电力拖动系统的运行状态，并根据需要调整电动机的转速和功率。
5.电力拖动系统的应用电力拖动系统广泛应用于各类船舶的辅助设备中，例如：•发电机组：负责为船舶提供电力供应，满足各种设备的用电需求。
•泵站系统：用于海水的供应、消防系统以及液体的输送等。
•压缩机：用于船舶的空气调节和压缩空气供应等。
总结：船舶辅机电力拖动技术是提高船舶效率和可靠性的重要手段之一。
通过电力拖动，船舶可以获得更高的效率和更好的控制性能，同时减少对环境的影响。
了解船舶辅机电力拖动的知识点可以帮助船舶工程师更好地设计和维护船舶的辅助设备系统。
船舶电机与电力拖动系统
交流伺服电动机的接线图和相量图
(a）接线图
1
(b) 相量图
控制电压 与电源电压 频率相同，相位相同或反相。
放 大 器
检 测 元 件
控制信号
+
–
+
–
控制绕组
交流伺服电动机的工作原理与单相异步电动机有相似之处。
对控制电机的主要要求：动作灵敏、准确、 重量轻、体积小、耗电少、运行可靠等。
伺服电动机可分为两类：
伺服电动机又称执行电动机。其功能是将输入的电压控制信号转换为轴上输出的角位移和角速度，驱动控制对象。
交流伺服电动机 直流伺服电动机
4.1 伺服电动机
伺服电动机可控性好，反应迅速。是自动控 制系统和计算机外围设备中常用的执行元件。
6
当 U1恒定不变时， U2与n 成正比，这样，
发电机就把被测装置的转速信号转变成了电压
信号，输出给控制系统。
速发电机的输出电压 U2与n 间存在着一定的非
由于铁心线圈电感的非线性影响，交流测
线性误差，使用时要注意加以修正。
01
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综合上述分析可知：
直流测速发电机
直流测速发电机分永磁式和他励式两种。 两种电机的电枢相同，工作时电枢接负载电阻 RL。但永磁式的定子使用永久磁铁产生磁场， 因而没有励磁线圈；他励式的结构与直流伺服 电机相同，工作时励磁绕组加直流电压U1励磁。
2
测速发电机分为交流和直流两种类型。交流测速发电机又分为同步式和异步式两 种，这里只分析异步式交流测速发电机的工作 原理。
4.2 测速发电机
电力拖动系统在轮船工程中的应用案例
电力拖动系统在轮船工程中的应用案例电力拖动系统（Electric Propulsion System，EPS）是一种在船舶工程中广泛应用的先进技术。
它采用电能作为动力源，通过电机驱动推进器产生推力，从而实现船舶的推动。
电力拖动系统具有高效、环保、灵活等优点，被广泛应用于各类船舶，特别是大型远洋船舶。
接下来，本文将以一些典型案例来探讨电力拖动系统在轮船工程中的应用。
案例一：某远洋货船电力拖动系统某公司定制建造了一艘远洋货船，采用了电力拖动系统。
该系统主要由柴油发电机组、电动机、涡桨推进器等组成。
通过控制电动机驱动涡桨推进器的转速，实现船舶的前进和停止。
相比传统的汽轮机推进系统，该电力拖动系统具有以下优势：首先，电力拖动系统的效率更高。
涡桨推进器的转速可以精确控制，根据实际需求灵活调整。
这使得船舶在航行时可以根据不同负载状况实时调整转速，从而达到最佳工作状态，提高能效。
其次，电力拖动系统更环保。
柴油发电机组可以使用低硫燃油，减少废气排放。
此外，电动机没有机械传动装置，工作过程中无需润滑油，减少了排放污染。
最后，电力拖动系统具有更好的船舶控制性能。
通过精确控制电动机转速和方向，船舶的操作更加灵活敏捷。
特别是在紧急情况下，可以迅速启动或停止电动机，提高船舶的安全性。
案例二：某豪华客轮电力拖动系统某豪华客轮采用了电力拖动系统，实现了出色的航行性能和舒适的乘坐体验。
该系统包括燃气轮机、发电机、电动机、船螺旋桨等设备。
与传统的轴线推进系统相比，电力拖动系统在豪华客轮中具有显著优势：首先，电力拖动系统使得豪华客轮的舒适度更高。
电动机的启停没有明显的冲击感，减少了船舶颠簸和噪音，给乘客提供更加舒适的乘坐体验。
此外，电力拖动系统的可靠性高，减少了航行中的故障和时间延误。
其次，电力拖动系统在船舶操纵性能方面表现出色。
电动机精准的转速控制，使得船舶在曲线行驶和靠港时更加稳定。
此外，电力拖动系统还具备良好的低速性能，适应了豪华客轮对于低速航行的需求，进一步提高了船舶的操纵性。
船舶起货机电力拖动的基本要求
船舶起货机电力拖动的基本要求(1)对调速范围的要求调速范围是起货机的另一重要指标。
起货电动机在运行过程中，既有空钩高速，又有車载低速，要求较广的调速范用。
一般百流起货机调速范围为101，调速性能良好:交流起货机的调速范围为7:1，基本上也能满足起货的调速要求。
而液压起货机的调速由液压控制实现，拖动电动机本身不需要调速。
(2)对电动机形式的要求电动起货机必须选用防水式,重复短期工作制的电动机以适应甲板工作条件。
直流起货机，一般采用启动力矩大而机械特性软的复励电动机以承受冲击负载，并且能适应轻载高速，重载低速的工况。
对交流起货机，宜选用启动力矩大，转差率高而启动电流较小的深槽式(或双笼式)的变极调速笼式异步电动机，也可选用绕线式异步电动机。
对发电机-电动机(G-M)系统的起货机，宜选用具有差复励绕组的发电机，使电动机获得适用于起货机的下坠特性。
此外,要选用转动惯量(或飞轮惯量GD2)小的专用电动机，使启动和制动过程中的能耗降低。
(3)对控制电路的要求电动起货机采用三挡调速控制，并能实现正反转运行。
②对电动机设置短路、过载、绕组过热、失压欠压、缺相保护环节等。
③采用主令控制器实现运行操作，以保证起货机操作灵活、工作可靠。
④电动机要求有通风机进行强制冷却，并设置风道的风门对风机和起货电动机之间的连锁控制。
5设置从零挡至上升(或下降)高速挡的自动延时启动控制，以防止快速操作引起电动机过大的冲击电流以及起货机过大的机械冲击。
6从高速挡回零挡停车时设置有三级自动制动控制:电气制动(再生制动)、电气与机械联合制动以及机械制动。
7对于恒功率调速的电动机，中、高速挡设置有重载不上高速的控制环节:当额定负载(重载)时，即使主令手柄扳至上升高速挡，电动机也只能运行于中速挡;若电动机运行于高速挡时出现重载，则应自动回到中速挡。
8设置“逆转矩”控制环节，即首先实现从高速挡到零挡的自动制动停车，然后再实现从零挡到反向高速挡三级延时启动的自动过程。
电力拖动系统在航海工程中的作用
电力拖动系统在航海工程中的作用电力拖动系统（Electric Propulsion System）是指船舶中采用电力传动来驱动推进器的系统。
近年来，随着科技的不断发展和航海工程的需求增加，电力拖动系统在航海工程中扮演着越来越重要的角色。
本文将探讨电力拖动系统在航海工程中的作用。
一、提高船舶的能效电力拖动系统可以提高船舶的能效，减少能源消耗。
传统船舶的主要能源消耗来自于内燃机，而电力拖动系统可以将船上的燃油转化为电能，通过电动机驱动推进器进行推进。
相比于传统的内燃机驱动推进系统，在能源利用效率上有着明显的优势。
而且，电力拖动系统的维护成本相对较低，可以降低航海工程的运营成本。
二、提高船舶的灵活性电力拖动系统可以提高船舶的灵活性，增强操纵性能。
相比于传统的内燃机推进系统，电力拖动系统在转速和转向上更加灵活，操纵更加精准。
此外，电力拖动系统还能实现船舶的动力调配，可以根据实际情况灵活分配船舶的动力，提高船舶的动态性能。
在航海工程中，灵活的操纵性对于航道的通行和船舶的操作都具有重要的意义。
三、提升船舶的环保性能电力拖动系统可以提升船舶的环保性能，减少对环境的污染。
相比于传统的内燃机推进系统，电力拖动系统在排放物的减少上具有显著优势。
电力拖动系统的使用可以减少废气的排放，降低对海洋环境的污染，保护海洋的生态环境。
在航海工程中，环保意识的提高是当代社会的一个重要课题，电力拖动系统的使用有助于船舶行业实现绿色发展。
四、提高航行的安全性电力拖动系统可以提高航行的安全性，减少事故的发生。
传统的内燃机推进系统在运行时存在一定的噪音和振动，增加了事故的发生概率。
而电力拖动系统在运行时噪音较低且振动较小，可以降低事故风险。
此外，电力拖动系统还具备自动监测和故障诊断的功能，可以及时发现和解决系统故障，保证船舶的安全运行。
综上所述，电力拖动系统在航海工程中扮演着重要的角色。
它提高船舶的能效，增强船舶的灵活性，提升船舶的环保性能以及提高航行的安全性。
船舶电机与电力拖动系统
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。
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电力拖动在船舶工程中的应用探析
电力拖动在船舶工程中的应用探析现代船舶工程中，电力拖动技术作为一项先进的动力传动方式，正被广泛应用于各类船舶的推进系统中。
本文将对电力拖动在船舶工程中的应用进行探析，探讨其在提高船舶性能、节能环保和改善操作灵活性等方面带来的优势，并对其未来发展进行展望。
一、电力拖动技术概述电力拖动技术是以发电机组为核心，在船舶推进系统中利用电力传动实现推进效果的一种技术手段。
相比于传统的机械传动方式，电力拖动具有功率分配灵活、低噪音、振动小等优势，能够满足不同类型船舶的个性化需求。
二、电力拖动的应用领域电力拖动技术已经在多个船舶工程领域得到应用。
一方面，它广泛应用于大型客轮、运输船和军舰等需要高推力和高速度的船舶上，通过电动机与推进器的直接连接，实现高效的推进效果。
另一方面，电力拖动技术也适用于潜水艇和悬挂式飞艇等特殊船舶类型，其灵活的功率分配和精确的控制能够满足复杂的操作需求。
三、电力拖动技术的优势3.1 提高船舶性能通过电力拖动技术，船舶可以实现全电力推进，消除了传统燃油机械传动中的能量转损和传动链的损耗，提高了动力传输效率，从而实现更好的航行性能。
3.2 节能环保电力拖动技术相对于传统的机械传动方式在能源利用上更为高效，能够实现动力的精确配置和动力的优化利用，从而降低整体的能量消耗。
此外，电力拖动还可以采用可再生能源作为驱动能源，进一步减少船舶运行对环境的影响。
3.3 改善操作灵活性传统的机械传动方式中，动力传输路径复杂，调整动力输出需要相应的机械调整。
而电力拖动技术通过控制电动机的转速和功率，可以实时调整动力输出，提高操作的灵活性和响应速度，为船舶操纵提供了更多的选择空间。
四、电力拖动技术的挑战和发展趋势4.1 系统集成难题电力拖动技术是一个涉及多学科、多专业的集成系统工程，不同的电气、机械和控制元件需要相互配合运行。
因此，如何优化各个组件的匹配、实现系统的高效稳定运行，是当前电力拖动技术研究面临的挑战。
船舶舵机电力拖动与控制
二、随动操舵工作方式
随动操舵的方法： 随动控制已经广泛应用于船舶舵机电力拖动中，
它可以简化操舵工作，操舵人员不必不断扳动操 舵手柄并连续查看舵角指示器。随动是自动的基 础。
船舶左偏航操右舵，舵轮操右舵，舵叶右偏， 并自动停在右舵上。为了减少航迹的振幅，船舶 在返回正航向过程中，必须回舵。
压舵角调节（也称偏航调节）：由于船舶在航行中受 到不对称的外界干扰(一舷的风浪,螺旋桨不对称,装载 量不对称等)会产生一舷的持续力矩,船将产生不对称 偏航。为此,必须使舵偏离首尾线一个舵角来抵消一 舷的持续力矩。这个偏航角叫做压舵角。此舵角可由 人工给定或加积分环节产生。
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思考题
1.舵是如何使船舶转动的？ 2.对舵机电机有何要求？ 3.对舵机控制线路有何要求？ 4.舵机的操舵方式有几种？ 5.自动舵是如何保持船舶航向不变的？ 6.自动舵通常有哪些类型？ 7.什么是压舵调节、天气调节、反舵角调节？
人 手轮
放大器
执行机构
测量机构
随第动1操6页舵/共系2统5页框图
舵角 舵
三、自动操舵工作原理
当船舶沿给定航向航行(Navigate)，舵叶在艏艉线上，当受到风、流等外界 干扰而向右或左偏转离开正航向某一个角度时，要使船舶保持给定航向，就必须 经常操舵。自动操舵是用电罗经与自控装置代替人发出转舵信号，只要一次给定 航向，再不需要人工经常转动舵轮就能使船舶自动保持在给定航向上航行。
（2）检查电磁阀、伺服马达、限位开关等动作是 否可靠； （3）观察各仪表读数、机组运行指示、舵角指示 等装置的工作是否正常；
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10.2 操舵方式及其基本工作原理
一、单动操舵工作原理
单动操舵也就是通过转换开关进行的应急
船舶舵机的电力拖动与控制培训
船舶舵机的电力拖动与控制培训1. 引言船舶舵机是船舶操纵系统中的重要组成部分，负责控制舵盘的转动以改变船舶航向。
舵机的电力拖动与控制是确保舵机正常工作的关键，也是航海安全的重要保障。
本文将对船舶舵机的电力拖动与控制进行详细介绍，并为相关人员进行培训提供基础知识。
2. 舵机的电力拖动2.1 电力拖动原理船舶舵机的电力拖动采用电动机作为动力源，通过电力传动装置将转动力矩传递到舵机上，从而实现舵盘的转动。
电力拖动系统通常包括电动机、传动装置、控制系统等部分。
2.2 电动机选择与安装选择合适的电动机是电力拖动系统设计的关键。
常见的船舶电动机有直流电动机和交流电动机两种，根据船舶的实际需求进行选择。
电动机的安装位置应尽量靠近舵盘，以减小传动装置的机械损耗。
2.3 传动装置设计传动装置是舵机电力拖动系统的核心组成部分，负责将电动机的转动力矩传递到舵机上。
传动装置通常包括主动轴、传动齿轮、传动链条等，其设计需要考虑传动比、传力方式、传动效率等因素。
2.4 电力拖动系统的安全保护为确保电力拖动系统的安全运行，需要设计安全保护装置。
常见的安全保护装置有过载保护装置、短路保护装置等，可以预防因电力拖动系统故障引发事故。
3. 舵机的控制系统3.1 控制系统组成船舶舵机的控制系统主要由控制装置、信号传输装置、执行机构等组成。
控制装置负责接收操纵指令并生成相应的控制信号，信号传输装置将控制信号传递到执行机构。
3.2 控制系统的工作原理控制系统的工作原理基于船舶操纵指令和舵机位置信息的反馈。
控制装置将操纵指令转化为控制信号，并通过信号传输装置传递给执行机构。
执行机构根据控制信号控制舵盘的转动，同时将舵机位置信息反馈给控制装置。
3.3 控制系统的调试与故障处理舵机的控制系统在使用过程中可能会遇到各种故障，需要进行调试与故障处理。
调试主要包括控制装置的参数调整，以使船舶响应操纵指令更加灵敏；故障处理主要包括故障排查与修理，保证控制系统的正常运行。
电力拖动技术在船舶工业中的应用
电力拖动技术在船舶工业中的应用随着科技的进步和航运业的发展，电力拖动技术在船舶工业中扮演着越来越重要的角色。
传统的船舶动力系统通常使用内燃机，然而电力拖动技术的应用可以使船舶在性能、经济性和环保性等方面都获得显著提升。
本文将探讨电力拖动技术在船舶工业中的应用，并分析其带来的益处。
一、电力拖动技术的基本原理电力拖动技术是通过电力传动装置，将电能转化为机械能，从而驱动船舶运行。
主要的组成部分包括主发电机、电动机、电缆等。
主发电机将内燃机或涡轮发动机的机械能通过发电机转化为电能，然后再将电能输送给电动机，最终驱动船舶的螺旋桨转动。
二、电力拖动技术的应用领域1. 油轮电力拖动技术在油轮中的应用较为广泛。
传统的油轮通常采用内燃机作为主要动力，然而电力拖动技术可以大幅度降低碳排放和污染物释放，提高燃料利用率。
此外，电力拖动技术还可以提供更好的航行灵活性和可调控性，从而使船舶操控更加精准。
2. 高速客船在高速客船中使用电力拖动技术可以获得更好的运行性能。
相比于传统的内燃机，电力拖动技术可以提供更大的动力输出，使船舶达到更高的航速。
此外，电力拖动技术可以实现动力的即时可调控，提供更高的航行稳定性和船舶操控性，为航行中的安全性提供保证。
3. 集装箱船电力拖动技术在集装箱船中的应用也逐渐增多。
传统的集装箱船通常使用大功率的内燃机，而电力拖动技术可以通过在船舶中布置多个电动机，实现分段供电，提高能源利用率。
此外，电力拖动技术还可以减轻船舶的重量和运行噪音，提高船舶的航行舒适性。
三、电力拖动技术的优势1. 提高燃料利用率和经济性电力拖动技术可以使船舶动力系统更高效，减少能源浪费。
通过减少传动链条的损耗和提高动力输出的可调控性，电力拖动技术可以大幅度提高燃料利用率，降低航行成本。
2. 减少碳排放和环境影响电力拖动技术使用电能作为动力源，相比于传统的内燃机，可以显著降低碳排放和污染物释放。
这对于保护海洋生态环境和减少船舶对环境的影响具有重要意义。
船舶电机与电力拖动系统
电枢串电阻起动
减压起动
UN
Ia
3K 2K 1K
M Ra
---
r3 r2 r1
R3
R2 R1
•起动过程分析
•串入全部的电枢电阻通电起 动，进入第一组起动
•当 到 达 切 换 点 A ， 第 一 级 起 动完成。
•切除第一级电阻r1，电枢电
流增大，电磁转矩增大，进 入第二级起动点B，转速沿 BC继续上升，重复上述过程， 到C点后完成第二组起动。 •切除第二级电阻r2，进入第 三级起动点D，转速上升到E 点后,完成第三级起动。 •切除第三级电阻r3 ，进入固 有曲线F点，最后转速沿固有 曲线上升到稳定运行点G。
注意
如果一台并励发电机有剩磁但不能自励，可以用下列 两种方法改正：
（1）改变电枢绕组与励磁绕组的相对联接； （2）改变电枢的旋转方向。
3、直流发电机的外特性 直流发电机的外特性是指在保持额定转速和励磁回
路总电阻不变的条件下，改变负载大小时，发电机的 端电压随负载电流而变化的关系。
下图a为他励和并励发电机的外特性曲线。曲线1为 他励发电机，曲线2为并励发电机。
电势平衡方程
参照上图，不考虑R
' f
和
R，根据基尔霍夫电压定
律，并励电动机带负载运行时的电势平衡方程为：
或
UE+IaRa
EU-IaRa
其中Ia I -If，而If URf, 由于励磁电流I f 要远远小于负
载电流 I，所以并励发电机电枢电流近似等于负载电流，
即
。Ia I
功率平衡方程
UaIEaI+Ia2Ra
•（2）调速的平滑性 通 常有电动机的两个相邻 调速级的转速之比来衡 量调速的平滑性。
船舶机械电力拖动汇总
1.1 电器概述
1.1.1 电器定义
电器 —— 电气器具。
电器的定义：指能依据操作信号或外界现场信号的 要求，自动或手动接通和断开电路，连续或断续地 改变电路参数，以实现对电路或用电设备的切换、 控制、保护、检测、变换和调节的元件、设备和电 工装置。
电器 —— 一种能控制电的工具。
第一部分：电力拖动基础
第一部分：电力拖动基础
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1.2 继电器（relay）
1.2.1 继电器及分类
继电器是一种根据电量(电压、电流等)或者 非电量(温度、时间、转速、压力)等信号的 变化带动触点动作，来接通或断开所控制的 电路或者电器，以实现自动控制和保护电路 或电器设备的电器。 继电器一般由感测机构、中间机构和执行机 构三个基本部分组成。 可分为电磁式继电器和非电磁式继电器两大 类。
第一部分：电力拖动基础
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1.2.2 电 磁 式 继 电 器
电磁式继电器是以电磁吸合力为驱动动力
源的继电器。
在输入至电磁线圈中的电流的作用下，由其
机
械部件的相对运动而产生预定响应动作。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电磁式继电器所配装的电磁线圈有交流和直
流两种，各自构成交流电磁式继电器和
直流电磁式继电器。
电磁式继电器配装不同功能的电磁线圈后可
第一部分：电力拖动基础
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1—电磁式电压继电器
电磁式电压继电器是根据线圈两端电压大小而接通或 断开控制电路的继电器。这种继电器线圈的导线细、 匝数多、阻抗大，并联在电路中。
电压继电器有过电压、欠电压和零电压继电器之分。
第一部分：电力拖动基础
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2—电磁式电流继电器
第二代电器产品
第一部分：电力拖动基础
电力拖动在船舶工程中的应用
电力拖动在船舶工程中的应用船舶工程一直是人类探索海洋、开展国际贸易的重要工具。
随着科技的不断发展，传统的燃油动力方式逐渐被电力拖动取代。
本文将探讨电力拖动在船舶工程中的应用，包括优势、技术和发展前景。
一、电力拖动的优势电力拖动相对于传统的燃油动力有诸多优势。
首先，电力拖动具有零排放的特点，不会对海洋环境产生污染。
其次，电力拖动系统结构简单，易于维护和管理。
此外，电力拖动还具有高效性和灵活性，能够提供更稳定和可控的动力输出。
最重要的是，电力拖动在船舶工程中有利于减少能耗和运营成本，对于可持续发展具有积极的意义。
二、电力拖动技术电力拖动技术的应用主要集中在两个方面，即船舶主机和舵机的电力化。
船舶主机电力化是指将传统燃油动力主机替换为电动主机，通过电能转化为动力以推动船舶运行。
这种技术可以通过直流或交流电系统来实现。
而舵机电力化则是将传统液压舵机换成电动舵机，实现舵角的控制。
这样一来，船舶的操作更为灵活，也更便于自动化控制。
三、电力拖动在商用船舶中的应用电力拖动在商用船舶中具有广泛的应用前景。
首先，电力拖动适用于货船和油轮等大型远洋船舶。
其优势在于提供更加可靠的动力输出，降低能耗和维护成本。
其次，电力拖动也有望应用于客船和游轮。
电力拖动系统的零排放特性符合人们对环保旅游的需求，而且船舶内部噪音和震动较小，为乘客提供更加舒适的旅行体验。
四、电力拖动在海洋工程中的应用除了商用船舶，电力拖动还在海洋工程中得到广泛应用。
例如，电力拖动可以为海洋石油平台提供动力支持，保证其正常运行。
此外，电力拖动还适用于潜水器、测量船和渔船等。
这些船舶需要灵活的动力输出，以适应复杂的海洋环境和任务需求。
五、电力拖动的发展前景随着科技的不断进步，电力拖动技术将迎来更广阔的发展前景。
首先，电池技术的突破将进一步提升电力拖动系统的能量储存和释放能力。
其次，智能控制系统的应用将使电力拖动更加智能化和自动化，提高系统的效率和稳定性。
此外，可再生能源的广泛应用也将为电力拖动提供更多的动力来源，进一步减少对传统燃油的依赖。
10 船舶舵机的电力拖动与控制
10 船舶舵机的电力拖动与控制在船舶的航行中，舵机起着至关重要的作用，它是用来转动船舵的关键部件，需要能够准确地控制方向。
在船舶设计中，舵机可以使用机械、液压或电力驱动方式，而在这些驱动方式中，电力驱动方式逐渐被广泛应用。
本文将围绕船舶舵机的电力拖动与控制进行介绍。
1. 电力拖动方式在电力拖动方式中，电机直接带动传动系统转动舵机。
电机可以使用直流或交流电机，直流电机通过电子变流器调速，交流电机则通过电子变频器控制，以实现电机的转速控制。
在电力拖动方式中，通常采用的传动系统有链轮、直接联轴器和齿轮传动等。
在这些传动系统中，齿轮传动可以提供更高的传动效率和更低的噪声。
2. 电力控制系统在电力控制系统中，使用电子控制器对电机进行控制和调速。
控制器可以根据船舶的运行状态来自动控制船舶的转向，从而实现舵机的精准控制。
在电力控制系统中，还需要加装感应器和编码器等装置以实时检测和反馈舵机的角度和转速等参数，以实现舵机的精准控制。
电力控制系统还应具备以下功能：•故障检测和报警•电源管理和能效优化•数据采集和存储等。
3. 电力拖动与电力控制的优点相比于液压和机械驱动方式，电力拖动与电力控制具有以下优点：•精准控制：电力控制系统可以对电机实现精准控制，使得船舶的转向更加精准。
•节能环保：电力拖动与电力控制使用电能作为动力源，比液压和机械更省电，也更环保。
•低噪音：使用齿轮传动的电力拖动方式噪音更低，便于船员操作和船舶航行。
•维护成本低：与液压和机械驱动方式相比，电力拖动与电力控制在维护方面更加简单，成本更低。
4.电力拖动与电力控制在船舶舵机驱动方式中具有越来越重要的地位，它能够实现舵机的精准控制和节能环保等优点。
在船舶设计中，应根据航行需求合理选择舵机的驱动方式，同时还应针对不同的驱动方式选择合适的控制方法和调速装置等配套设备，以提高船舶舵机的性能和安全性。
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2)电极式水位检测器
• 电极式水位检测器也称为“电极式水位调 节器”。它是以电极棒为一极，锅炉（金 属）体为另一极，利用水的导电性质，炉 水与电极棒接触流过电流，作为锅炉水位 的信号传感方式。
• 在锅炉侧工作水位的离度处安装一圆柱形 水筒，上、下与锅炉内的汽、水空间相通， 金属简壳与船体连接。 • 筒中插装3根长度对应不同水位的金属电极 棒，棒1是高水位、 • 棒2是低水位、 • 棒3是危险水位。
• 双位控制只有一种燃烧状态，即只有一种 喷油量和送风量。 • 比例控制是随着压力上升减少喷油量同时 按比例减少风量；相反则增加。 • 三位控制有2种燃烧状态：大火、大喷油量、 大风量；小火、小喷油量、小风量。
2）燃烧过程的程序控制
• 燃烧程序控制是从点火、燃烧至熄火的过 程控制．它包括：前扫气、点火、燃烧、 正常熄火和后扫气。
• 3）安全保护 • 各型锅炉设置的安全保护不尽相同，一般 设有水位高、低报警；蒸汽压力高、低报 警等。发生严重故障如：水位过低、蒸汽 压力过高、点火失败或故障熄火、风压低、 电源故障和燃烧器电动机过载等，则切断 燃油停止燃烧发出报警。
给水控制电路
锅炉燃烧自动控制
• 1）蒸汽压力自动控制
• 锅炉内的蒸汽压力是随使用量的多、少变 化的，即蒸汽的产量与供出的使用量不平 衡，引起蒸汽压力变化。 • 要保持平衡，需要改变燃烧量，使蒸汽的 产量适应输出量。燃烧自动控制是要维持 汽包内的蒸汽压力在一定范围之内。
• 蒸汽压力双位控制方式设定2个压力限值P 1和P2，燃烧使蒸汽压力上升至上限值P2， 停止燃烧熄火；压力下降至下限值P 1点火 燃烧。 • 这种控制方式的蒸汽压力在P1和P2之间波 动。控制比较简单，只有燃烧和熄火两个 状态。
3）多位磁性浮子式液位开关
• 水位测量筒体的上、下通水口，通过法兰 截止阀与锅炉连接，筒体内的水位反映了 锅炉的水位，筒体内有一个随水位上下移 动的浮球，浮球上的连杆伸出筒体进入磁 性开关（也称为磁性继电器）盒， 盒内的 传感磁铁导管旁按检测水位的高低，安装 多个磁性开关。
• • • •
位置5：过高水位——报警； 位置4：高水位——停止泵（停止给水）； 位置3：中水位——启动泵（给水）； 位置2：低水位——启动备用泵（双泵给 水）； • 位置1：过低水位——停止燃烧，报警。
• （1）前扫气
• 锅炉熄火后炉膛内可能积存一些未经燃烧 的油，在炉膛内蒸发后，会形成可燃的油 气混合物，一旦点火会引起爆炸。 • 规范要求点火前需要开大风门进行前扫气， 即用鼓风机进行一段时间通风，扫除可燃 的油气混合物。
• （2）点火 • 点火是在前扫气后进行。点火火花出现后 才可以喷油。点不着火，点火装置和喷油 阀应自动关闭。 • 一般是用变压器次级的高电压在点火棒之 间产生的火花来点火。这时风门要关小， 以免吹熄火焰。点火棒打火后，开启喷油 电磁阀喷油，火是否点着由火焰检测器检 测。如果在设定的时间之内检测不到火焰， 说明点火失败，停止点火。点火时已喷过 油，要再尝试点火，需要再进行前扫气。
锅炉水位自动控制
• 辅助锅炉的水位并不要求恒定在正常水位， 而是允许在一定范围内变动，最高与最低 水位可以相差60一120mm。 • 辅助锅炉的水位是采用双位断续给水控制 方式。水位降低到最低水位启动给水泵补 充水；水位升至最高水位停止给水。
1）磁性浮子式液位开关
浮子式液位开关控制锅炉 给水的控制原理电路
• （3）燃烧 • 检测到火焰说明点火成功，可以进入正常 燃烧。为了达到完全（至少是良好）燃烧， 需开大风门，提供过剩的空气帮助燃烧。
• （4）熄火 • 随着蒸汽用量减少，蒸汽压力会逐步上升， 达到设定的允许值时，无论采用那种方式 燃烧，都必须切断燃油停止燃烧、熄火。
• （5）后扫气 • 为了及时消除炉膛内的可燃物，熄火后需 要再开大风门通风一段时间，称为后扫气。
• 多位控制现以三位控制为例，是设定3个压 力限值。蒸汽压力上升至上限值P2，从原 来的大火燃烧转为小火；下降至下限值P1 ， 从小火转为大火； • 在小火燃烧的情况下（大火也一样），如 果蒸汽压力继续上升至高限值P 3，则停止 燃烧；压力下降至下限值再点火燃烧。 • 这种方式介于双位和双位一比例控制之间， 也可以减少点火、熄火的循环次数。
• 但点火燃烧、熄火太频繁。而锅炉的每次 点火都需要按照一定的程序进行，才能确 保安全。
• 双位一比例控制是根据蒸汽压力控制燃烧 程度（即送风量、喷油量），保持压力变 化在较小的范围内。 • 压力上升至设定值p1 ，进入比例调节控制， 随着压力上升燃烧量按比例减小，如果压 力继续上升至高限值P2，则熄火；压力下 降至下限值P1 再点火燃烧。 • 双位一比例控制减少了点火、熄火的循环 次数。
船舶电力拖动
燃油辅助锅炉
• 船舶辅助锅炉有： • 1、燃油辅助锅炉：直换用燃油然烧加热 水产生蒸汽的锅炉。 • 2、废气锅炉：利用柴油机运行排出的废 气，加热水产生蒸汽的锅炉。 • 3、组合式锅炉：燃油和废气两者合一的 辅助锅炉。
燃油辅助锅炉工作原理
• 船用燃油辅助锅炉有两种型式：火管锅炉 和水管锅炉。 • ．火管锅炉：烟火在管内流动，水在管外 被加热蒸发成蒸发成蒸汽。