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船舶轴带发电机
船舶轴带发电机一、主要类型●频率变动型●频率稳定型●复合型l:轴带发电机；2 :晶闸管整流器；3 :电抗器；4 :晶闸管道变器；5 :短路电抗器；6 :同步调相机；7 :励磁变换器；8 :控制装置；9 :励磁变压器；10 :负载●关键问题：根据主机的运行条件，对主机转速的变化进行补偿，以获得恒频、恒压的电力转速补偿方式：无频率补偿型：发电机的频率随主机转速而变化频率补偿型：采用机械或电气的控制手段保持船舶电网的频率变距桨和轴带发电机工作原理:发电机与主机转轴靠机械传动装置（减速齿轮箱）联在一起缺点：①输出电源频率受主机负荷变化的影响；②可以和其他发电机并联运行，但时间不宜过长；③输出功率的大小受主机允许输出功率的限制；三、定距浆船舶的轴带发电机船舶电气安全管理一、船舶照明系统的维护保养1. 照明系统的维护周期和要求★测量线路的绝缘电阻检查灯头接线是否老化和开断检查室外灯具水密性能与锈蚀开航前，应检查航行灯、信号灯的供电电源、灯具及故障报警装置探照灯、运河灯在使用前应检查其电源、开关、连接电缆和灯具的水密性能及绝缘电阻情况2. 照明系统维护保养注意事项★尽量避免带电更换灯泡，更换的灯泡应与电源电压一致，功率不能超过灯具允许的容量。
在检修某些特殊部位，例如辅锅炉内部、柴油机曲轴箱、压载舱、储水柜等地方需用临时照明时，必须使用带有安全网罩的36 V以下的低压灯。
装卸易燃危险货物时，不可使用携带式货舱灯。
应急照明灯具应涂以红漆标记，以示区别。
经常检查灯泡是否良好，损坏的应及时更换.。
甲板、船桥等露天投光灯具，开灯前应先脱去帆布，用完要及时将帆布罩妥。
室外水密插座，通电前先检查插头螺母是否旋紧，取出插头前检查电源是否切断，用毕后应旋紧防水盖。
需要张挂彩灯时，要考虑到供电线路和开关的载流量、各相电流分配是否平衡，并要配备好保护装置。
油船严禁张挂彩灯二、船舶电气火灾的预防★1.电气设备起火原因电气设备的绝缘下降或损坏，电气线路发生短路、接地等故障引起的火花；电气设备长期过载、超负荷工作，温升超过允许值，甚至燃烧；继电器、接触器通断‘情况不良，灭弧不好；直流电机换向不好，换向火花过大；导体或电缆连接点松动，接触不好，引起局部发热甚至燃烧。
船用主机轴带稳频发电机简介
船用主机轴带稳频发电机简介1.主机轴带稳频发电机的应用船舶在选用主柴油机时，要考虑海况，船况，柴油机安全等功率储备。
该储备须达到额定功率的10%～15%。
如果船舶航行于平静的海面，并且船舶出厂不久或坞修之后，这时海况及船况良好，主柴油机就有较大的功率储备没有得到充分利用，另外，主柴油机大都在部分负荷下运行，而在低于75%～85%额定功率的低负荷下运行时，其经济性将下降，如果利用轴带发电机，可以使主机长时间在较高负荷下运行，从而具有良好的经济性。
对于货船，一般来说其电站功率为主机额定功率的5%左右。
轴带发电机完全能满足船舶正常航行的电力需要。
主机轴带发电机因其良好的经济性而得到广泛应用。
2.采用主机轴带稳频发电机的优越性降低主机燃油消耗，提高综合经济性主机配备轴带发电机后，可以长期在较高负荷下运行，油耗率的依降低。
另外，主机效率一般比辅助柴油机要高，而且主柴油机一般燃用劣质燃油，从而进一步降低了燃料费用，提高了综合经济性。
利于能量综合利用主机配备轴带发电机，船舶正常航行时由轴带发电机供电，不必使用辅助柴油机，因此可以省去副机动力系统的功耗，而主机辅助系统功耗基本不变，目前，船舶副机的排烟余热一般没有得到利用，而四冲程的辅助柴油机较二冲程的主柴油机排烟温度高，因此浪费了大量排气余热。
如果设置主机轴带发电机，辅助柴油机因运行时间少，其排气余热浪费减少，而主机的排气余热可以得到更为有效的利用。
减少润滑油消耗及副机维修保养费用船舶正常航行时，由主机轴带发电机供电，于是辅助柴油机运行时间大大缩短，其滑油耗量减少，磨损减少，运行维护费用因此降低。
改善工作条件机舱噪声可以减轻，从而改善工作条件。
3.轴带稳频发电机特点WP-H系列船用稳频轴带发电机是本厂自主研发的新一代节能新产品，具有核心知识产权，国家专利。
是利用船舶航行主机动力附轴带动的轴带发电机，具有输出频率及电压稳定可靠的特点，其节能效果特别显著。
在船舶主机不稳定转速（从怠速至高速）的动力输入到稳频发电机上，给船舶提供各项性能可靠的优质电源。
船舶轴带发电机PPT
输出功率增加，调相机SC的输入功率增加，转速增加、频率上 升。
系统有功功率的调节：电网负载有功功率增加，引起调相机
速度和频率下降，控制器增加励磁电流，使逆变器输出增加。
系统无功功率的调节：当负载无功功率变化时，引起调相机
无功电流变化，引起电压变化，AVR自动改变励磁电流，保持电 压恒定和无功功率平衡。
5）轴带发电机在运行中的问题
紧急停车，紧急倒车等情况，有可能导致轴带发电机和柴油发 电机带电转换和并联运行 必须在主机额定转速60%—110%的范围内进行 主机紧急停车和紧急倒车时采用两种方法: 1、主机转速降到60%以下，采用失电转换； 2、主机转速维持在60%，带电转换后急剧减速。
轴带发电机的布置形式
2.交流轴带机为了使频率减小主机转速变化的影响，其控制较 复杂。—— 有定（FPP）、变距浆(CPP)2种。
船舶电气设备与系统
1、轴带发电机系统的特点、分类和功率输出特性
⑴变螺距螺旋桨船舶的轴带发电机
变距桨系统特点：转速不变，改变螺距可改变螺旋 桨推力大小和方向。
控制： —— 需要两方面的控制 1.主机油门控制； 2.螺旋桨螺距控制。
过载范围 （30S内）
转速 范围内可以输出额定功率， 0.6
2、40%-75%范围内输出功率随 0.5
转速的下降成正比下降，
3、低于40%时，无法维持 逆变器工作，停止运行。
0.4 0.75 1
Nsg
船舶电气设备与系统
2、轴带发电机系统的组成原理
定距浆晶闸管变流器轴 带发电机系统 由三部分组成： 1）主回路有功通道 由1、2、3、4、5构成。 2)无功通道 由具有自动调压器的调 相机构成。 3）控制器 频率和逆变角控制器调 节和控制系统频率和有 功功率。
第44讲轴带发电机及运行要求
用这种主机驱动发电机，跟一般柴油发电机一样， 发出的电能直接向电网供电。不同的是，原动机 （主机）比发电机大得多（5～10倍），在发电 机的整个负载范围内，频率（转速）不随负载的 变化而变化，这个概念对以后讨论并联运行很重 要。
图11-1 直接供电系统原理
• 具有转速补偿的二次设备有电磁滑差联轴节
系统、行星齿轮传动系统、可控液压发动机
系统和电动机—发电机系统等。多数系统都
已淘汰。目前国外采用可控液压发动机系统。
• 具有频率补偿的二次设备主要是带晶闸
管逆变器的轴带发电机系统。轴带发电机发 出的电能需要通过二次设备转换才能供电。 我们把主机轴带的一次设备（机械装置或发 电机）与二次转换设备组成的发电系统称为 轴带发电机系统，简称轴带发电机系统。
• 直接供电的系统原理如图11-1所示。主机
的转速较低，一般都是通过增速齿轮驱动 发电机。
• 发电机与主机的驱动有采用固定连接的，
即只要主机运转发电机就运转；也有采用 离合器连接的，合上离合器发电机才能被 驱动。较多的是采用固定连接。
• 二、间接供电
• 船舶采用定距桨，主机转速按航行或作业的
需要随时会变化。轴带发电机的频率将随转速的 变化而变化，发出的这种电能是无法直接供给电 网使用的，必须通过中间环节把变化的频率变换 成稳定频率才能使用。因此，定距桨轴带发电机 的核心问题是解决频率的稳定。
• 首先要明确，由主机轴带的不一定是旋转发电机，
可以是其他机械。如果是旋转发电机，交流或直 流都可以，但现在直流很少使用。把主机直接带 动的发电机或其他机械称为一次设备。这样就把 用来转换的中间设备称为二次设备。
• 如果通过二次设备能得到稳定的转速，就可以驱
第10节船舶轴带发电机
2）频率补偿型S／C系统 这种系统中，采用机械或电气的控制手段使船舶电网 的频率保持轴带发电机装置组成的(CPP+S／c)属于这种 系统。
轮机学院电气及自动化教研室
课 件
船舶电气设备及系统
2018/10/27
3）变距桨和轴带发电机装置组成(CPP+S／G) 该系统中，主机和轴带发电机之间装有减速齿轮装置。 船速取决于变距桨的螺距大小，主机转速及轴带发电机 的频率大致恒定。在CPP+S／G系统中，只在切换发电机 时，才可以和其它发电机并联运行，因为长时间并联运 行是非常困难的。 4）变距桨船舶轴带发电机装置的工作原理 由于变距桨船舶采用的主机都为定速定向型，在正 常航行时主机的转速维持在一个速度上(额定转速)，而 且主机的转向是一定的，不需要换向，航速是靠调节桨 叶的角度实现的，所以这类船舶大都采用轴带发电机不 需加恒频装置。轴带发电机与主机轴之间是靠机械传动 装置(减速齿轮箱)联在一个系统中，因此整个系统的组 成比较简单，其工作原理与系泊(辅助)发电机的工作原 理大致相同。
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船舶电气设备及系统
2018/10/27
轴带发电机系统也存在一些缺点： • 船舶在港作业时，不能用轴带发电机供电，仍需要辅助 柴油发动机组供电。 • 对于交流电制的船舶，若非恒定转速的主机，则必须采 取特殊措施，保证电网的频率的恒定，故使整个系统变得 较为复杂。 • 一次投资(即造船成本)较大，虽然可以从营运成本降低的 好处中得到补偿，但是这个补偿是和轴带发电机的功率有 关(功率越大越好)，还与时间的利用率(即船舶在一年中航 行的时间)有关。
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船舶电气设备及系统
2018/10/27
10十节船舶轴带发电机系统
有 功 功 率
无 功 功 率 变压器 整流
2．具有自动调压器（AVR） 的调相机6 （也称同步补偿机 SC）为无功通道。同步补偿 机提供无功功率。
3．控制器8 （频率和逆变角） 调节和控制系统频率和有功 功率。
三、轴带发电机系统基本工作原理与运行操作 1、工作原理：有功通道提供有功功率。 无功通道提供无功功率。 频率调节：改变轴带发电机的励磁电流实现系统频率 的调节。 有功功率的调节：由频率控制器根据频率的变化增加 发电机的励磁电流，使逆变器输出的有功功率增加 来达到与电网负载的有功功率的平衡。（不是直接 调主机油门）。 无功功率的调节：由自动调压器AVR改变励磁电流以 保持电压的恒定和无功功率的平衡。（与同步发电 机调节无功功率的原理同）
• 3．按下异步电动机的起动按纽（或自动控制起动）， 带动调相机（同步补偿机）起动，并建立电压； • 4．检查调相机建立正常电压后，接通轴带发电机的励 磁电路，发电机起压空载运行； • 5．给整流器、逆变器触发脉冲，逆变器开始向调相机 输出功率，异步电动机断电； • 6．轴带发电机系统已经具备供电能力，起动成功。
2、定螺距桨的主机轴带发电机（多用）
系统特点： 主机转速和转向是可变的。—— 只有在船舶定 速航行时才是不变的。因此，要求船舶定速航行时 才能让轴带发电机并网投入工作。 同时，由于风浪等对转速可造成影响，因此， 必须通过转速补偿装置使发电机电压和频率稳定。 措施： 1.转速补偿； 方法：1.变流机组稳定供电频率；2.行星齿轮传动系 统；3.轴带异步发电机；4.电磁滑差离合器恒速系统。
3、轴带发电机的功率输出特性P187图7－34
主机转速在75%～100% 额定转速内可输出额 定功率，在40%～ 75%内输出功率将随 转速的下降而成正比 的下降，当转速低于 额定转速的40%时发 电机所产生的电压已 无法维持逆变器的工 作，轴带发电机系统 停止工作。
10十节船舶轴带发电机系统
非恒定频率交流电经 整流后，供给晶闸管三相 逆变器变换为恒定频率三 相交流电，三相逆变器提 供由根具同有有据同步自功负补 动功步载偿电率补变机压，偿化来调而机进提整无励行供器功磁控。功功能率电制。流， 通代步后常，可，采通专用用过设离辅柴同合助油步器发机补脱电拖偿开机入机。替。同
同步补偿机为一工作在过励磁状态(如同带了容性负 载)下空载运行的同步发电机。当负载功率因数低时， 适当增加补偿机的励磁，输出较多的无功功率，满 足负载无功功率的需要。当功率因数升高时，减少 励磁，而维持电网电压的恒定－即同步补偿机带有 自动电压调整器（AVR）。
即：调相机（同步补偿机）具有：输出无功功率，维 持系统的电压、频率等作用。
停车
额 定 输 出 线性 区 下降 域 输出 区域
轴带发电机的功率输出特性
4、晶闸管轴带发电机系统
组成：
交
流
电
抗
1．轴带发电机1
器
（ 流 波 逆 器 通S电器变5道G构抗）2器。、成器、4直变主和晶3流、压回交闸平晶器管流路滑闸整1电有滤管1 抗功和 晶闸管整流器7是轴
逆变
直流 滤波
带发电机励磁电流调
2、轴带发电机的运行操作
当船舶需要转入机动工况（如进港等）时，因主 机将进行减速、倒车、停车等操纵，轴带发电机应 停止工作。（主要步骤：1→2→3） 1．起动柴油辅助发电机组，并切除次要负载； 2．完成辅助发电机的手动或自动并车及转移负荷， 之后才能操作主机减速或倒车； 3．当主机转速降低到额定转速的40%以下时，轴 带发电机励磁终止，主开关跳闸，逆变器停止触发， 轴带发电机终止发电。
交流轴带机因主机转速的变化既影响电压，还 影响电网频率，为保证电压、频率稳定，须针对不 同主机及螺旋桨类型采取不同的措施，其控制较复 杂。—— 有可变螺距螺旋桨的主机型式；定螺距 螺旋桨的主机型式2种。
船用发电机使用说明书
安全告示：本说明书强调：安装、运行及维护保养系列发电机时必要的安全措施；1．发电机在起吊和搬运时应注意：发电机上的吊攀只适用于起吊发电机(单机)而不能用来起吊整台机组，否则有可能导致人员伤害及设备损坏；2．不能在发电机风扇上施力，决不允许通过风扇拔动发电机，否则有可能引起严重的人身伤害及设备损坏；3．维修之前，应将所有的电源断开，切断所有的控制线路，以防发电机意外起动；4．必须根据地方和国家电气法规妥善接地；5．每当发电机在运转时，总认为带有电压并加以处置，即使将调节器的保险丝拆下，在发电机的出线端和调节器的接线端也有剩磁电压存在，必须小心处置，否则将引起严重的人员伤；6．当有溶剂、清洁剂或可燃液体存在时，必须良好通风，以防火灾，爆炸及危害健康，要避免吸进有害气体，采用合适的劳防设施避免人员伤害(如：头、眼睛、脸、脚、手、呼吸道等等)；7．发电机应有防雨水、防海水的措施，防止雨水或海水进入发电机内部；8．在故障处理时，由于防护罩，安全设施可能被拆除以便操作人员得以接近，进行操作或测试，因此必须特别小心!概述：系列无刷三相交流同步发电机是新一代无刷发电机。
系列发电机能与柴油机(内燃机)配套组成固定或移动电源，适用于商厦、医院等各种场合，可作为工矿企、业、农村及野外工程动力照明使用，也可作为应急电源使用。
系列发电机设计独特，结构先进，性能优良，运行可靠，使用方便，体积小，重量轻。
(—)、发电机的结构：UC系列无刷三相同步发电机开启式防护结构，由主发电机、带旋转整流器的三相交流励磁机、静止的电压调节器及出线箱组成。
UC发电机绕组采用H级绝缘结构主发电机定子机座为钢板焊接结构,定子冲片设计独特,输出绕组12根引出线为U1、U2、U5、U6、V1、V2、V5、V6、W1、W2、W5、W6。
主发电机转子为凸极式，是整体凸极冲片，采用铝棒将铁心和全阻尼绕组连成一体，磁场绕组直接绕制而成，具有良好的电气绝缘性和可靠的机械强度。