第九章甲板机械

§9-1.锚机的电力拖动与控制§9-2.锚机控制线路§9-3.船舶起货机的电力拖动与控制§9-4.直流电动起货机§9-5.交流电动起货机§9-6.电动液压起货机§9-7.电力拖动系统故障检测与维护第九章学习应注意的几个问题：1.锚机和起货机有哪些基本要求？2.锚机和起货机控制线路各由哪些主要环节组成？能实现什么功能？3.锚机和起货机控制线路中有哪些保护措施？4.锚机和起货机控制各自的主要工作过程如何？本章重点线路为：1.交流电动锚机控制线路；2.交流三速起货机控制线路。本节主要内容：主要内容：——两大点。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：1.锚机运行工作特点主要要求知道锚机的3种工况和起锚过程中各个阶段的特点；2.对电力拖动及控制的要求包含两方面：⑴.对电动机的要求；⑵.对控制线路的要求。——这些要求是本节的重点内容，要求一定要掌握。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：——正常起锚工况有5个阶段：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。一、锚机运行工作特点船舶抛锚时有两种情况：——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。电气制动的方法有：——1.能耗制动；2.再生（回馈、发电）制动。——通常采用再生制动（节能）。应急起锚工况：——1.海事局教材定义：深水抛锚时，由于水深锚抛不到底，需将锚拉起，找合适地方再抛。∵此时锚链最长（约200米左右），起锚负载转矩最大。2.一般定义：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。——书上并未说明。锚机其它工况说明对电机要求（6方面）：——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；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。对控制线路要求（5方面）：——1.起动：逐级自动起动；2.过载：保证堵转1分钟不保护动作；3.抛锚：匀速深水抛锚（再生或能耗制动）；4.保护：短路、失压、过载、断相保护；5.制动：电气和机械配合制动。[第一节要点]：锚机工作特点；要求（总体5点、电动机和控制线路各6点）。二、对电力拖动及控制的要求本节主要内容主要内容：——三部分内容：一.复杂电路分析方法和控制线路符号说明；二.锚机电动机起动和运转的分析；三.电动机的停止过程分析。学习要求：1.学会复杂电路分析方法；2.能够结合对船舶锚机电力拖动及控制线路要求和锚机工作过程、特点，分析“交流三速锚机控制线路图”。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。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）。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。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。3.接触器：KM1：正转，起锚用；KM2：反转，抛锚用；KM3：“1速”，低速用；KM4-1、KM4-2：“2速”，中速用（YY需要两个）；KM5：“3速”，高速用；KM6：接通刹车电磁铁用。4.主令触点、开关：SA：电源开关；SA1～7：各档控制。5.“十字格”中数字说明：左边：为常开触点位置；右边：为常闭触点位置。6.触头下数字：表示控制线圈所在支路。控制元件及电路图说明起锚操作起锚操作的分析包含四个部分：——1.接通电源；2.起锚1档；3.起锚2或3档；4.重载自动回到起锚中速档（2档）。1.接通电源：只有手柄在零位，KA2才能得电。2.起锚1档：SA(2、4、7)等三路接通。3.起锚2或3档：SA(2、5、6、7)等四路接通。可实现自动延时加速。4.重载自动回到起锚中速档（2档）。注意：从起锚3档回2档后，若负载减小，不会自动再升到3档。应将手柄扳回2档后再推向3档才行。1档3档重载其它通电2档手柄在零位时，将电源开关SA闭合，合上空气断路器QS，由于手柄在零档时主令控制器的触点只有SA1一路接通，此时KA2线圈通电自锁触头闭合，控制线路有电。为其它操作做准备。电源开关空气断路器起锚抛锚3210123QSSA手柄0位手柄在零位时，将电源开关SA闭合，合上空气断路器QS，由于手柄在零档时主令控制器的触点只有SA1一路接通，此时KA2线圈通电自锁触头闭合，控制线路有电。为其它操作做准备。电源开关空气断路器QSSA起锚抛锚3210123手柄0位手柄扳到起锚1档：主令触点SA2、SA4和SA7三路接通，SA2使起锚（正转）接触器KM1通电，KM1触点使KM6、刹车YB打开，KT3断电延时，延时到，切除经济电阻。SA4使低速接触器KM3通电，低速起锚。电源开关空气断路器QSSA起锚抛锚3210123起锚1档手柄扳到起锚2档：主令触点SA2、SA7不变，SA4断开，SA5闭合。SA4使KM3断电；而SA5使KM4-2、4-1先后通电，锚机电动机进入中速起锚。电源开关空气断路器QSSA起锚抛锚3210123KM4-1通电后，KT1断电延时，延时时间到，其常闭触点闭合，为进入第3档做准备。注：∵中、高速是不同的两套绕组，切换时允许同时通电，但从中速到高速的切换，必须等电机转速确实达到中速后才行。起锚2档电源开关空气断路器QSSA起锚抛锚3210123手柄扳到起锚3档：增加SA6闭合，∵KT1延时已到，KM5有电，其常闭触点使KM4-1和KM4-2都断电，锚机由中速切换到高速运行。同时KT2断电延时，准备使过流继电器KA1投入负载电流检测。KT2延时使过流继电器KA1投入，是为了避开换档时出现的大电流。当KT2常闭触点断开后，若无过载，则KA1不动作，锚机在高速稳定运行。否则，将使KA3动作，退回中速运行。起锚3档电源开关空气断路器QSSA起锚抛锚3210123KT2延时使过流继电器KA1投入，是为了避开换档时出现的大电流。当KT2常闭触点断开后，若无过载，则KA1不动作，锚机在高速稳定运行。否则，将使KA3动作，退回中速运行。重载当KA3动作且自锁后，其常闭触点使KM5断电，KM4-2、4-1自行通电，锚机退回中速运行。此时，KA1无电流，但∵KA3已自锁，要再进入高速，须将手柄扳到中速后，再扳到高速才行。快速操作和抛锚操作时若快速将手柄扳到第3档，则控制线路将直接从中速开始，使电动机起动，经过KT1延时后，再自动进入高速运行。抛锚过程与起锚相似，但负载继电器KA1不会动作。此时电动机处于再生制动状态。停机手柄扳到零位，所有接触器失电，YB也失电，但不马上制动，要等其线圈放电后才进行机械制动。调整放电回路的电阻R4，可调整放电时间，从而调整刹车制动的时间。[第二节要点]：能够独立地分析书P.127.图9-2-2线路的“起动、停止和运转”过程。本节主要内容主要内容：——两大点。一.起货机运行工作特点；二.对电力拖动及控制的要求；学习要求：1.要求知道起货机的工作特点；2.对电力拖动及控制的要求包含两方面：⑴.对电动机的要求；⑵.对控制线路的要求。——这些要求是本节的重点内容，要求一定要掌握。起货机分类和工作制分类：按驱动原理分类：——蒸汽、电液、电动起货机。按机械结构分类：——吊杆式（单、双杆）和回转式（克令）起货机。工作制：起货机的工作制为：重复短时（或间歇式、断续式等）。起货机运行工作特点特点：起货机工作特点是：负载变化大，无固定循环，短时间内不断重复循环：吊货、移动、落货、空钩返回，每个循环所吊的货物重量不尽相同。起货机的安全：起货机的安全必须通过各种保护措施实现。起货机工作时，安全问题非常重要。不但过载会损坏电动机等机械设备，制动、限位及速度控制不正常则将引起人身安全事故及设备的损坏。对电力拖动及控制的要求对电动机的要求：——书P.129～130，共6点。1.过载性好，起动力矩足够大；2.机械特性软；3.调速范围广；4.惯量小；5.防水式；6.重复短时。对控制线路的要求根据港监“轮补电”教材P.79叙述共有8点：1.起动时间（2秒之内）；2.制动时间（1秒之内）；3.逐级自动起动；4.逆转矩控制（防止高、中速时反接制动）；5.防货物跌落；6.堵转；7.冷却（与通风机联锁）；8.安全保护等。此外：手柄换档时至少有一个绕组通电，设有紧急停车按钮，设有重物低速放下按钮。[第三节要点]：基本要求（电动机：六点；控制电路：主要是“安全保护”）。本节主要内容主要内容：——两部分内容：一.双输出G-M系统起货机；二.晶闸管直流电动起货机。学习要求：1.了解船舶直流电动起货机的类型；知道“G-M系统”及“双输出G-M起货机”工作原理；2.了解船舶直流电动起货机的可能发展趋向——晶闸管直流电动起货机及其可能的实现方案。需要注意的内容：1.G-M系统；2.直流电动起货机的类型；3.各继电器的作用（尤其是FR、FA、KI等）。G-M系统：G-M系统是指：发电机-电动机组成的变流机组的直流调速拖动系统。原理：异步机拖动发电机和励磁机，调节发电机励磁，改变电压，直流电动机转速得到调节。特点：调速性能好，但系统庞大，维护量大。一、双输出G-M系统起货机励磁：发电机有两个励磁支路，每个支路电流单独调节。电枢：发电机电枢分成两部分，由于每个磁极下的绕组元件支路感应的电动势取决于该磁极的磁通，因此相同励磁磁极下的电枢绕组元件支路电势相等，可单独输出，且不互相干扰。双输出直流发电机组成：1台三相交流异步电动机，拖动1台双输出直流发电机，双输出直流发电机向2台直流电动机供电。改错：异步电动机起动电路为自耦变压器降压起动，与P.111图8-4-2同。但P.132图中，KM3线圈支路中KA1常闭触点应改为常开触点。直流电动机的励磁：与负载有关，重载强励，轻载弱磁。由KI实现。双输出G-M系统直流起货机直流起货机工作原理：改变发电机励磁大小和方向，可改变其输出电压大小和极性，使直流电动机转速发生变化。——共有11档。只有手柄在零位，才有励磁。发电机的励磁由励磁机GE提供。制动减速：改变发电机励磁，由于励磁经RG和RGF放电时间较慢，电压不会突然下降太多或出现反接制动，因此只有再生制动。手柄操作不当时：可能出现反接制动，由FA和KA2实现保护。工作原理控制线路异步机完全起动后，KM4闭合，励磁发电机提供控制线路的电压，指示灯HL亮。只有主令控制器手柄在0位，SA1触点接通，零压继电器KA2才能通电自锁，方向接