第二章船舶電機基礎(chǔ)概述實現(xiàn)電能與機械能相互轉(zhuǎn)換的設(shè)備稱為電機。應(yīng)用旋轉(zhuǎn)的方式進行能量轉(zhuǎn)換的電機叫旋轉(zhuǎn)電機，把機械能轉(zhuǎn)換為電能的旋轉(zhuǎn)電機稱作發(fā)電機，根據(jù)電磁原理把電能轉(zhuǎn)換為機械能的旋轉(zhuǎn)電機稱為電動機。船用電機在船舶的整個電器設(shè)備中占有很大的比例。一般幾千噸位以上的船舶，電機的總數(shù)量可超過百臺以上，若為電力推動船舶，電機數(shù)量更多。根據(jù)電流種類電機分交流電機和直流電機。第一節(jié)直流電機直流電機是實現(xiàn)機械能和直流電能相互轉(zhuǎn)換的一種旋轉(zhuǎn)電器裝置。直流電機是可逆的。一臺直流電機既可作為發(fā)電機使用，也可以作為電動機使用。在作為電動機使用時，它將電能轉(zhuǎn)換為機械能，并且具有良好調(diào)速性能，調(diào)速設(shè)備簡單，有較大的起動轉(zhuǎn)矩和制動轉(zhuǎn)矩等優(yōu)點，在現(xiàn)代船舶上有時被用在要求起動轉(zhuǎn)矩大調(diào)速性能好和有較大的過載能力的起貨機或電動舵機的電力拖動上。在作為發(fā)電機使用時，它把機械能轉(zhuǎn)換為電能。直流發(fā)電機早期作為主電源在船舶上普遍應(yīng)用，與交流發(fā)電機比較，存在的主要缺點是：電壓不能變換以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高和維護工作量大等?，F(xiàn)在大多數(shù)船舶采用交流發(fā)電機替代直流發(fā)電機，但有些船舶仍用直流發(fā)電機作為變流機組向直流電力拖動系統(tǒng)提供直流電能。有些船舶主機軸帶發(fā)電機也是直流發(fā)電機，如遠洋捕撈船的拖網(wǎng)機。所以直流電機仍然是船舶電氣設(shè)備的主要類型之一。直流電機的用途1.作電源用——直流發(fā)電機2.作動力用——直流電動機3.信號的傳遞作為測量元件——直流測速發(fā)電機作為執(zhí)行元件——直流伺服電動機優(yōu)點：直流發(fā)電機的電勢波形較好，電磁干擾較小。直流電動機的調(diào)速范圍寬廣，調(diào)速特性平滑。直流電動機過載能力較強，起動和制動轉(zhuǎn)矩較大。缺點：由于存在換向器，其制造、維護復(fù)雜，價格較高。一、直流電機的組成及工作原理風(fēng)葉磁極電刷電樞轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸換向器換向片壓緊環(huán)電樞繞組繞組端部分解圖換向器1.直流電機主要結(jié)構(gòu)主磁極換向極機座端蓋軸承電刷裝置產(chǎn)生磁場、電機的機械支撐電樞鐵心電樞繞組換向器軸風(fēng)扇感應(yīng)電勢，而實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的部分定子（固定部分）轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)動部分）二、直流電機主要結(jié)構(gòu)二、直流電機主要結(jié)構(gòu)（一）定子各部件安裝結(jié)構(gòu)極數(shù)：主磁極的個數(shù)，等于2p2.直流電機的工作原理右手定則A+B-A+B-（一）直流發(fā)電機工作原理右手定則注意：電刷與負載連接固定不動，電刷壓在換向片上。換向器和線圈連接并轉(zhuǎn)動，無論怎樣轉(zhuǎn)動，總是上半邊A的電流向外，下半邊B的電流向里。一、直流電機工作原理（一）直流發(fā)電機工作原理通過電刷和換向器將交流變成直流，其作用相當于單相全波整流器。一、直流電機工作原理增加導(dǎo)體數(shù)可減少感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩的脈動。當每極下導(dǎo)體數(shù)大于8時，脈動可小于1%。一、直流電機工作原理（二）直流電動機工作原理左手定則n逆時針轉(zhuǎn)向n逆時針轉(zhuǎn)向一、直流電機工作原理（二）直流電動機工作原理電動機運行關(guān)鍵：要使電樞受到一個方向不變的電磁轉(zhuǎn)矩，即當線圈邊在不同極性的磁極下時受到的電磁轉(zhuǎn)矩方向不變。換向器配合電刷可保證每個極下線圈邊中電流始終是一個方向，即電樞受到的電磁轉(zhuǎn)矩的方向始終不變。這就可以使電動機能連續(xù)的旋轉(zhuǎn)。一、直流電機工作原理（三）直流電機的可逆性對于一匝線圈，電功率，機械功率。即電勢所形成的電功率等于電磁力所產(chǎn)生的機械功率。在旋轉(zhuǎn)的電機中，不論是發(fā)電機還是電動機，這兩種功率是等量存在的，這兩種能量形式是可逆的。電功率機械功率

一臺電機既可作為發(fā)電機運行，又可作為電動機運行，這就是直流電機的可逆原理。一、直流電機工作原理（三）直流電機的可逆性一臺直流電機原則上既可以作為發(fā)電機運行，也可以作為電動機運行，只是其輸入輸出的條件不同而已。如用原動機拖動直流電機的電樞，將機械能從電機軸上輸入，而電刷上不加直流電壓，則從電刷端可以引出直流電動勢作為直流電源，可輸出電能，電機將機械能轉(zhuǎn)換成電能而成為發(fā)電機；如在電刷上加直流電壓，將電能輸入電樞，則從電機軸上輸出機械能，拖動生產(chǎn)機械，將電能轉(zhuǎn)換成機械能而成為電動機。這種同一臺電機，既能作發(fā)電機又能作電動機運行的原理，在電機學(xué)理論中稱為電機的可逆原理。三、直流電機的勵磁方式直流電機勵磁方式，即勵磁繞組與電樞繞組的連接方式，對電機的運行特性有大的影響他勵——勵磁由另外獨立的直流電源供給，與電樞繞組不相連接自勵——勵磁繞組與電樞繞組相連接，勵磁電流由發(fā)電機本身供給勵磁繞組的供電方式稱為勵磁方式。直流電機按勵磁方式可分：他勵自勵三、直流電機的勵磁方式勵磁繞組的供電方式稱為勵磁方式。直流電機按勵磁方式可分：他勵自勵并勵串勵復(fù)勵三、直流電機的勵磁方式勵磁繞組的供電方式稱為勵磁方式。I=Ia+If

，Ia=If'

I=Ia=IfI=Ia+IfI=Ia，If與Ia無關(guān)

復(fù)勵直流電動機串勵直流電動機并勵直流電動機他勵直流電動機三、自勵發(fā)電機建壓條件（1）發(fā)電機必須有剩磁。若剩磁消失可用外電源充磁。（2）勵磁電流產(chǎn)生的磁場要與剩磁磁場方向相同。這與并勵繞組和電樞電路的連接極性及電樞的轉(zhuǎn)動方向有關(guān)。在固定轉(zhuǎn)動方向下，主要決定于兩并聯(lián)電路的連接極性。（3）勵磁回路的總電阻必須小于臨界電阻。勵磁電阻過大或發(fā)生斷路時，不能自勵建立正常電壓。當然轉(zhuǎn)速過低，空載特性曲線變低也使兩曲線的交點變低，而無法建立起正常的電壓。第二節(jié)三相異步電動機三相異步電動機是接入相位差互為120o的三相交流電源供電的一類電動機，由于三相異步電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速不同步，存在轉(zhuǎn)速差，因此被稱為三相異步電動機。一、三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)及銘牌三相異步電動機主要部件是由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。此外，還有端蓋、機座、軸承、風(fēng)扇等部件。

電動機的外形定子由定子鐵芯、定子繞組和機座組成。定子鐵芯常用硅鋼片疊成，定子鐵芯安裝在機座內(nèi)。機座常用鑄鐵或鑄鋼制成。三相異步電動機的定子繞組由3個獨立的繞組構(gòu)成。各繞組的線圈數(shù)目相等，均勻?qū)ΨQ地分布在定子鐵芯的槽中。三相異步電動機定子繞組3個首端和3個末端都接在電動機出線盒的接線柱上。異步電動機的轉(zhuǎn)子主要有兩種型式；一種是鼠籠式的，另一種是繞線式的。一、定子三相異步電動機的定子是由機座、定子鐵心和定子繞組組成。基座

鐵心定子繞組端蓋W2U2V2U1V1W1W2U2V2U1V1W1W2U2V2U1V1W1

接線柱的連接星形聯(lián)結(jié)三角形聯(lián)結(jié)二、轉(zhuǎn)子

根據(jù)轉(zhuǎn)子繞組結(jié)構(gòu)的不同又分為籠型轉(zhuǎn)子和繞線型轉(zhuǎn)子?；\型轉(zhuǎn)子繞線型轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)軸2.三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)

三相異步電動機型號Y132S－6功率3kW

頻率50Hz電壓380V

電流7.2A

聯(lián)結(jié)Y轉(zhuǎn)速960r/min

功率因數(shù)0.76

絕緣等級

B1.型號

Y132S－6Y系列異步機機座中心高度機座長度代號2p=6→n0=1000r/min2.額定功率

PN

PN=3kW→軸上輸出機械功率的額定值3.額定電壓

UN

UN=380V→定子三相繞組應(yīng)施加的線電壓磁極數(shù)4.額定電流

IN

IN=7.2A

三相異步電動機型號Y132S－6功率3kW

頻率50Hz電壓380V

電流7.2A

聯(lián)結(jié)Y轉(zhuǎn)速960r/min

功率因數(shù)0.76

絕緣等級

B→定子三相繞組的額定線電流6.額定轉(zhuǎn)速

nN5.額定功率因數(shù)

N

=cos

NP1N=3

UNINcos

NPN=

NP1N=3

UNINcos

N

N旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生AYCBZ異步機中,旋轉(zhuǎn)磁場代替了旋轉(zhuǎn)磁極(?)電流出(

)電流入XAXYCBZAXBYCZ合成磁場方向：向下XBZAYCAXYCBZAXYCBZ同理分析，可得其它電流角度下的磁場方向：旋轉(zhuǎn)方向：取決于三相電流的相序。改變電機的旋轉(zhuǎn)方向：換接其中兩相。旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向極對數(shù)（P）的概念A(yù)XBYCZ此種接法下，合成磁場只有一對磁極

(二級磁場)，則極對數(shù)P為1。即：AXYCBZ極對數(shù)（P）的改變C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'

將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內(nèi)。形成的磁場則是兩對磁極。AXBYCZ極對數(shù)C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'極對數(shù)和轉(zhuǎn)速的關(guān)系三相異步電動機的同步轉(zhuǎn)速極對數(shù)每個電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速當電動機通電后，三相交流電在定子和轉(zhuǎn)子的空氣間隙中，產(chǎn)生圓形的旋轉(zhuǎn)磁場（電生磁）。設(shè)旋轉(zhuǎn)磁場以no的轉(zhuǎn)速順時針方向旋轉(zhuǎn)切割轉(zhuǎn)子繞組導(dǎo)體，在繞組中便產(chǎn)生感應(yīng)電動勢并有感應(yīng)電流（磁生電），其方向用右手定則判斷；轉(zhuǎn)子電流與旋轉(zhuǎn)磁場相作用所產(chǎn)生的電磁作用力F，其方向用左手定則判斷（磁變生力），使轉(zhuǎn)子向旋轉(zhuǎn)磁場方向轉(zhuǎn)動。由于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速no，故稱為異步；由于轉(zhuǎn)子電流由感應(yīng)而生，故又稱為感應(yīng)電動機。若改變定子通電電流的相序，則對應(yīng)旋轉(zhuǎn)磁場反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子隨之反轉(zhuǎn)，即電動機反向。

轉(zhuǎn)差率的概念：異步電機運行中:轉(zhuǎn)差率為旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動機轉(zhuǎn)速之差。即：電動機起動瞬間:（轉(zhuǎn)差率最大）例1：三相異步電動機p=3，電源f1=50Hz，電機額定轉(zhuǎn)速n=960r/min。求：轉(zhuǎn)差率s同步轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)差率：轉(zhuǎn)差率在0＜s≤1范圍，異步電機運行于電動機狀態(tài)，在此轉(zhuǎn)差率范圍內(nèi)n與n0同方向，且n＜n0。由轉(zhuǎn)動原理已知，在這種情況下轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場的相對切割方向決定了所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩T與n同向，是驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)差率s超出0～1的范圍，即s＜0或s＞l，都將使轉(zhuǎn)子對旋轉(zhuǎn)磁場的相對切割方向與電動機狀態(tài)時相反，因而使電磁轉(zhuǎn)矩反向，變成制動轉(zhuǎn)矩，電機運行于制動狀態(tài)。s＜0（n>n0），此時電動機處于發(fā)電制動態(tài)；s>1（n與n0方向相反），此時電機處于反接制動狀態(tài)。1.啟動起動電流：中小型鼠籠式電機起動電流為額定電流的5~7倍。定子電流原因：起動時，轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線的速度很大。轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢轉(zhuǎn)子電流大電流使電網(wǎng)電壓降低影響其他負載工作

頻繁起動時造成熱量積累電機過熱影響：電流倍數(shù):三、運行控制三相異步機的起動方法：（1）直接起動。小型鼠籠異步電動機一般采用直接起動。（2）降壓起動。Y－

起動自耦降壓起動轉(zhuǎn)子串電阻起動。(1)直接起動直接起動是利用閘刀開關(guān)或接觸器將電動機直接接到額定電壓上的起動方式，又叫全壓起動。優(yōu)點：起動簡單。缺點：起動電流較大，將使線路電壓下降，影響負載正常工作。適用范圍：電動機容量在10kW以下，并且小于供電變壓器容量的20％。(2)降壓起動Y-Δ換接起動：在起動時將定子繞組連接成星形，通電后電動機運轉(zhuǎn)，當轉(zhuǎn)速升高到接近額定轉(zhuǎn)速時再換接成三角形。適用范圍：正常運行時定子繞組是三角形連接的電動機。優(yōu)點：起動電流為全壓起動時的1／3。缺點：起動轉(zhuǎn)矩為全壓起動時的1／3。Y－

起動：

正常運行AZBYXC

起動ABCXYZ設(shè)：電機每相阻抗為AZBYXC正常運行UPABCXYZ起動UP'（2）Y－

起動應(yīng)注意的問題：（1）僅適用于正常接法為三角形接法的電機。

所以降壓起動適合于空載或輕載起動的場合Y－

起動。自耦降壓起動：利用三相自耦變壓器將電動機在起動過程中的端電壓降低，以達到減小起動電流的目的。自耦變壓器備有40％、60％、80％等多種抽頭，使用時要根據(jù)電動機起動轉(zhuǎn)矩的要求具體選擇。繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子繞組串入附加電阻后，既可以降低起動電流，又可以增大起動轉(zhuǎn)矩。（3）轉(zhuǎn)子串電阻起動2.三相異步電動機的調(diào)速調(diào)速方法：1.改變極對數(shù)有級調(diào)速2.改變轉(zhuǎn)差率無級調(diào)速3.改變電源頻率f1(變頻調(diào)速)無級調(diào)速1．變極對數(shù)調(diào)速通過改變電動機的定子繞組所形成的磁極對數(shù)p來調(diào)速。因磁極對數(shù)只能是按1、2、3、…、的規(guī)律變化，所以用這種方法調(diào)速，電動機的轉(zhuǎn)速不能連續(xù)、平滑地進行調(diào)節(jié)。通過改變轉(zhuǎn)子繞組中串接調(diào)速電阻的大小來調(diào)整轉(zhuǎn)差率實現(xiàn)平滑調(diào)速的，又稱為變阻調(diào)速。調(diào)速電阻的接法與起動電阻相同。這種方法只適用于繞線式異步電動機。2．變轉(zhuǎn)差率調(diào)速3.改變電源頻率(變頻調(diào)速)

無級調(diào)速變頻電源

可變

此種調(diào)速方法發(fā)展很快，且調(diào)速性能較好。其主要環(huán)節(jié)是研制變頻電源（常由整流器、逆變器等組成）。頻率范圍0.5Hz~320Hz。方法：和電源相接的任意兩相互換，就可實現(xiàn)反轉(zhuǎn)。3.三相異步電動機的正、反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)ABCM3~電源ABCM3~電源

電動機的制動方式包括機械制動和電磁制動兩大類。機械制動通常利用電磁抱閘的方法來實現(xiàn)；電磁制動主要包括反接制動、再生制動和能耗制動。4.制動1）反接制動所謂反接制動就是在電動機切斷正常運轉(zhuǎn)電源的同時改變電動機定子繞組的電源相序，使之有反轉(zhuǎn)趨勢而產(chǎn)生較大的制動力矩的方法。當電動機轉(zhuǎn)速接近零時，應(yīng)切斷電源，否則電動機會反轉(zhuǎn)。2）再生制動再生制動亦稱反饋制動，電機帶位能性負載時，在重物的作用下(如起重機電動機下放重物)，電動機的轉(zhuǎn)速高于旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速。這時轉(zhuǎn)子導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電流，在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下產(chǎn)生反向力矩，電動機進入發(fā)電狀態(tài)，并回饋電網(wǎng)，這種方式能使運行中的電動機自然進入反饋制動狀態(tài)而勻速運行，又稱發(fā)電制動。3）能耗制動電動機斷開三相交流電源的同時，立即將直流電源接入電動機定子的任意兩相繞組，繞組中流入直流電流，產(chǎn)生靜止磁場。此時電動機的轉(zhuǎn)子切割該靜止磁場，產(chǎn)生感應(yīng)電流。在靜止磁場和感生電流相互作用下，產(chǎn)生一個阻礙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的制動力矩，因此電動機轉(zhuǎn)速迅速下降，從而達到制動的目的。由于這種制動方式需要直流電源才能實現(xiàn)，因此船上較少采用。四、典型故障及處理五、維護與管理2．電流的監(jiān)視1．運行時的溫度探測3．電網(wǎng)電壓的監(jiān)視5．注意振動、聲響和異味4．保持通風(fēng)和清潔6．熔斷器與啟動設(shè)備的檢查第三節(jié)同步發(fā)電機同步電機包括同步電動機和同步發(fā)電機。同步電動機是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相同的交流電動機。轉(zhuǎn)速n決定于電源頻率f，故電源頻率一定時，轉(zhuǎn)速不變，且與負載無關(guān)。同步電動機具有運行穩(wěn)定性高和過載能力強等特點，常用于多機同步傳動系統(tǒng)、精密調(diào)速穩(wěn)速系統(tǒng)和大型設(shè)備(如軋鋼機)等。

同步發(fā)電機是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相同的交流發(fā)電機。船用發(fā)電機大多數(shù)采用同步發(fā)電機，其原動機常采用四沖程柴油機。圖2-11船用發(fā)電機組外觀圖一、同步電機的結(jié)構(gòu)一、同步電機的基本結(jié)構(gòu)三種應(yīng)用同步發(fā)電機：主要應(yīng)用為汽輪發(fā)電機和水輪發(fā)電機同步電動機：轉(zhuǎn)速恒定、能調(diào)節(jié)功率因數(shù)同步調(diào)相機：用于提高功率因數(shù)同步電機旋轉(zhuǎn)電樞式

旋轉(zhuǎn)磁極式

隱極式（Salient-pole）

凸極式（Cylindrical-Rotor）

隱極同步發(fā)電機的結(jié)構(gòu)隱極同步發(fā)電機主要用于汽輪發(fā)電機，由轉(zhuǎn)子與定子組成。由于汽輪機的轉(zhuǎn)速很高，故汽輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)子只有一對磁極，在額定轉(zhuǎn)速每分鐘3000轉(zhuǎn)時輸出50赫茲的三相交流電。由于大型汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)子磁極表面線速度達150m/s以上，離心力很大，故轉(zhuǎn)子直徑不能過大，大型發(fā)電機轉(zhuǎn)子都為細長型。一般轉(zhuǎn)子的L/D=2.5~6.5,容量愈大，比值愈大。1、定子部分鐵心：采用0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成。作用是構(gòu)成電機主磁路。繞組：采用多股導(dǎo)線整體成型。作用是產(chǎn)生電樞磁場并感應(yīng)電樞電動勢。國產(chǎn)200MW汽輪發(fā)電機定子2、轉(zhuǎn)子部分轉(zhuǎn)子鐵芯與軸用高強度高磁導(dǎo)率的合金鋼材整體制作，在轉(zhuǎn)子鐵芯部分有一些軸向與徑向的孔隙，用來通風(fēng)冷卻。作用構(gòu)成主磁路。轉(zhuǎn)子勵磁繞組由多個線圈組成，嵌放在轉(zhuǎn)子鐵芯的槽中，多個線圈串聯(lián)起來組成轉(zhuǎn)子繞組，作用通入直流電形成主極磁場。3、冷卻方式大型發(fā)電機產(chǎn)生的熱量很大，必須有強有力的冷卻措施，主要的冷卻介質(zhì)是氫氣與水，也有用空氣。凸極同步發(fā)電機的結(jié)構(gòu)

凸極同步發(fā)電機主要用作水輪發(fā)電機、船舶發(fā)電機，他們的轉(zhuǎn)速都比較低，特別是立式水輪機，為了能發(fā)出50Hz的交流電，水輪發(fā)電機采用多對磁極結(jié)構(gòu)。

由于大型水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)速較低，為了避免水頭變化引起轉(zhuǎn)速的改變，保持較高的轉(zhuǎn)動慣量，并減少立式結(jié)構(gòu)廠房的高度，一般大型發(fā)電機轉(zhuǎn)子都為粗扁型。一般轉(zhuǎn)子的D/L=5~7,容量愈大，比值愈大。1、定子部分發(fā)電機定子鐵芯由導(dǎo)磁良好的硅鋼片疊成，在鐵芯內(nèi)圓均勻分布著許多槽，用來嵌放定子線圈，每相繞組由多個整體成型的線圈組成，按一定規(guī)律排列。大型水輪發(fā)電機通常都是立式結(jié)構(gòu)，整個機組傳動部分的重量以及作用在水輪機轉(zhuǎn)輪上的水推力均有推力軸承支撐，并通過機架和機座傳遞到地基上2、轉(zhuǎn)子部分同步電機的轉(zhuǎn)子上還常裝有阻尼繞組。阻尼繞組與籠型感應(yīng)電機轉(zhuǎn)子的籠形繞組結(jié)構(gòu)相似，它由插入主極極靴槽中的銅條和兩端的端環(huán)焊成一個閉合繞組同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)子勵磁繞組通入直流電建立主磁場，并隨轉(zhuǎn)子在原動機拖動下轉(zhuǎn)動，形成旋轉(zhuǎn)磁場，與靜止的定子三相對稱繞組（空間上互成120°電角度）形成相對運動，即定子電樞繞組切割旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。二、工作原理型號為“TFXW-225M4-H”中各字母數(shù)字代表意義是：TF:同步發(fā)電機，XW:不可控相復(fù)勵無刷電機。225：基座中心高度，225mm,M:機座軸向長度代號，中機座，4：4極發(fā)電機，H：船用。銘牌參數(shù)1.常用維護要求（1）發(fā)電機附近不應(yīng)有積水、油和其他雜物，亦不能有腐蝕性氣體，防止損傷發(fā)電機繞組的絕緣層。機艙清潔時防止水、清潔劑濺入發(fā)電機中。（2）確保有效通風(fēng)與冷卻，按時清潔通風(fēng)孔道內(nèi)的灰塵與污物。冷卻介質(zhì)的溫度不能過低，防止繞組或其它導(dǎo)電器件上凝結(jié)水珠。（3）集電環(huán)不必包扎保護時，應(yīng)在電刷與集電環(huán)之間用絕緣紙板、石蠟紙或瀝青紙隔開，防止電刷在集電環(huán)表面形成斑點。四、同步發(fā)電機的維護與管理（1）確保發(fā)電機以及啟動設(shè)備狀態(tài)良好。（2）確保發(fā)電機附近應(yīng)無異物。長時間（30天及以上）停機或維修后的發(fā)電機還應(yīng)做如下檢查：（3）用兆歐表測量繞組對地的絕緣電阻，冷態(tài)時的絕緣電阻應(yīng)大于2MΩ，由于潮氣引起的絕緣電阻過低可采用烘干辦法除去濕氣。（4）確保集電環(huán)上電刷裝置正常、電刷壓力合適。（5）確保軸承有油，而且油位正常（滑動軸承）。（6）確保發(fā)電機內(nèi)部無雜物，可用壓縮空氣或吹風(fēng)機吹出。（7）檢查發(fā)電機轉(zhuǎn)子是否有軸向竄動。（8）確保緊固螺釘擰緊。（9）檢查發(fā)電機控制系統(tǒng)。（10）檢修后的發(fā)電機，還應(yīng)對發(fā)電機和電纜連接的相序進行檢測，是否與原相序一致。2.運行前的準備（1）監(jiān)視溫升。發(fā)電機運行時，可用手觸摸機殼，粗略判斷發(fā)電機溫升情況，不應(yīng)超過絕緣等級規(guī)定的溫度。（2）查看運行參數(shù)（電壓、頻率和功率因數(shù)等）是否正常。電壓變化范圍應(yīng)不超過2.5%，頻率變化范圍應(yīng)不超過0.5%，功率因數(shù)大多數(shù)為0.8。兩機并聯(lián)運行時，兩機的功率因數(shù)應(yīng)大致相同，否則電網(wǎng)穩(wěn)定性下降。（3）檢查發(fā)電機的振動、噪音以及是否有不正常氣味，是否冒煙。有不正常的焦味、冒煙、有不正常的振動或噪音時，應(yīng)立即停機。（4）檢查發(fā)電機的軸承有無過熱現(xiàn)象，是否漏油。（5）檢查有刷發(fā)電機電刷與集電環(huán)間的接觸壓力、磨損及火花情況。如有嚴重火花現(xiàn)象，應(yīng)及時清理集電環(huán)，常用0號砂布或細實銼均勻地磨平集電環(huán)表面，并進行有效的清潔，防止銅屑、砂礫損壞集電環(huán)表面，并校正電刷壓力。3.運行時的管理要求五、同步發(fā)電機的典型故障及其處理同步發(fā)電機的典型故障及其處理同步發(fā)電機的典型故障及其處理同步發(fā)電機的典型故障及其處理第四節(jié)電力推進系統(tǒng)

船舶電力推進是指以電力為船舶推動力的推進方式，船舶依靠自身配備的發(fā)電裝置獲取電能來驅(qū)動船舶運動的推進方式。1.可控硅整流器配合直流電動機推進系統(tǒng)采用原動機為直流發(fā)電機提供電能，驅(qū)動直流電動機拖動螺旋槳，通過調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁電流的大小和方向，改變推進電動機轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)向，實現(xiàn)螺旋槳的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動方向的改變。該船舶電力推進系統(tǒng)具有啟動電流小、啟動轉(zhuǎn)矩小以及扭矩波動平滑等優(yōu)點；但是直流電動機的換向器是一個容易發(fā)生故障的元器件，而且直流電動機結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、體積大、維護困難，從而阻礙了它在船舶推進領(lǐng)域的廣泛使用。分類2.變距槳結(jié)合交流異步電動機該種機槳匹配多采用鼠籠式感應(yīng)恒速電機驅(qū)動變距槳，通過改變螺旋槳的螺距來實現(xiàn)航速和航向的控制。也可用極數(shù)轉(zhuǎn)換開關(guān)實現(xiàn)電機速度控制，從而提高操縱性能。該電力推進方式具有諧波少、電機轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定、效率高等優(yōu)點；但是也具有啟動電流大、功率及轉(zhuǎn)矩的動態(tài)響應(yīng)慢、反轉(zhuǎn)慢、制動距離長、變距槳價格高等缺點。3.變頻器配合交流同步電動機（1）交-直-交變頻器+交流同步電動機變頻器由整流器、濾波器、逆變器三部分組成。工作原理是用整流電路將電網(wǎng)交流電轉(zhuǎn)換成直流電；再經(jīng)三相橋式逆變電路轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率可調(diào)的交流電，供給推進電動機。根據(jù)中間環(huán)節(jié)儲能元件的不同，可分為電壓型變頻器（儲能元件為電容）和電流型變頻器（儲能元件為電感）。1）電壓型變頻器+交流同步電動機中間環(huán)節(jié)采用大電容，相當于一個電壓源。利用電壓型變頻器結(jié)合交流同步電動機的電力推進系統(tǒng)具有推進效率高、啟動平穩(wěn)、功率及轉(zhuǎn)矩動態(tài)響應(yīng)快等優(yōu)點，受到廣泛應(yīng)用。2）電流型變頻器+交流同步電動機中間環(huán)節(jié)采用大電感，相當于一個電流源。利用電流型變頻器結(jié)合交流同步電動機的電力推進系統(tǒng)具有啟動電流小、控制方便、操作靈活等優(yōu)點；缺點是電感重量大、體積大等，從而使得該種推進方式受到一定限制。（2）交-交變頻器+交流同步電動機采用交-交變頻器結(jié)合交流同步電動機的推進方式具有啟動平穩(wěn)、轉(zhuǎn)矩脈動平滑、滿負荷時效率高等優(yōu)點；主要缺點是所需電子元件數(shù)量大。組成電力推進電動機的速度控制需在正車和倒車方向均能夠從零功率到額定功率連續(xù)可調(diào)。速度設(shè)定值與速度的實際值（即測量值，亦稱反饋值）比較，如果存在速度偏差，經(jīng)處理單元計算得到推進轉(zhuǎn)矩值并將與之相對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩信號送到變頻裝置，通過改變電動機頻率來實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)。但在調(diào)節(jié)過程中，其對應(yīng)的功率應(yīng)不超過可用的電網(wǎng)最大推進功率限制值。電力推進系統(tǒng)中的電站控制應(yīng)滿足以下功能要求：1.確保足夠的電網(wǎng)功率裕量，滿足在任何情況船舶安全操縱的需要。2.并聯(lián)運行的發(fā)電機組具有調(diào)頻調(diào)載功能。3.電站具有自動分級卸載功能，電站過載時會自動卸掉非重要負載。4.確保在推進和其他負載之間安全地分配電力。如有必要，可以卸掉非重要負載和(或)降低推進功率。5.某臺發(fā)電機組故障時，其余機組應(yīng)能向所有的重要設(shè)備、常用設(shè)備供電，同時應(yīng)保證有效的推進。功能特點第5節(jié)船用照明系統(tǒng)船用照明設(shè)備是由電光源、燈殼、燈罩及其附件等組成。根據(jù)不同光源、不同用途、不同使用環(huán)境以及不同安裝位置和配光要求，船用照明設(shè)備的形式和結(jié)構(gòu)種類多樣。按不同光源分有熒光燈、白熾燈以及各種高壓氣體放電燈；按用途分有一般照明燈、大面積投光燈、移動式掛燈和手提行燈、航行標志及信號燈等。航行信號燈的安裝位置、透光燈罩的顏色和透光角度都有嚴格的規(guī)定。（1）保護型：帶透光燈罩可防塵，能有效避免直接接觸帶電部分，常用于諸如會議室、辦公室、居住艙室等干燥處所。（2）防水型：光源用透光燈罩密閉起來，燈罩與燈體之間裝有密封墊圈，其防護等級有防滴、防濺、防噴水、防水蒸汽和防海浪沖擊等。用于潮濕和有汽、水侵害的場所，如外甲板和機艙等處所。（3）防爆型：隔爆型的結(jié)構(gòu)是透明燈罩與燈座間用法蘭連接，法蘭間有隔爆間隙，氣體在燈內(nèi)發(fā)生爆炸時，由間隙外逸的氣體經(jīng)法蘭隔爆面的充分冷卻，不會引起外部混合氣體的爆炸。常用于可能存在可燃性粉塵或爆炸性氣體的場所，如油柜艙、煤艙、蓄電池間以及油輪的油泵艙等處。如圖2-17所示。日光燈又稱熒光燈，在船用照明系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。傳統(tǒng)型日光燈即低壓汞燈，是利用低氣壓的汞蒸汽在通電后釋放紫外線，從而使熒光粉發(fā)出可見光的原理發(fā)光，因此它屬于低氣壓弧光放電光源。日光燈組成及工作原理雙聯(lián)開關(guān)日光燈的安裝①檢查照明板上元器件的好壞a．鎮(zhèn)流器與啟輝器：選用的整流器、啟輝器應(yīng)與燈管的額定參數(shù)相匹配。用萬用表的電阻檔測量鎮(zhèn)流器兩端間的電阻值，若其為0或∞，則說明鎮(zhèn)流器的線圈短路或開路。同理，測量啟輝器兩極電阻值，如測量值為0，則動、靜觸片已接觸；如測量值一直保持為∞，則電容器擊穿。b．日光燈：用萬用表的電阻檔測量日光燈兩端的電阻值，若電阻為∞，則說明日光燈的燈絲已斷開。c．其他：燈架、燈座、連線柱、開關(guān)等要良好，電線長度及規(guī)格符合要求。②元器件檢測完畢后，按圖2-19進行接線安裝。接線時應(yīng)分清雙聯(lián)開關(guān)的1/2/3接線端，確保導(dǎo)線已卡在螺絲下，以避免接觸不良，電源引線上應(yīng)套上絕緣套管。③在確保線路連接正確的情況下，可進行通電試驗。日光燈燈具的安裝與檢修日光燈燈具的安裝日光燈的故障分析與檢修LED是一種由半導(dǎo)體材料制成的發(fā)光二極管的簡稱。具有高光效、高顯色、安全性強、安全可靠、環(huán)保節(jié)能、通用性強、壽命長等優(yōu)點。(1）LED日光燈環(huán)保。LED日光燈不使用水銀，不含鉛。(2）LED日光燈高效轉(zhuǎn)換，發(fā)熱量小。能把電能幾乎都轉(zhuǎn)換為光能，能源的浪費少。對文件、衣物也不會產(chǎn)生退色現(xiàn)象。(3）LED日光燈清靜舒適，無噪音。(4）LED日光燈光線柔和，無燈光閃爍現(xiàn)象（直流），能保護眼睛。(5）LED日光燈無紫外線，因此不會吸引蚊蟲。(6）LED日光燈電壓可調(diào)（85V－265V），燈光亮度可調(diào)。(7）LED日光燈節(jié)省能源，壽命更長。LED日光燈的耗電量是傳統(tǒng)日光燈的三分之一以下，壽命也是傳統(tǒng)日光燈的10倍，可減少人工費用。(8）LED日光燈堅固牢靠，可長久使用。LED燈體本身使用的是環(huán)氧樹脂而并非傳統(tǒng)的玻璃，更堅固牢靠，即使砸在地板上LED也不會輕易損壞，可以放心地使用。LED日光燈航行燈是船舶照明系統(tǒng)中的一個獨立部分，是保證船舶夜間安全航行的重要燈光信號。在任何情況下，都必須保證它的明亮，以表明本船的位置、狀態(tài)、類型、有無拖船等，從而防止周圍或過往船舶誤會，造成海損事故的發(fā)生。

航行燈由前桅燈、主桅燈、尾燈、左右舷燈和前后錨燈組成，用于船舶夜航和指示船舶的狀態(tài)和相應(yīng)位置。駕駛臺設(shè)置專用的航行燈控制箱或控制板，航行燈控制箱應(yīng)設(shè)有每只航行燈發(fā)生故障的聽覺和視覺報警信號裝置，航行燈控制箱應(yīng)由兩路供電，對不要求設(shè)置應(yīng)急電源的船舶，兩路電源之一必須由主配電板直接供電，另一路可由主配電板供電的分電箱供電；對要求設(shè)置應(yīng)急電源的船舶，其中一路應(yīng)由主配電板供電，另一路應(yīng)由應(yīng)急配電板供電。每只航行燈（在控制箱上）應(yīng)設(shè)有單獨的控制開關(guān)、熔斷器和開閉指示裝置，并應(yīng)設(shè)有相應(yīng)銘牌或標志。航行燈信號燈是船舶在各種特殊情況下的燈光標志，特別是夜間航行，更是不可缺少的通信聯(lián)絡(luò)的工具之一。信號燈的控制一般是集中在駕駛臺，要求兩路供電。信號燈的種類很多，每只信號燈應(yīng)由設(shè)在駕駛室的信號燈控制箱引出的獨立分路進行控制和保護。信號燈控制箱應(yīng)設(shè)有與信號燈顏色與信號一致的工作指示燈。這些信號燈通常安裝在駕駛臺頂上專設(shè)的信號桅或雷達桅上，按照規(guī)定數(shù)盞（8～12盞）紅、綠、白等顏色的環(huán)照燈分成兩行或三行安裝。其布置和配置都應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)定。信號燈1.維修保養(yǎng)的周期（1）航行燈及信號燈航行燈及信號燈是一種重要的助航設(shè)備，為保證其