第09章_船舶甲板机械电力拖动及其电气控制.ppt

第九章 船舶甲板机械电力拖动及其电气控制 ;第九章 船舶甲板机械电力拖动及其电气控制;第一节 船舶甲板机械的特点及驱动与控制方法 ;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 ; ;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 等，但这几种设备对于电力拖动的各项调速指标的 要求并不高。一般要求调速范围在1:8-1:10左 右。至于特性的硬度、静差率以及动态性能方面的 指标都没有特殊的要求。目前在船用交流调速系统 中，起货机、锚机大多采用变极调速系统。有的船 舶起货机把可编程控制器和单片机引入到控制系统 中来，使其调速系统更为可靠，性能更佳。;3．工作的可靠性要求高 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，则要求故障部分能迅速恢复和切除，尽最大可能保持供电和继续运行。;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。 （2）抗干扰性，目前电力电子器件在船舶中大量运用，必须抑制各种电磁干扰、提高电子设备和微机系统的电磁兼容性以保证这些系统的正常工作。 （3）环境条件，要求机电设备能承受船舶在航行中发生的振动和冲击力，以及环境温度的变化。;二、液压甲板机械 甲板起重机大多采用液压传动，锚机、系泊绞缆机和起货机也有不少是采用液压传动的。 液压起货机、锚机和绞缆机操作方便，工作比较平稳，可实现无级调速，而且能吸收冲击性负荷和自动防止过载，并具有良好的制动能力。它们对环境温度和湿度不太敏感。但它们存在加工精度要求较高，制造安装比较复杂，维护管理工作量相对大。 表 9-1为甲板机械两种驱动方式的性能及有关情况。;表9-1 甲板机械两种驱动方式的比较;第二节 起货机的电力拖动与控制的基本要求 ;1. 电动起货机的特点 电动起货机系统结构紧凑、振动、噪音较小，便于实现自动化和遥控；其缺点是电气线路较为复杂，在管理和维护方面有一定的要求。通常采用多电动机拖动或选用各种类型电动机的固有特性或人为特性来满足起货机对电力拖动提出的要求。 ;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，一旦管路破损、漏油不易修复。 ;二、电动起货机的结构和运行特性 起货机与其他机电设备一样，由原动机，传动机构和执行机构三部分构成。电动起货机主要由以下三个部分构成：电动机；减速箱和离合器组成的传动机构及卷筒；电磁/机械刹车装置与吊杆等。 ;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9-1。 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9-2。 双杆吊货的工作过程见图9-3。;返回;图9-3双杆吊货时电动机负载图 ; 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，它表示在一个周期内，工作时间与一个周期时间T之比。 式中：tg为一周期内工作时间， t1为一周内的停止时间。船舶起货机采用的电动机的暂载率一般为15%，20%，25%，40%。一个周期的时间一般不超过10分钟。;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9-4，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。 回转式起货机的吊货过程可以用简化的负载图来表示，见图9-5。图中纵坐标 ， ， 分别为提升机构，回转机构和变幅机构的电动机轴上的负载力矩，横坐标为时间t。;;第09章_船舶甲板机械电力拖动及其电气控制;图9-5 各电动机轴上所受力矩的简化负载图 ;回转式电动起货机的工作过程为： （1）t1时间为吊起货物阶段，同时伸距由最小到最大。 （2）t2时间为继续吊货至需要高度，同时开始回转。 （3）t3时间为回转至需要位