1、第12章第6節(jié)軸帶發(fā)電機(jī)系統(tǒng),1、軸帶發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)、分類和功率輸出特性； 2、軸帶發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的組成原理； 3、軸帶發(fā)電機(jī)的運(yùn)行操作程序及操作注意事項(xiàng)； 4、軸帶發(fā)電機(jī)的幾種主要工作模式。 軸帶發(fā)電機(jī)可節(jié)能、提高經(jīng)濟(jì)效率節(jié)能：利用主機(jī)的功率儲(chǔ)備；經(jīng)濟(jì)效率：減少燃油成本。,浙江國(guó)際海運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng),1、軸帶發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)、分類和功率輸出特性,組成：主機(jī)直接（或通過變速機(jī)構(gòu)）帶動(dòng)軸帶發(fā)電機(jī)SC發(fā)電?？沙浞掷弥鳈C(jī)的“儲(chǔ)備余量”（一般主機(jī)額定功率+余量=主機(jī)可長(zhǎng)期運(yùn)行功率）。 特點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)： 1.有效利用主機(jī)能源，經(jīng)濟(jì)高效； 2.利于能量綜合利用，（排氣余熱等）； 2.節(jié)約費(fèi)

2、用，節(jié)省空間，改善機(jī)艙環(huán)境； 3.減少滑油消耗，減少維修保養(yǎng)費(fèi)用。 缺點(diǎn)： 1.只能定速航行時(shí)工作； 2.控制較復(fù)雜； 3.初投資大。,船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng), 船舶軸帶發(fā)電機(jī)主要類型 主要類型 ： 1.直流軸帶機(jī)；2.交流軸帶機(jī)。 說明： 1.雖然直流軸帶機(jī)電壓穩(wěn)定，轉(zhuǎn)速的影響相對(duì)較小。但由于直流電機(jī)維護(hù)工作量大，目前在船上的應(yīng)用非常有限。因此，直流軸帶發(fā)電機(jī)較少用。若將直流電逆變成交流電，則逆變麻煩。 2.交流軸帶機(jī)為了使頻率減小主機(jī)轉(zhuǎn)速變化的影響，其控制較復(fù)雜。 有定（FPP）、變距漿(CPP)2種。,1、軸帶發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)、分類和功率輸出特性,船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng),變螺距螺旋槳船舶的軸帶發(fā)

3、電機(jī),變距槳系統(tǒng)特點(diǎn)：轉(zhuǎn)速不變，改變螺距可改變螺旋槳推力大小和方向。 控制： 需要兩方面的控制 1.主機(jī)油門控制； 2.螺旋槳螺距控制。 而且要求螺距與油門的控制相互配合（才能使轉(zhuǎn)速恒定）。 存在的問題 ： 1.風(fēng)浪對(duì)轉(zhuǎn)速的波動(dòng)有影響； 2.需要解決主機(jī)低速問題（傳動(dòng)機(jī)構(gòu)） 3.主機(jī)與柴油機(jī)組速度特性不一樣， 不能長(zhǎng)時(shí) 并聯(lián)運(yùn)行。,1、軸帶發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)、分類和功率輸出特性,船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng),定螺距槳的主機(jī)軸帶發(fā)電機(jī),系統(tǒng)特點(diǎn)： 主機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向是可變的。 只有在船舶定速航行時(shí)才是不變的。因此，要求船舶定速航行時(shí)才能讓軸帶發(fā)電機(jī)并網(wǎng)投入工作。 同時(shí)，由于風(fēng)浪等對(duì)轉(zhuǎn)速可造成影響，因此，必須采取

4、措施穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，從而穩(wěn)定頻率。 總體措施： 具體措施下面分別討論 1.轉(zhuǎn)速補(bǔ)償；（例如行星齒輪傳動(dòng)型、液力傳動(dòng)型） 2.頻率補(bǔ)償。（例如晶閘管整流-逆變型）,1、軸帶發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)、分類和功率輸出特性,船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng),轉(zhuǎn)速補(bǔ)償方法： 1.變流機(jī)組穩(wěn)定供電頻率； 2.行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)； 3.軸帶異步發(fā)電機(jī)； 4.電磁滑差離合器恒速系統(tǒng)。 變流機(jī)組：控制可控硅導(dǎo)通角穩(wěn)定電壓，可穩(wěn)定發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。 行星齒輪：液壓系統(tǒng)提供附加傳動(dòng)，穩(wěn)定發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。 異步發(fā)電機(jī)：與變流機(jī)組相似，也是穩(wěn)定電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。 滑差離合器：勵(lì)磁電流大小可控制轉(zhuǎn)矩，從而穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。,1、軸帶發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)、分類和功率輸出特

5、性,頻率補(bǔ)償 方法：采用整流 逆變裝置作為中間環(huán)節(jié)的系統(tǒng)。 非恒定頻率交流電經(jīng)整流后，供給晶閘管三相逆變器變換為恒定頻率三相交流電，三相逆變器提供有功功率，而無功功率由同步補(bǔ)償機(jī)來提供。 同步補(bǔ)償機(jī)勵(lì)磁電流根據(jù)負(fù)載變化進(jìn)行控制，具有自動(dòng)電壓調(diào)整器功能。,可專設(shè)同步補(bǔ)償機(jī)。通常采用輔助發(fā)電機(jī)替代，通過柴油機(jī)拖入同步后，用離合器脫開。,1、軸帶發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)、分類和功率輸出特性,船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng),、軸帶發(fā)電機(jī)的功率輸出特性 受電樞電流和勵(lì)磁電流額定值的限制， 不同的轉(zhuǎn)速范圍有不同的輸出功率。 額定功率輸出特性表明： 1、主機(jī)轉(zhuǎn)速在75%-100%額定轉(zhuǎn)速 范圍內(nèi)可以輸出額定功率， 2、40%-

6、75%范圍內(nèi)輸出功率隨 轉(zhuǎn)速的下降成正比下降， 3、低于40%時(shí)，無法維持 逆變器工作，停止運(yùn)行。,1.2,1,0.5,0.6,0.4,0.75,1,過載范圍 （30S內(nèi)）,Nsg,Psge,1、軸帶發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)、分類和功率輸出特性,船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng),2、軸帶發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的組成原理,定距漿晶閘管變流器軸帶發(fā)電機(jī)系統(tǒng) 由三部分組成： 1）主回路有功通道 由1、2、3、4、5構(gòu)成。 2)無功通道 由具有自動(dòng)調(diào)壓器的調(diào)相機(jī)構(gòu)成。 3）控制器 頻率和逆變角控制器調(diào)節(jié)和控制系統(tǒng)頻率和有功功率。,1.軸帶發(fā)電機(jī) 2.晶閘管整流器 3.直流平滑濾波電抗器 4.晶閘管逆變器 5.交流電抗器 6.調(diào)相機(jī) 7

7、.晶閘管整流器 8.頻率和逆變角控制器 9.熔斷器 10.空氣開關(guān) 11.變壓器,該圖是定距漿晶閘管,船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng),工作原理：SG輸出非恒定頻率的交流電，經(jīng)整流變直流電，再經(jīng)逆變器變標(biāo)準(zhǔn)頻率的交流電。SG只提供有功功率，SC向電網(wǎng)輸出無功功率。開始時(shí)，異步電機(jī)帶動(dòng)調(diào)相機(jī)建立正常頻率的額定電壓，當(dāng)逆變器已輸出與調(diào)相機(jī)相同的電壓和頻率式，SC的異步電機(jī)自動(dòng)斷電。此時(shí)，SC相當(dāng)于并聯(lián)運(yùn)行中逆功率運(yùn)行的發(fā)電機(jī)。 系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié):改變SG的勵(lì)磁電流.勵(lì)磁電流增加，電壓升高，輸出功率增加，調(diào)相機(jī)SC的輸入功率增加，轉(zhuǎn)速增加、頻率上升。 系統(tǒng)有功功率的調(diào)節(jié)：電網(wǎng)負(fù)載有功功率增加，引起調(diào)相機(jī)速度和頻率下降

8、，控制器增加勵(lì)磁電流，使逆變器輸出增加。 系統(tǒng)無功功率的調(diào)節(jié)：當(dāng)負(fù)載無功功率變化時(shí)，引起調(diào)相機(jī)無功電流變化，引起電壓變化，AVR自動(dòng)改變勵(lì)磁電流，保持電壓恒定和無功功率平衡。,2、軸帶發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的組成原理,船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng),3、軸帶發(fā)電機(jī)的運(yùn)行操作程序及操作注意事項(xiàng),1）起動(dòng)程序（正常航行，主機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到要求時(shí)） 接通控制系統(tǒng)電源； 檢查起動(dòng)條件(無故障報(bào)警，主機(jī)轉(zhuǎn)速大于75%）起動(dòng)調(diào)相機(jī)建立電壓； 接通SG的勵(lì)磁電路，發(fā)電機(jī)起壓； 給整流器、逆變器觸發(fā)脈沖，逆變器輸出功率，異步電機(jī)斷電； 起動(dòng)成功 2）與輔助發(fā)電機(jī)并聯(lián)和轉(zhuǎn)換 與手動(dòng)準(zhǔn)同步并車相同 3）停機(jī)條件 按停機(jī)按鈕 電源故障 運(yùn)行故障

9、 系統(tǒng)中任一電機(jī)繞組過熱等 4）正常停機(jī)的操作程序（機(jī)動(dòng)航行） 起動(dòng)柴油發(fā)電機(jī) 切除次要負(fù)載 完成并車，轉(zhuǎn)移負(fù)載后主機(jī)才可減速 主機(jī)轉(zhuǎn)速40%以下，SG主開關(guān)跳閘，逆變器停止觸發(fā)。,船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng),5）軸帶發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中的問題 緊急停車，緊急倒車等情況，有可能導(dǎo)致軸帶發(fā)電機(jī)和柴油發(fā)電機(jī)帶電轉(zhuǎn)換和并聯(lián)運(yùn)行 必須在主機(jī)額定轉(zhuǎn)速60%110%的范圍內(nèi)進(jìn)行 主機(jī)緊急停車和緊急倒車時(shí)采用兩種方法: 1、主機(jī)轉(zhuǎn)速降到60%以下，采用失電轉(zhuǎn)換； 2、主機(jī)轉(zhuǎn)速維持在60%，帶電轉(zhuǎn)換后急劇減速。 軸帶發(fā)電機(jī)的布置形式 可布置在自由端或齒輪端，除了作發(fā)電機(jī)外，還可以作為電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)船舶應(yīng)急推進(jìn)。,3、軸帶發(fā)電

10、機(jī)的運(yùn)行操作程序及操作注意事項(xiàng),船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng),4、軸帶發(fā)電機(jī)的幾種主要工作模式,1、工作模式 以多用途船為例 主要有三種模式 1）PTI模式 軸帶發(fā)電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)，從電網(wǎng)獲電。 2）PTO模式 軸帶發(fā)電機(jī)作為發(fā)電機(jī)，向電網(wǎng)供電。 3）BOOSTER模式 兩臺(tái)軸帶發(fā)電機(jī)從電網(wǎng)獲電，與兩臺(tái)主機(jī)一起推進(jìn)船舶。 2、控制模式的實(shí)現(xiàn) 通過PLC對(duì)離合器的控制來實(shí)現(xiàn) 由可調(diào)距槳控制系統(tǒng)、電站控制系統(tǒng)、主機(jī)三大系統(tǒng)相互作用完成。,船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng),4、軸帶發(fā)電機(jī)的幾種主要工作模式,想一想,1、船舶軸帶發(fā)電機(jī)優(yōu)越性有哪些？有哪些類型？ 2、對(duì)于主機(jī)轉(zhuǎn)速變化的定距漿船舶，如何維持軸帶發(fā)電機(jī)的電壓和頻率恒

11、定？ 3、采用軸帶發(fā)電機(jī)裝置為何還要配備輔助發(fā)電機(jī)組？,船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng),練一練,1、軸帶發(fā)電機(jī)是指船舶主發(fā)電機(jī) 。 A、和柴油機(jī)同軸制造 B、由皮帶輪傳動(dòng) C、由專用柴油機(jī)驅(qū)動(dòng) D、由船舶主機(jī)驅(qū)動(dòng) 2、軸帶發(fā)電機(jī)通常在船舶 運(yùn)行。 A、機(jī)動(dòng)航行期間 B、定速航行期間 C、拋錨期間 D、裝卸 貨期間 3、 船舶配置交流軸帶發(fā)電機(jī)較為方便。 A、定距槳 B、變距槳 C、遠(yuǎn)洋 D、內(nèi)河 4、交流軸帶發(fā)電機(jī)必須解決的主要問題是 問題。 A、頻率穩(wěn)定 B、電壓穩(wěn)定 C、功率因數(shù) D、提高效率 5、采用軸帶發(fā)電裝置時(shí)，配備輔助發(fā)電機(jī)組的目的是保證 時(shí)的供電。 A、發(fā)生故障 B、出現(xiàn)應(yīng)急情況 C、停航或機(jī)動(dòng)航行 D、用電量增加,船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng),小 結(jié),通過本章學(xué)習(xí)我們了解了 軸帶發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的基本知識(shí)；特別是對(duì)定螺距漿主