船舶电机与电力拖动系统

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1、§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§6-7.1舵机的电力拖动与控制的基本要求主要内容有两个部分1.舵机装置：主要掌握舵机的分类特点。2.电力拖动与控制的基本要求：——三个方面供电、电动机、控制系统一、舵机装置舵机装置分为两类：⑴.电动-机械；⑵.电动-液压。电动-机械舵机装置：工作过

2、程：电动机通过连轴节带动蜗杆蜗轮转动，并通过主动齿轮带动扇形齿轮，再经过缓冲弹簧转动舵柄（在扇形齿轮下面，通过弹簧推动），从而使舵柱和舵叶偏转。系统组成：——一般采用G-M系统。作用：蜗杆蜗轮传动，大变比减速，能够锁定舵柱和舵叶。缓冲弹簧，减轻船舶在航行中波浪对舵叶的冲击力，防止传动装置受到损伤。电动—液压舵机装置系统组成：恒速电动机（可用普通异步机）拖动双向变量油泵，提供双向的高压油驱动液压油缸。工作过程：当一油缸注入高压油而另一油缸排出低压油时，推动撞杆（活塞）移动，从而带动舵柄，舵柱和舵叶偏转。

3、基本要求：——三可靠。1.供电；2.电动机运行；3.控制系统——都要可靠。供电：采用双路供电，两路分离较远的馈电线，其中一路经应急配电板。电动机：机械特性软（抗冲击），转矩大（35°-30°，28秒），能承受1分钟的堵转。控制系统：至少两个操作站（由转换开关切换，防止同时操作），有三种操舵方式（手动、随动、自动）。对舵机装置的要求§6-7.2操舵方式及其基本工作原理主要内容有三个部分——即三种操舵方式的工作原理，主要掌握它们的作用、特点和工作原理。1.单动操舵工作原理2.随动操舵工作原理3.自动操舵工

4、作原理单动（香蕉柄）操舵：——在海船上就是应急操舵。方法：手扳舵转，复零舵停；左舵左扳，回舵右扳；右舵右扳，回舵左扳。——人看分罗经和舵角指示器操舵。原理：转换开关改变发电机励磁方向，从而使电动机反转。单动操舵工作原理电动机励磁不变。随动操舵，又叫“舵轮操舵”。随动——舵叶随着舵轮转动。方法：左偏航操右舵，舵轮操右几度，舵叶右偏几度（右偏也相似）。原理：是负反馈调节系统。以舵角和舵轮的偏差控制电动机。操舵过程：舵轮向右转过一个角度α，电位器R1的滑动点移动，电桥失去平衡，放大器输入信号>0，发电机输出

5、电压使电动机顺时针方向转动，使舵叶向右偏转。同时舵角反馈同步传递机构带动反馈电位器R2的滑动点不断向a’点移动。当电桥重新处于新的平衡状态时，放大器输入=0，电动机停转，舵叶处于右舵与舵轮转动相对应的角度上。回舵过程相似，只是放大器输入变反，电动机反转，舵叶回偏。随动操舵工作原理自动操舵：实际上是自动航向保持仪。组成原理：利用电罗经检测船舶实际航向α，然后与给定航向K°进行比较，其差值作为操舵装置的输入信号，使操舵装置动作，改变偏舵角β。在舵角的作用下，船舶逐渐回到正航向上。船舶回到正航向后，舵叶不再

6、偏转。线路分析：最简单的电动操舵线路的工作过程见。操舵过程：见下图自动操舵工作原理§6-7.3自动舵的基本类型及其调节规律主要内容1.自动舵的基本类型：——三种比例、比例-微分、比例-微分-积分2.三种自动类型的作用和特点自动舵方框图自动操舵基本类型定义：自动舵的基本类型是指按操舵的规律分类的（也就是舵的偏转规律）类型，而不是舵机装置的类型。三种基本类型：⑴.比例舵；⑵.比例-微分舵；⑶.比例-微分-积分舵。说明：不同基本类型的自动舵，对舵叶的调节规律是不同的。偏航与操舵比例舵比例舵操舵的规律是：偏舵

7、角β的大小与偏航角φ的大小成比例关系，即：β=-K1φ其中：K1为比例系数，负号表示与偏航方向相反。特点：机构简单，航行保持精度较差，船舶营运经济性较差（会出现S形航迹）。比例舵的不足：偏航初期偏舵角较小，不能很快阻止船舶继续偏航；回航过程中船舶具有惯性，偏舵角不能及时减小，容易反向偏航。比例-微分舵操舵的规律是：偏舵角β的大小与偏航角φ的大小成比例-微分关系，即：β=-（K1φ+K2dφ/dt）其中：K1为比例系数，K2为微分系数。说明：偏航初期，偏航角变化率大，比例-微分舵能及时给出大偏舵，有效地

8、阻止船舶偏航（最大偏航角较小）；回航时，偏航角变化率变为负值，能适时给出反舵角，阻止船舶反向偏航，即能有效阻止反向偏航。主要特点：具有“超前校正”的控制作用，减小船舶航向的振荡，减轻舵机负担，增加航速，提高系统灵敏度和船舶的营运效益。比例-微分舵比例-微分-积分舵组成：是在比例-微分舵基础上增加积分环节。积分环节作用是——克服不对称偏航。K3是积分系数。不对称偏航的产生：不对称偏航是某舷（侧）的偏航角持续时间比另一舷（侧）偏航角持续时间长。原因：装载不对