起货机的控制ppt课件

.,第九章：起货机控制线路,海事与港航学院轮机工程系,.,一、船舶起货机的类型船舶起货机的类型很多。依据拖动方式来分，有电力拖动起货机和电动液压起货机两种。从机械结构的形式来分，主要有吊杆式起货机、回转式起货机（克令吊）和行走（门吊）式起重机几种类型。按原动机的类型不同又可分为以下几种：1.变极调速鼠笼式异步电动机系统2.发电机电动机系统3.可控整流器电动机系统4.电动液压起货机,.,二、船舶起货机的特点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压机械中进行的，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。,.,甲板机械两种驱动方式的比较,.,三、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：1.电动机；2.减速箱和离合器组成的传动机构及卷筒；3.电磁/机械刹车装置与吊杆等。,.,四、船舶起货机电力拖动的基本要求1.提高生产率2.对调速范围的要求3.对电动机型式的要求4.对控制电路的要求,.,1提高生产率生产率是起货机的重要指标，以每小时的起货量(th)表示，加快提升货物的速度可提高起货机生产率，但从安全生产的角度来看，提升速度越高越不安全。为了提高生产率，必须合理确定额定起货速度。提高空钩速度可以缩短起货周期、提高生产率。因为空钩高速时造成生产事故的可能性较小，一般起货机空钩运行速度比额定起货的速度高出许多。对电动起货机选用飞轮惯量（GD2）小的电动机以缩短系统的起动和制动时间也是提高生产率的一项有效措施。,.,2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，又有重载低速，要求较广的调速范围。一般直流起货机调速范围为10:1，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。,.,3对电动机型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，一般采用起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，宜选用起动力矩大、转差率高而起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，要选用转动惯量小的专用电动机，使起动和制动过程中的能耗降低。,.,4对控制电路的要求（1）电动起货机采用三档调速控制，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联锁控制。,.,（5）设置从零档至上升（或下降）高速档的自动延时起动控制，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）从高速档回零档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、高速档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档，电动机也只能运行于中速档；若电动机运行于高速档时出现重载，则应自动回到中速档。,.,（8）设置“逆转矩”控制环节，即首先实现从高速挡到零档的自动制动停车，然后再实现从零档到反向高速档三级延时起动的自动过程。（9）设置有电磁制动器处于松闸的状态下防止“货物自由跌落”的保护。（10）设置有电磁制动器线圈处于刹车状态下防止中、高速档堵转的保护。,.,HJD型交流变极调速起货机电动机：变极调速起货机采用三套独立绕组电机。具体见书P.102.JZF-H6型26/26/5.5KW，p=2/4/14。总要求：.逐级起动；.低速通电后松刹车；.总有一绕组通电；.中高速不堵转；.中高速不允许反接制动。控制线路：除上述“五点”外，还有：.风机连锁；.重载不上高速；.逐级制动；.保护，等。保护功能：.短路；.过载；.失压；缺相；和其它保护措施等。,交流三速起货机,.,交流三速恒功率起货机线路（全图）,控,低,中,高,1,2,3,过,停,反,主,0,.,变极调速起货电动机2M的三速绕组分别由KM1、KM2和KM3控制；KMH和KMF分别为正反转接触器，控制起货机的升降。起货电动机由风机1M进行冷却。CT为电流互感器，向负载继电器KI提供电流分量，KI的电压分量为控制电路中变压器提供，其相位与L1、L3两线之间线电压同相位。若设L1、L2和L3分别为A、B和C相，则电压分量为AC相，电流分量为B相，只有这样，才能保证测量有功电流。负载继电器：KI当起吊货物超过额定负载的一半时，不允许上高速。,主电路,.,控制电路,.,合上空气开关QS，钥匙开关和控制开关闭合（见控制线路），将主令手柄放在0档位置上，若风门已经开，则风机起动。将主令手柄放在起货1档位置上，则正转接触器KMH和低速接触器KM1有电，接通主电路，起货电动机工作在低速运行状态。,低速运行（主电路）,.,起货机已经在低速运行时再将主令手柄放在起货2档位置上，则正转接触器KMH和中速接触器KM2有电，接通主电路，起货电动机工作在中速运行状态。中速运行时，负载继电器KI开始工作（经KM1、KM2支路，未进入高速，KT4不闭合）。,中速运行（主电路）,.,起货机在中速运行后，将主令手柄放到起货3档，则正转接触器KMH和高速接触器KM3有电，接通主电路，进入高速运行状态。高速运行时，负载继电器KI有两个工作状态：KT4还没有闭合，负载继电器避开换档电流；KT4延时闭合，负载继电器正常检测起货机负载。若此时起吊重物超过半载，则KI将动作，KM3断开，KM2自动重新闭合，起货机自动回到中速运行。,高速运行（主电路）,.,手柄零位,.,起货1档,.,起货2档,.,起货3档,.,3档重载返回2档,.,停车,.,快速反转（逆转矩控制）,.,恒转矩交流三速起货机的线路分析恒转矩交流三速电动起货机的特点是，中高速之间为恒转矩调速，并且高速也可以提升额定负载。防止重载高速运行的保护装置可以省去，这样使得控制线路变得更加简单，同时又提高了可靠性。目前，国外生产厂家及船东采用恒转矩型式交流三速起货机也比较多，如图，为西门子公司生产的恒转矩交流三速起货机的控制电路原理图。,.,.,1基本结构及参数额定电压：440V，60Hz极数：4/8/28极额定转数：1760/870/200r/min；额定功率：38/19/4.4KW；负载持续率：25/25/25%；额定电流：69/55/38A；起重速度：改变减速齿轮箱传动比可提升2.5/5吨重物，提升5吨货物时其速度为37.5/18.5/3.1r/min，提升2.5吨货物时其速度为73/36/6.1r/min。,.,2控制电路分析（1）手柄置零位（准备）（2）提升第一档（3）提升第二档（4）提升第三档（5）自动逐级延时起动过程（6）停车过程（7）逆转矩控制,.,3控制线路中的保护环节（1）短路保护（2）失压保护（3）起货电动机的过载保护（4）风机过载保护：（5）应急停车（6）吊杆电动机过载保护（7）联锁保护,.,电动液压起货机,特点：,电气方面简单；但液压传动系统对制造维护等方面要求较高。,组成原理：,主油泵：斜盘式双向变量泵。提供高压油，驱动双向油马达转动使起货机工作。泵的吸排油流动方向和排量的大小可以通过主令手柄改变，从而控制起货机转向和转速。辅油泵：主要用于向液压刹车油缸提供压力油，同时也向主油泵循环系统补充液压油。,异步电动机带动主油泵和辅油泵。,工作原理：,液压系统工作原理,电气系统工作原理,.,手柄0位：刹车8未打开，阀4工作在上位，主油泵打循环。起货：电磁阀6线圈通电，工作在右位，刹车打开。油马达运转。此时，变量泵a管排压力油，d管吸入，管路ab段为高压油，cd为低压油。落货：主令手柄扳到“下降”位置，变量泵的倾斜盘方向反向倾斜，使吸排方向与起货时相反，高压油从C管进入，使油马达产生反向转矩而反转落货。,下放重物时：货物重量使油马达转速不断升高，当马达排油量大于油泵排量时，ab管油压高于cd管，使油马达产生制动转矩，阻碍货物快速下落。系统变成逆系统，能量传递方向为：油马达油泵，油泵油马达，电动机反馈给电网，与电动起货机的再生制动状态类似。,空钩时：油马达克服摩擦力而拖动卷筒反转,液压系统工作原理,.,1M、2M为吊杆电动机，是特殊绕线式机，转子部分绕组整流后向刹车供电。M2辅油泵，直接起动。M1主油泵，在M2起动后即可起动。方法为Y-降压。YV1、YV2为直流电磁制动器（图9-6-1中阀6线圈），仅当手柄离开0位时，SA1和SA2才闭合打开刹车。,电气系统工作原理,.,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1，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2。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。,.,1提升机构电动机2变幅机构电动机3旋转机构电动机,图1克令吊结构示意图,.,图2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置，伸距同步由最小开始变大。（4）t4时间伸距继续变化至最大，同时开始落货。（5）t5时间继续落货，直至“到位”。（6）t6时间卸货，此时各电动机停止工作。,.,（7）t7时间空钩吊上，同时伸距由最大至最小。（8）t8时间继续吊至需要高度，同时开始回转。（9）t9时间继续回转至需要位置，同时伸距由最小开始变大。（10）t10时间伸距继续变化至最大，同时开始落空钩。（11）t11时间继续落空钩，直至“到位”。（12）t12时间为装货，