甲板機械電力拖動控制原理§9-1.錨機的電力拖動與控制本節(jié)主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：——兩大點。一.錨機運行工作特點；二.對電力拖動及控制的要求；學(xué)習(xí)要求：

1.錨機運行工作特點主要要求知道錨機的3種工況和起錨過程中各個階段的特點；

2.對電力拖動及控制的要求包含兩方面：⑴.對電動機的要求；⑵.對控制線路的要求?！?/p>

這些要求是本節(jié)的重點內(nèi)容，要求一定要掌握。運行工況：1.正常起錨工況；2.應(yīng)急起錨工況；3.拋錨工況。正常起錨工況：——

正常起錨工況有5個階段：

①.收躺錨鏈：電動機軸上負載轉(zhuǎn)矩不變，且較小。

②.拉緊錨鏈：軸上負載轉(zhuǎn)矩逐漸增大。

③.拔錨出土：負載轉(zhuǎn)矩達到最大，“出土”后突然減小。

④.提錨出水：負載轉(zhuǎn)矩逐漸減小。

⑤.拉錨入孔：負載轉(zhuǎn)矩再次用所增大，但不多。注意：拔錨不出土?xí)r電動機將堵轉(zhuǎn)，此時要求電動機能夠承受堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。為了減小對電動機的沖擊，通?？梢酝ㄟ^主機推進器推動船舶前進，依靠船舶前進的動力拔錨出土。一、錨機運行工作特點船舶拋錨時有兩種情況：——拋錨工況：

1.

水深不大時，直接松開制動器，錨自由下落，靠錨和錨鏈自重進行拋錨；

2.

海水較深時，則錨自由下落的速度較大，為了較好地控制下落速度也為了防止起錨困難和損壞設(shè)備，應(yīng)該采取電氣制動的方法，使錨下落的速度恒定。電氣制動的方法有：——1.

能耗制動；2.

再生（回饋、發(fā)電）制動?！ǔ２捎迷偕苿樱ü?jié)能）。應(yīng)急起錨工況：——1.海事局教材定義：深水拋錨時，由于水深錨拋不到底，需將錨拉起，找合適地方再拋。∵此時錨鏈最長（約200米左右），起錨負載轉(zhuǎn)矩最大。2.一般定義：在電動機熱繼電器動作后，由于情況緊急通過應(yīng)急起錨按鈕短接熱繼電器進行的起錨?！獣喜⑽凑f明。

錨機其它工況說明

對電機要求（6方面）：——

1.容量：單錨破土起雙錨；2.起動：可最大負荷起動，工作時間＜30min，30min內(nèi)起25；3.特性：軟或下墜的機械特性；4.過載：堵轉(zhuǎn)1min；5.速度：單錨≮12m/min，雙錨≮8m/min，入孔3～4m/min；6.電機：防水式，短時工作制電動機。對控制線路要求（5方面）：——

1.起動：逐級自動起動；2.過載：保證堵轉(zhuǎn)1分鐘不保護動作；3.拋錨：勻速深水拋錨（再生或能耗制動）；4.保護：短路、失壓、過載、斷相保護；5.制動：電氣和機械配合制動。[第一節(jié)要點]：錨機工作特點；要求（總體5點、電動機和控制線路各6點）。二、對電力拖動及控制的要求§9-2.錨機控制線路本節(jié)主要內(nèi)容主要內(nèi)容：——

三部分內(nèi)容：一.復(fù)雜電路分析方法和控制線路符號說明；二.錨機電動機起動和運轉(zhuǎn)的分析；三.電動機的停止過程分析。學(xué)習(xí)要求：

1.學(xué)會復(fù)雜電路分析方法；

2.能夠結(jié)合對船舶錨機電力拖動及控制線路要求和錨機工作過程、特點，分析“交流三速錨機控制線路圖”。

復(fù)雜電路的分析方法復(fù)雜電路分析方法：

1.經(jīng)典讀圖法：——

從主令元件入手，逐路分析。經(jīng)典讀圖法要求對圖中元件的作用清楚，工作過程有一定的了解，且需要經(jīng)驗積累。

2.邏輯代數(shù)讀圖法：——

采用邏輯函數(shù)表示線圈的通電邏輯，先列出各個線圈的邏輯函數(shù)并化簡，然后根據(jù)邏輯函數(shù)讀圖。由于時間關(guān)系，不能介紹邏輯函數(shù)及其化簡，所以只能采用經(jīng)典讀圖法分析。需要注意的主要工作過程：

——

①.打開剎車串電阻；②.三速運行及換檔；③.制動剎車放電抱閘。

電動機說明電錨機電動機：采用繼電接觸器控制的錨機一般采用變極調(diào)速，因此電動機一般要求具有兩套繞組（或三套繞組）。國產(chǎn)的交流電動錨機（定型產(chǎn)品）為：采用16/8/4三速鼠籠式異步電動機拖動。有兩套獨立繞組，高速4極，單獨一套繞組，中速8級（YY），低速16極（Δ），中低速合用一套繞組。（見書P.126）。

YY—Δ變極調(diào)速屬于恒功率調(diào)速，這樣可以保證低速時有大的轉(zhuǎn)矩（即滿足2倍額定轉(zhuǎn)矩起動）。中速8級（YY）為額定級。1.時間繼電器：——

都是斷電延時。KT1：2～3檔延時；KT2：延時過流保護；KT3：剎車經(jīng)濟電阻延時接入。

2.其它繼電器：KA1：為負載繼電器，重載不上高速；KA2：“零壓（位）繼電器”，失、欠壓保護；KA3：為中間繼電器，與KT2配合，3檔（高速）換檔過載檢測。

3.接觸器：KM1：正轉(zhuǎn)，起錨用；KM2：反轉(zhuǎn)，拋錨用；KM3：“1速”，低速用；KM4-1

、KM4-2：“2速”，中速用（YY需要兩個）；KM5：“3速”，高速用；KM6：接通剎車電磁鐵用。

4.主令觸點、開關(guān)：SA：電源開關(guān)；SA1～7：各檔控制。

5.“十字格”中數(shù)字說明：左邊：為常開觸點位置；右邊：為常閉觸點位置。

6.觸頭下數(shù)字：表示控制線圈所在支路。

控制元件及電路圖說明

起錨操作

起錨操作的分析包含四個部分：——

1.接通電源；2.起錨1檔；3.起錨2或3檔；4.重載自動回到起錨中速檔（2檔）。

1.接通電源：只有手柄在零位，KA2才能得電。

2.起錨1檔：SA(2、4、7)等三路接通。

3.起錨2或3檔：SA(2、5、6、7)等四路接通?？蓪崿F(xiàn)自動延時加速。

4.重載自動回到起錨中速檔（2檔）。注意：從起錨3檔回2檔后，若負載減小，不會自動再升到3檔。應(yīng)將手柄扳回2檔后再推向3檔才行。1檔3檔重載其它通電2檔

手柄在零位時，將電源開關(guān)SA閉合，合上空氣斷路器QS，由于手柄在零檔時主令控制器的觸點只有SA1一路接通，此時KA2線圈通電自鎖觸頭閉合，控制線路有電。為其它操作做準(zhǔn)備。電源開關(guān)空氣斷路器起錨拋錨321

0123QSSA手柄0位

手柄在零位時，將電源開關(guān)SA閉合，合上空氣斷路器QS，由于手柄在零檔時主令控制器的觸點只有SA1一路接通，此時KA2線圈通電自鎖觸頭閉合，控制線路有電。為其它操作做準(zhǔn)備。電源開關(guān)空氣斷路器QSSA起錨拋錨321

0123手柄0位

手柄扳到起錨1檔：主令觸點SA2、SA4和SA7三路接通，SA2使起錨（正轉(zhuǎn)）接觸器KM1通電，KM1觸點使KM6、剎車YB打開，KT3斷電延時，延時到，切除經(jīng)濟電阻。SA4使低速接觸器KM3通電，低速起錨。電源開關(guān)空氣斷路器QSSA起錨拋錨321

0123起錨1檔

手柄扳到起錨2檔：主令觸點SA2、SA7不變，SA4斷開，SA5閉合。SA4使KM3斷電；而SA5使KM4-2、4-1先后通電，錨機電動機進入中速起錨。電源開關(guān)空氣斷路器QSSA起錨拋錨321

0123KM4-1通電后，KT1斷電延時，延時時間到，其常閉觸點閉合，為進入第3檔做準(zhǔn)備。注：∵中、高速是不同的兩套繞組，切換時允許同時通電，但從中速到高速的切換，必須等電機轉(zhuǎn)速確實達到中速后才行。起錨2檔電源開關(guān)空氣斷路器QSSA起錨拋錨321

0123

手柄扳到起錨3檔：增加SA6閉合，∵KT1延時已到，KM5有電，其常閉觸點使KM4-1和KM4-2都斷電，錨機由中速切換到高速運行。同時KT2斷電延時，準(zhǔn)備使過流繼電器KA1投入負載電流檢測。KT2延時使過流繼電器KA1投入，是為了避開換檔時出現(xiàn)的大電流。當(dāng)KT2常閉觸點斷開后，若無過載，則KA1不動作，錨機在高速穩(wěn)定運行。否則，將使KA3動作，退回中速運行。起錨3檔電源開關(guān)空氣斷路器QSSA起錨拋錨321

0123KT2延時使過流繼電器KA1投入，是為了避開換檔時出現(xiàn)的大電流。當(dāng)KT2常閉觸點斷開后，若無過載，則KA1不動作，錨機在高速穩(wěn)定運行。否則，將使KA3動作，退回中速運行。重載

當(dāng)KA3動作且自鎖后，其常閉觸點使KM5斷電，KM4-2、4-1自行通電，錨機退回中速運行。此時，KA1無電流，但∵KA3已自鎖，要再進入高速，須將手柄扳到中速后，再扳到高速才行。

快速操作和拋錨

操作時若快速將手柄扳到第3檔，則控制線路將直接從中速開始，使電動機起動，經(jīng)過KT1延時后，再自動進入高速運行。

拋錨過程與起錨相似，但負載繼電器KA1不會動作。此時電動機處于再生制動狀態(tài)。

停機

手柄扳到零位，所有接觸器失電，YB也失電，但不馬上制動，要等其線圈放電后才進行機械制動。調(diào)整放電回路的電阻R4，可調(diào)整放電時間，從而調(diào)整剎車制動的時間。[第二節(jié)要點]：能夠獨立地分析書P.127.圖9-2-2線路的“起動、停止和運轉(zhuǎn)”過程?！?-3.船舶起貨機的電力拖動與控制本節(jié)主要內(nèi)容主要內(nèi)容：——

兩大點。一.起貨機運行工作特點；二.對電力拖動及控制的要求；學(xué)習(xí)要求：

1.要求知道起貨機的工作特點；

2.對電力拖動及控制的要求包含兩方面：

⑴.對電動機的要求；

⑵.對控制線路的要求。——

這些要求是本節(jié)的重點內(nèi)容，要求一定要掌握。

起貨機分類和工作制

分類：按驅(qū)動原理分類：——

蒸汽、電液、電動起貨機。按機械結(jié)構(gòu)分類：——

吊桿式（單、雙桿）和回轉(zhuǎn)式（克令）起貨機。工作制：起貨機的工作制為：重復(fù)短時（或間歇式、斷續(xù)式等）。

起貨機運行工作特點

特點：

起貨機工作特點是：負載變化大，無固定循環(huán)，短時間內(nèi)不斷重復(fù)循環(huán)：吊貨、移動、落貨、空鉤返回，每個循環(huán)所吊的貨物重量不盡相同。起貨機的安全：起貨機的安全必須通過各種保護措施實現(xiàn)。起貨機工作時，安全問題非常重要。不但過載會損壞電動機等機械設(shè)備，制動、限位及速度控制不正常則將引起人身安全事故及設(shè)備的損壞。

對電力拖動及控制的要求

對電動機的要求：

——

書P.129～130，共6點。

1.過載性好，起動力矩足夠大；

2.機械特性軟；

3.調(diào)速范圍廣；

4.慣量??；

5.防水式；

6.重復(fù)短時。

對控制線路的要求

根據(jù)港監(jiān)“輪補電”教材P.79敘述共有8點：

1.起動時間（2秒之內(nèi)）；2.制動時間（1秒之內(nèi)）；3.逐級自動起動；4.逆轉(zhuǎn)矩控制（防止高、中速時反接制動）；5.防貨物跌落；6.堵轉(zhuǎn)；7.冷卻（與通風(fēng)機聯(lián)鎖）；8.安全保護等。此外：手柄換檔時至少有一個繞組通電，設(shè)有緊急停車按鈕，設(shè)有重物低速放下按鈕。[第三節(jié)要點]：基本要求（電動機：六點；控制電路：主要是“安全保護”）?！?-4.直流電動起貨機本節(jié)主要內(nèi)容主要內(nèi)容：——

兩部分內(nèi)容：一.雙輸出G-M系統(tǒng)起貨機；二.晶閘管直流電動起貨機。學(xué)習(xí)要求：

1.了解船舶直流電動起貨機的類型；知道“G-M系統(tǒng)”及“雙輸出G-M起貨機”工作原理；

2.了解船舶直流電動起貨機的可能發(fā)展趨向——

晶閘管直流電動起貨機及其可能的實現(xiàn)方案。需要注意的內(nèi)容：

1.G-M系統(tǒng)；2.直流電動起貨機的類型；3.各繼電器的作用（尤其是FR、FA、KI等）。G-M系統(tǒng)：

G-M系統(tǒng)是指：發(fā)電機-電動機組成的變流機組的直流調(diào)速拖動系統(tǒng)。原理：異步機拖動發(fā)電機和勵磁機，調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁，改變電壓，直流電動機轉(zhuǎn)速得到調(diào)節(jié)。

特點：調(diào)速性能好，但系統(tǒng)龐大，維護量大。一、雙輸出G-M系統(tǒng)起貨機

勵磁：發(fā)電機有兩個勵磁支路，每個支路電流單獨調(diào)節(jié)。電樞：發(fā)電機電樞分成兩部分，由于每個磁極下的繞組元件支路感應(yīng)的電動勢取決于該磁極的磁通，因此相同勵磁磁極下的電樞繞組元件支路電勢相等，可單獨輸出，且不互相干擾。

雙輸出直流發(fā)電機

組成：1臺三相交流異步電動機，拖動1臺雙輸出直流發(fā)電機，雙輸出直流發(fā)電機向2臺直流電動機供電。改錯：異步電動機起動電路為自耦變壓器降壓起動，與P.111圖8-4-2同。但P.132圖中，KM3線圈支路中KA1常閉觸點應(yīng)改為常開觸點。直流電動機的勵磁：與負載有關(guān)，重載強勵，輕載弱磁。由KI實現(xiàn)。

雙輸出G-M系統(tǒng)直流起貨機

直流起貨機工作原理：改變發(fā)電機勵磁大小和方向，可改變其輸出電壓大小和極性，使直流電動機轉(zhuǎn)速發(fā)生變化?！?/p>

共有11檔。只有手柄在零位，才有勵磁。發(fā)電機的勵磁由勵磁機GE提供。制動減速：改變發(fā)電機勵磁，由于勵磁經(jīng)RG和RGF放電時間較慢，電壓不會突然下降太多或出現(xiàn)反接制動，因此只有再生制動。手柄操作不當(dāng)時：可能出現(xiàn)反接制動，由FA和KA2實現(xiàn)保護。

工作原理

控制線路

異步機完全起動后，KM4閉合，勵磁發(fā)電機提供控制線路的電壓，指示燈HL亮。只有主令控制器手柄在0位，SA1觸點接通，零壓繼電器KA2才能通電自鎖，方向接觸器才可能有電，起貨機才能工作。不同轉(zhuǎn)向操作：KMH、KML分別通電；不同轉(zhuǎn)速，SA5～8先后接通，短接直流發(fā)電機勵磁繞組的電阻，使發(fā)電機發(fā)出不同的電壓，電動機就能得到不同轉(zhuǎn)速。到§9-7二、晶閘管直流電動起貨機有三種類型：1.單獨一組電樞供電，接觸器控制方向；

2.兩組分別電樞供電，進行方向控制；

3.兩組分別勵磁供電，勵磁變反，電壓也反。

單獨一組晶閘管電樞供電方式：特點：仍然存在接觸器控制，即有觸點控制。原理：晶閘管控制速度，接觸器控制轉(zhuǎn)向。線路正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)

兩組晶閘管分別向電樞供電

原理：采用兩組晶閘管分別向直流電動機電樞繞組進行供電。即一組用于起貨機提升貨物控制，另外一組則用于起貨機下放貨物控制。起貨機運行的速度由晶閘管控制輸出電壓實現(xiàn)。特點：沒有接觸器，屬于無觸點控制。但需要兩組大功率的晶閘管整流裝置?！?/p>

相對最好的。線路正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)[第四節(jié)要點]：類型，工作原理，各繼電器作用（尤其是FR、FA、KI）。

兩組晶閘管分別向勵磁供電

原理：采用兩組晶閘管分別向發(fā)電機勵磁供電。勵磁電壓反向，發(fā)出電壓變反，電動機反轉(zhuǎn)。特點：沒有接觸器，屬于無觸點控制。但需要增加一臺直流發(fā)電機。——

早期的方案。線路正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)§9-5.交流電動起貨機本節(jié)主要內(nèi)容主要內(nèi)容：——

兩部分內(nèi)容（重點在“要求”）

1.交流三速起貨機簡介——

介紹變極調(diào)速起貨機特點；掌握對恒功率起貨機要求；

2.線路分析——

主電路的分析；控制電路分析（包括：零位保護、正轉(zhuǎn)起動1-3檔的分析、停車分析和快速反轉(zhuǎn)分析）。學(xué)習(xí)本節(jié)的目的：主要目的就是鍛煉分析復(fù)雜線路的能力。書上對起貨機的線路分析比較詳細，但自己看，較為麻煩。通過課堂“跑線路”后，應(yīng)該自己再試著讀懂整個起貨機的線路。

交流電三速起貨機簡介：電動機：變極調(diào)速起貨機采用三套獨立繞組電機。具體見書P.135.JZF-H6型26/26/5.5KW，p=2/4/14。總要求：

⑴.逐級起動；⑵.低速通電后松剎車；⑶.總有一繞組通電；⑷.中高速不堵轉(zhuǎn)；⑸.中高速不允許反接制動——[P.140.“逆轉(zhuǎn)矩控制”]。控制線路：除上述“五點”外，還有：⑴.風(fēng)機連鎖；⑵.重載不上高速；⑶.逐級制動；⑷.保護，等。保護功能：⑴.短路；⑵.過載；⑶.失壓；⑷缺相；和其它保護措施等。一、交流三速起貨機全圖控制線路分析零位起貨三速：停車快速反轉(zhuǎn)起貨機線路圖主電路（零位）低速中速高速主電路控制線路1233檔過載

控制線路分析交流三速恒功率起貨機線路（全圖）控低中高123過停反主0

變極調(diào)速起貨電動機2M的三速繞組分別由KM1、KM2和KM3控制；KMH和KMF分別為正反轉(zhuǎn)接觸器，控制起貨機的升降。起貨電動機由風(fēng)機1M進行冷卻。

CT為電流互感器，向負載繼電器KI提供電流分量，KI的電壓分量為控制電路中變壓器提供，其相位與L1、L3兩線之間線電壓同相位。若設(shè)L1、L2和L3分別為A、B和C相，則電壓分量為AC相，電流分量為B相，只有這樣，才能保證測量有功電流。其原理后面再介紹（見P.141.圖9-5-3）。負載繼電器：KI—當(dāng)起吊貨物超過額定負載的一半時，不允許上高速。全圖

主電路全圖到§9-7

控制電路

合上空氣開關(guān)QS，鑰匙開關(guān)和控制開關(guān)閉合（見控制線路），將主令手柄放在0檔位置上，若風(fēng)門已經(jīng)開，則風(fēng)機起動。將主令手柄放在起貨1檔位置上，則正轉(zhuǎn)接觸器KMH和低速接觸器KM1有電，接通主電路，起貨電動機工作在低速運行狀態(tài)。到控制電路全圖

低速運行（主電路）

起貨機已經(jīng)在低速運行時再將主令手柄放在起貨2檔位置上，則正轉(zhuǎn)接觸器KMH和中速接觸器KM2有電，接通主電路，起貨電動機工作在中速運行狀態(tài)。中速運行時，負載繼電器KI開始工作（經(jīng)KM1、KM2支路，未進入高速，KT4不閉合）。

中速運行（主電路）到控制電路全圖

起貨機在中速運行后，將主令手柄放到起貨3檔，則正轉(zhuǎn)接觸器KMH和高速接觸器KM3有電，接通主電路，進入高速運行狀態(tài)。高速運行時，負載繼電器KI有兩個工作狀態(tài)：KT4還沒有閉合，負載繼電器避開換檔電流；KT4延時閉合，負載繼電器正常檢測起貨機負載。若此時起吊重物超過半載，則KI將動作，KM3斷開，KM2自動重新閉合，起貨機自動回到中速運行。到控制電路全圖

高速運行（主電路）手柄零位全圖起貨1檔查看主電路全圖起貨2檔查看主電路全圖起貨3檔查看主電路全圖3檔重載返回2檔全圖停車全圖快速反轉(zhuǎn)（逆轉(zhuǎn)矩控制）全圖

負載繼電器的接線可以測量起貨機的負載，由圖可見，IF不僅與IB的大小有關(guān)，而且與IB的相位有關(guān)。因此，可以用IF來反映起貨機提升負載的大小。圖中，R5是一個可以改變阻值大小的電阻，可以用來適應(yīng)2檔和3檔時功率因數(shù)不同而造成IF大小的不一樣。[第五節(jié)要點]：懂得KI和KT1～4的工作原理；能分析“工作過程”；“各種保護”。

負載繼電器分析§9-6.電動液壓起貨機特點：電氣方面簡單；但液壓傳動系統(tǒng)對制造維護等方面要求較高。組成原理：

主油泵：斜盤式雙向變量泵。提供高壓油，驅(qū)動雙向油馬達轉(zhuǎn)動使起貨機工作。泵的吸排油流動方向和排量的大小可以通過主令手柄改變，從而控制起貨機轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速。輔油泵：主要用于向液壓