船舶机械电力拖动控制电路电气工程与PLC技术.ppt

第三章：船舶机械电力拖动控制电路,本章介绍机舱辅机、锚机、起货机、舵机等对电力拖动的要求及其典型控制线路。,3.1 船舶机舱辅机电力拖动控制线路,1.水泵自动控制线路,水泵电动机负责将水打入压力水柜。水泵电动机 的起、停控制是根据水柜压力的变化来实现的，即是 由压力继电器的下限与上限整定值决定的 。这样，就 构成了水泵的双位控制。,kp（h）当压力高于上限整定值时断开，压力降于此值时闭合；kp（l）当压力低于下限整定值时接通，压力高于此值时断开。,2 . 压缩机自动控制线路,由压力继电器检测瓶内空气压力的变化(在上限和下限之间），以实现电动机起、停的双位式自动控制。,说明：电动机空载起动，空载停车。,3.2 燃油辅助锅炉自动控制线路,一. 系统构成,系统构成：水位自动控制、蒸汽压力燃烧自动控制、烧烧过程自动程序控制以及各种保护装置。,二.水位控制,1. 控制方式：,2. 水位控制器（电极式）及控制过程,两位式控制（利用水位控制器）,三 点火和燃烧自动程序控制,点火和燃烧按一定的程序（顺序）进行 。,点火是否成功需进行“火焰检测”。,四 蒸汽压力和燃烧控制,蒸汽压力和燃烧控制是利用蒸汽压力信号来自动控制锅炉燃烧装置的燃烧过程 。,双位控制,连续控制,控制 方式：,下面介绍采用压力比例调节器和电动比例操作器的压力比例式辅助锅炉自动调节系统。,采用压力比例调节器和电动比例操作器的压力比例式辅助锅炉自动调节系统调节过程。,五 燃油辅助锅炉自动控制线路实例,锅炉起动顺序控制包括点火程序控制、点火失败控制和正常燃烧时突然熄火再循控制等。,2. 锅炉起动顺序控制,1. 水位控制及过低水位保护,燃烧过程自动调节由比例式调节器ybd和电动比例操作器dbc两个元件实现。,3. 燃烧比例控制,4. 安全保护,继电器触头sp 用于蒸汽压力过高保护。当蒸汽压力高达上限值时，sp断开，切断接触器km3、km4、km5的线圈电路，使鼓风机、燃油泵停转，锅炉熄火。,一. 系统概述,3.3 起锚系缆装置电力拖动控制线路,二. 起锚系缆机械对控制线路的要求,三. 交流变极调速起锚系缆机械控制线路,采用交流三速电动机：一套高速绕组；一套中速（yy联接）、低速（联接）绕组。,交流起锚机控制线路（三速）见下图：,（补充说明）,3.4 舵机电力拖动控制线路,二. 操舵系统,一舵机的概述,1简易操舵（手柄操舵或应急操舵）,规定：任一种操舵系统都必须配备手柄操舵，作为 应急状态下的操舵方式。,2随动操舵,3. 自动舵的基本工作原理,给水系统,燃油系统,鼓风机 需要协调工作，使得,点火装置,点火检测,蒸汽有足够压力,水位有足够高度,（1）自动燃烧系统投入之前，锅炉水位必须是在安全水位以上，否则锅炉自动控制系统不会自动起动。,（3）预扫气完毕后，开始点火，在点火电极发火的同时开始喷油。,（2）为了防止冷爆，必须在锅炉点火燃烧之前，启动风机，打开风门，使炉膛进行预扫气，为点火及喷油燃烧作准备。,点火和燃烧程序（顺序）如下：,（4）当点火燃烧成功后，通过火焰检测器或烟道开关，使点火变压器自动停止点火，进行正常燃烧。,（5）当点火失败时，通过火焰检测器和时间控制，使风机、油泵停止工作，并发出声光报警信号。,火焰检测的元件有：光敏电阻、紫外线管等,蒸汽压力控制是利用蒸汽压力信号来自动控制锅炉燃烧装置的燃烧过程 。即通过对蒸汽压力信号的检测来控制点火燃烧还是停油熄火，是开大油门（调节喷油器的燃油量）风门还是减小油门风门。,蒸汽压力双位式控制系统：,当锅炉蒸汽压力达规定的压力高限值时，压力继电器高压触点动作，通过控制线路切断电磁阀线圈和风机电源，使锅炉熄火。,当蒸汽压力下降到规定的低限时，压力继电器的低压触点动作，通过控制线路经过点火燃烧程序后正常燃烧。直至蒸汽压力达高限后又重复上述过程。,蒸汽压力和燃烧的连续控制是利用蒸汽压力调节器检测蒸汽压力，根据负荷变动情况，调节喷油器的燃油量和风门的空气供给量、通过控制燃烧状态使蒸汽压力保持一定的数值。,压力比例式辅助锅炉 自动调节系统的调节过程：,锅炉蒸汽压力等于给定压力时：压力比例调节器的划针停留在滑线电阻的中间位置，电机比例操作器的反馈划针也停留在中间位置，则由电阻r1、r4和r2、r3构成的电桥处于平稳状态即r1r4=r2r3，电桥输出为零，执行电机停止不动。,锅炉蒸汽压力高于给定值时：划针向左移动，r1减小，r2增大，使r1r4小于r2r3，电桥有下正上负的输出电压，执行电机正转，将回油伐开大，风门关小，使送进炉膛的风油量减小。同时，通过减速机构带动反馈划针同向移动，直到电桥重新平衡时，电桥输出为零，执行电机停止转动，回油伐和风门便停留在适应于新工况的位置上，锅炉压力不再变化，调节过程结束。,当锅炉压力低于给定值时：调节过程类似，只是方向相 反。,蒸汽压力小,蒸汽压力大,燃烧比例控制的工作原理：,电动机的励磁绕组与电容c3串联后接入电源，因此励磁电压与电源电压间有90的相位差。,锅炉汽压大于或小于整定汽压的偏差，导致控制绕组电压与电源电压同相或反相，使得电动机中励磁电压与控制绕组电压的超前滞后关系发生变化，电动机便正转或反转。,起锚机械：位于船头。,1用途与类型,（2） 类型：立式、卧式,（1） 用途：用于固定船位、小范围内拐弯。,2工作情况,（1）正常情况：,抛锚,电动抛锚（电动机工作在制动状态：控制 速度）,重力抛锚（自由落体，水深小于50米）,起锚：五个阶段。如图：,起锚系缆机械对控制线路的要求,（3）电动机采用短时工作制（30分种以内）。,（1）调速：要求电动机具有稳定的低速特性。,（2）要求电动机特性比较软。堵转转矩应为额定转矩 的2倍。,要求能够频繁起动及具有较大的过载能力。,机械制动（电磁抱闸）；电磁制动,（4）制动（起重机械对制动具有严格的要求）,交流起锚机工作原理补充说明：,2当手柄突然从“0”位到“3”位时： 由于1sj起延时 作用（延时约1.5秒），所以，电动机不可能立即 进入到高速档运转，这样可避免过大的电流冲击。,1glt是过电流继电器。“高速”起动前，先将glt 短接，以避免glt误动作。,32sj的作用： 在“高速”起动前，先将glt短接， 同时2sj通电，待延时约2.5秒后，2sj的常闭触点 断开，glt接入。,4当电动机处于“高速”时，如出现过电流现象： glt常闭触点断开，断开“高速” ，同时退到“中 速”。此时若要再进入“高速”，需将手柄退到“2” 位，然后再将手柄扳到“3”位。,5. 手柄由“3”到“2” 、由“2”到“1”，都需进入短时的 制动再进入稳定运行。,1功能,一舵机的概述,船要拐弯，将舵叶转过角度，于是产生转船力矩m，从而保证船直线航行的稳定性和回转性。,f分解,f2产生阻力矩,f1产生转船力矩,2构成与类型,平板舵（小船）,液压舵,平衡舵（大船）,l 舵叶（板）,l 电动机（将电能转换成机械能，给传动装置）,机械舵,l 传动装置（使舵旋转）,机械舵对电动机控制要求高,液压舵对电动机控制要求稍低,“hd-5l”型自动操舵仪,1. 信号发送器,信号发送器输出电压的大小和相位取决于偏航角的大小和偏航的方向。,2. 相敏整流,将信号发送器输出的交流电压信号整流为直流电压,3. 运算放大电路,对偏航信号进行“比例微分积分”运算,4. 天气调节,在风浪很大的情况下，船会出现左右摇摆，这时并不希望一出现偏航就操舵降低自动舵的灵敏度。,5. 左右舵开关电路,若船右偏，则经运算放大器后的信号使得bg4导通，jd1（左舵继电器）得电，jd1常开触点闭合，经cd25（常闭）使电磁阀