船舶电力拖动21世纪高职船舶系列教材
船舶操纵课件1
五、船舶种类概述
• 船舶操纵运动不但与船舶运动控制有关，还与船舶建造规 模、船型参数等因素有关。不同排水量、不同船型参数的 操纵性能不尽相同，随着船舶向大型化方向发展，这种性 能上的差别更加明显。 • 现代船舶种类繁多，有多种分类方法，可按用途、船体数 目、推进方式、推进器数目以及航行状态等进行分类。最 常用的方法是按用途分类：军用船和民用船两大类。民用 船：运输船、工程船、渔船、港作船等 • 从船舶操纵角度分：小型船舶、中型船舶和大型船舶 小型船舶：一般指载重量1万吨以下的船舶； 中型船舶; 一般指载重量3-5万吨以下的船舶； 大型船舶：一般指载重量8万吨以上、船长250m以上的船 舶；
R 兴波阻力： 与V 的4-6次方成正比
w s
WUT NC
Yang yadong
2、影响船舶基本阻力的因素：在船型一定的情况 下主要是船速和吃水
① ② ③ ④ ⑤
Vs
d
Vs
V
s
一定时，R 0 R b R f R r R f R e R w 一定时， V s R 0 较小时，
3% 2%
一．船舶阻力
2．附加阻力
（1）空气阻力 ：水线以上部分所受阻力，比重较小。在航海界，一般 将3级 风以下的空气阻力计入基本阻力。
（2）污底阻力 ：水线以下船体表面锈蚀、海生物附着。
（3）附体阻力 等。
：水线以下船体突出物，如龙骨、推进器轴、支架、舵
：波浪冲击，船体摇摆，顶浪航行时可使
（4）波浪阻力（汹涛阻力） 总阻力增加50%-100%。 （5）浅水附加阻力
WUT NC
yang ya dong
绪 论
• 船舶驾引人员根据船舶操纵性能和外界客观条件，按照 有关法规要求，正确运用操纵设备，使船舶按照驾引人 员的意图保持或改变船舶运动状态的操作（包括观察、 判断、指挥、实施等）。
电力拖动系统在船舶工程中的应用案例
电力拖动系统在船舶工程中的应用案例近年来，电力拖动系统在船舶工程中的应用逐渐增多，它为船舶的动力系统带来了诸多优势。
本文将介绍一些电力拖动系统在船舶工程中的具体应用案例。
1. 混合动力驱动系统在某型号远洋客船的设计中，采用了电力拖动系统作为混合动力驱动系统的一部分。
该系统由柴油发电机组、电力主推进器和电池组成。
在低速巡航、靠港停泊和船舶离岸时，主推进器可由电池供电，并借助电力拖动系统实现低速航行。
而在高速航行状态下，主推进器则由柴油发电机组供电。
这种混合动力驱动系统不仅减少了柴油发动机的工作负荷，降低了燃油消耗，还减少了对环境的污染。
2. 电力舵机系统在一艘大型客轮的设计中，采用了电力拖动系统用于舵机系统。
通过电力拖动系统，舵机的转动由电动机直接实现，可以实现对船舵的精确控制，提高了船舶的操纵性能。
相比传统的液压舵机系统，电力舵机系统的响应速度更快，且维护成本更低，更易于控制和保养。
3. 电子辅助动力系统某复合运输船采用了电力拖动系统作为电子辅助动力系统，用于驱动船舶吊杆和起重机。
传统的液压系统由于体积较大、结构复杂且维护困难，而电力拖动系统不仅结构简单，而且具有快速响应、无噪音等优点，更适用于起重设备的控制。
此外，电力拖动系统还可以通过电动机的能量回收功能，在吊杆和起重机的过程中，将动能转化成电能再进行利用，从而提高能效。
4. 船舶辅助动力系统在一艘油轮的设计中，采用了电力拖动系统作为船舶辅助动力系统。
在航行过程中，船舶通常需要进行其他设备的供电，传统的方式是使用独立的柴油发电机组，这不仅增加了燃油消耗，还带来了噪音和排放物等问题。
而采用电力拖动系统，船舶可以将主推进器反向旋转，将电动机转化为发电机，通过电力拖动系统供电给其他设备，节约了燃油消耗，并减少了污染。
总结：电力拖动系统在船舶工程中的应用案例举不胜举，从混合动力驱动系统、舵机系统、辅助动力系统到供电系统，电力拖动系统通过提供高效、环保的动力解决方案，为船舶工程带来了革命性的改变。
船舶电力系统概述 PPT
船舶电力系统概述
1. 电源
电源是将其他形式的能量转换成电能的装置。 船舶常用的电源有发电机组和蓄电池。
柴油机
发电机
船舶电力系统概述
（1）发电机组 发电机组是船舶最基本的供电单元，我厂承接
的船舶一般使用柴油发电机组。 柴油发电机组一般由柴油机和发电机两部分组
成。它通过柴油机的运转做功，点燃柴油和压缩空 气的混合气体，产生热能，推动曲轴转动，带动发 电机的转子，从而产生电能，输出供负载使用。
每条船一般使用2~3台发电机组，以及1台应急 发电机组。应急发电机组必须可以在正常电力短缺 时自动启动，并通过自动转换开关连接到应急负荷。
7
船舶电力系统概述
（2）蓄电池 蓄电池，俗称电瓶，又称可充电电池，泛指所
有在电量用到一定程度之后可以被再次Biblioteka 电、反复 使用的化学能电池的总称。
船用蓄电池主要有两种：一种是船舶起 动蓄电池，一种是船舶通信系统蓄电池。船 舶起动蓄电池适用于船舱柴油发动机组，是 船体运动的主要硬件设施，在发电机组起动 瞬间能放出强大的电流，触使发动机高速运转从而带动船舶。 而船舶通信系统蓄电池主要用于船上应急照明、信号灯、报 警系统、UPS计算机备用电源、船上医疗器械、电信设备等， 简单点说，就是作为发电机故障下或不作用情况对船舶电力 供应的一种后备装置。
船舶电力系统概述
2. 船舶电气设备的环境条件
（1）温度：
适应环境温度
介质温度
空气温度（℃）
电气设备安 装处所
封闭处所内
高于45 ℃，低 于0 ℃处所
露天甲板
无限航区
0～45
按该处所温度 -25～45
除热带海域 的有限航区
0～40
按该处所温度 -25～40
船舶电力拖动系统课程建设的实践与探索
位性知识 的到来 ， 来一个同化一个 。这样便于形成 良好 的 认 知结构 。在讲第十二章之前 ， 先讲第 十二章小结 中的内 容， 来一个“ 首尾倒置 ” 。让学生获得八种 四边形 的定义和 相互关 系的知识之后再进行后来 的教学 ，在这一过程中， 用这一课 的知识作为今后每一节课 的 “ 先行组织者” —— 同化 每一 节课 的 内容 ， 就这 样改 变 了以前 从 前一 课 时 只学
征， 就 很容 易 得 出定 义 了。 ２ ． 多个 同化一 个 。前 边 说 到的 七种 四边 形 可看 成 是特
旧知识重现 ， 作为“ 先行组织者 ” ； 又借助“ 先行组织者 ” 不 但使课前提问不攻 自破而且更重要的是 同化新课—— 即 几个概念性质 的学 习。待几个概念性质学习完毕 ， 经历 了 方法和内容上 的若干次同化 ， 因此说 ， 组织者“ 先行” ， 将会 产生多次 同化 ， “ 后行” ， 只产生总结复习时的一次同化。
定 义 分 别 是用 矩 形 、 菱形 、 平 行 四边 形 这 三个 概 念 来 固定
开门见 山地把小结中的内容一下子教 给学生似乎突 然 了一些。不学内容 ， 先学结论 ， 从逻辑上是行不通的， 但 从认知结构 同化原理的角度看都是行得通的， 因为学生大 脑 中对 四边形知识并不是空白， 而是有大量的生活经验可 用做固定点。所以在第一课时中引入“ 小结 ” 中的内容 ， 便 是从激活学生头脑 中的生活经验入手的。 但完全依靠它并 不牢固， 于是教师又带领学生获得新 的下位观念来做下位
一
个 概念 或性 质 的方 法 ， 而 是在 一 节课 内并 列学 习 几个 概 念或 性质 。 主要 通 过 了一连 串的 问题少 许 激活 学生 头脑 中
不论关系远近 ， 它们都具有一定的相 同点 。 如有四个边 ， 四 个角 ， 两条对角线 ， 内角和均为 ３ ６ ０ 。等 ， 也 就是说 四边形 性质可同化其他四边形 的性质 。 象这样 的把定义的每个概 念都先 固定在四边形 上以后 ，只要你找出相应 的图形特
电力拖动自动控制系统 (2)
电力拖动自动控制系统简介电力拖动自动控制系统是一种通过电动机及其控制设备来实现机械设备运动的自动化控制系统。
它广泛应用于各个工业领域，如船舶、电厂、交通运输等。
电力拖动自动控制系统能够对电动机进行电压、电流和频率的调节，实现对被控制设备的精确控制。
通过采用先进的控制算法和传感器反馈，可以实现高效的运动控制、准确的位置控制和稳定的速度控制。
本文将从以下几个方面详细介绍电力拖动自动控制系统的组成、工作原理以及应用。
组成电力拖动自动控制系统由以下几个主要组成部分构成：1.电动机：电动机作为电力拖动自动控制系统的核心部件，负责将电能转化为机械能，驱动被控制设备运动。
2.控制器：控制器是电力拖动自动控制系统的大脑，负责对电动机进行控制和调节。
它接收传感器反馈的信号，并根据预设的控制算法进行运算，实现对电动机的精确控制。
3.传感器：传感器用于获取被控制设备的状态信息，如位置、速度、温度等。
传感器的反馈信号用于控制器进行实时调节，确保被控制设备的运动精确控制。
4.执行器：执行器负责将控制器输出的控制信号转化为实际的电压、电流或频率输出，通过控制电动机来实现对被控制设备的运动。
工作原理电力拖动自动控制系统的工作原理可以简述如下：首先，传感器捕捉被控制设备的状态信息，并将其转化为模拟信号或数字信号。
这些信号经过放大、滤波等处理后，传送给控制器。
控制器接收传感器信号后，根据预设的控制算法进行运算，并输出控制信号。
这些控制信号经过执行器的转化，最终作用于电动机。
电动机根据控制信号的输入，改变其电压、电流或频率，实现对被控制设备的运动。
电动机的运动状态被传感器继续监测，反馈给控制器进行调节。
通过不断的传感器监测和控制器调节，电力拖动自动控制系统能够实现对被控制设备的高精度控制和稳定运行。
应用电力拖动自动控制系统广泛应用于各个工业领域，其中一些常见的应用包括：1.船舶：电力拖动自动控制系统在船舶中起着关键作用，可以实现对推进器、舵机和起重设备等的精确控制，提高船舶的安全性和操纵性。
船舶电气设备
应急电站
以发电机为电源的应急电站由应急发电机组和应急配
电板组成。一般设置1台用蓄电池起动的柴油发电机组 。 正常时，应急配电板由主配电板的主发电机供电，主 电源失电的应急应急情况下转换由应急发电机供电。 海船的应急发电机能在应急情况下自动起动、转换供 电。
临时供电装置
蓄电池与充放配电板组合构成供电的电站，但习惯上
一、电力系统
系统参数： （1）电流种类：直流电和交流电 （2）电气参数 （3）配线线制 （4）船舶电站
（2）电气参数
2.1 电力系统运行的质量指标是电压和频率。一般船舶和舰
艇的电压等级是低压。船舶低压电力系统广泛采用50Hz、 380V或60Hz、440V。 2.2考虑到电气设备的配套和泊岸可接用的电源，船舶采用 陆地低压电力系统的电气参数。我国采用50Hz、380V。远 洋海船要在不同国家港口泊岸，60Hz、440V设备接用50Hz 、380V的电源可以运行，比50Hz、380V设备接用60Hz、 440V电源运行有利。我国的远洋海船的电力系统也采用 60Hz、440V参数。 2.3电力输送和设备的制造采用低压等级都有困难，需要升 高电压。目前采用3000V～11000V。我国船级社CCS称这 个电压等级为“高压”，有些国家船级社按陆地电力系统标 准称为“中压”。目前常见使用的有6.6kV、50或60Hz。
系统结构
实际工作中也有按用途分为： 动力网络——船舶电网中向动力设备供电的网络； 照明网络——船舶电网中向照明设备、电风扇及小容
量电热设备供电的网络； 弱电网络——船舶电网中向各导航、通讯及无线电设 备等供电的网络。 主配电板和应急配电板的配电有电力和照明2部分，电 力由发电机输出直接供电，照明经变压器降压、隔离 供电。
电气工程-船舶电气设备与系统PowerPointPresent 精品
本章主要讲解内容
第一节 常用控制电器 第二节 电动机的基本保护环节 第三节 控制电路的控制环节 第四节 异步电机的典型控制电路 第五节 电动机的智能控制 第六节 可编程序控制器
什么是电器
电器是一种能根据外界的信号 （机械力、电动力和其它物理 量），自动或手动接通和断开 电路，从而断续或连续地改变 电路参数或状态，实现对电路 或非电对象的切换、控制、保 护、检测和调节用的电气元件 或设备。
返回
主令电器 1．按钮开关（图8-1） 2．组合开关（图8-2） 3．行程开关（图8-3） 4．主令控制器（图8-4）
1. 按钮开关 按钮开关通常用来接通或断开控制电路，从而控制电动 机或其他电气设备的运行。
图1-35 控制按钮结构示意图
1-按钮 2-复位弹簧 3-常闭静触头 4-动触头 5-常开静触头
（d）电路符号 返回
1． 熔断器的结构和特征 （1）插入式熔断器 （2）螺旋式熔断器 （3）有填料封闭管式快速熔断器
2．熔断器的选用 （1）电灯支路：熔体额定电流≥支路上所有电灯的工作
电流之和。 （2）单台直接起动电动机：熔体额定电流＝（1．5～
2．5）×电动机额定电流 （3）配电变压器低压侧：熔体额定电流＝（1～1．2）
(b)转臂式； 图8-3 行程开关
(c)电路符号 返回
3. 主令控制器
主令控制器是一种多位置多回路的控制开关，适合于 频繁操作并要求有多种控制状态的场合，例如起货机、 锚机和绞缆机的控制等。
（a）结构示意图
（b）电路符号
图8-4 主令控制器
返回
二、熔断器 低压熔断器是低压配电系统中起安全保护作用的一 种电器，广泛应用于电网保护和用电设备保护。主 要作短路保护，有时也可起过载保护作用。
船舶电气设备
9.1.1 甲板机械的特点、驱动及控制 1）电动甲板机械 2）液压甲板机械
适用范围 船舶 的选 用
较少
（1）甲板机械工况特点 （2）调速要求 （3）工作可靠性要求（4）对电气设备的要求
对电站容 量的要求
大功率起 动对电网 冲击 不冲击电 站
起动特 性
加速时 间在2~4 秒内 小于2秒
第九章 船舶甲板机械电力拖动与控制
第九章 船舶甲板机械电力拖动与控制
9.2.2 电动起货机的结构和运行特性
2）回转式起货机(crane)
结构特点： 起货绞车、变幅绞车、回转绞车以及吊杆和索具等已 被组装在一个共同的回转座台上。作业时，各组成部 分随座台一起回转。
第九章 船舶甲板机械电力拖动与控制
SA9断→KT2（10）延时断→KMH 断电→再生制动毕、剩机械制动。 KT4(22) KT5通电→ KT KT 立即打开 4(4) 5（ 15）立即闭合为KMB
KT4(22) 通电准备； 断电→KT KT 延时闭合 4(4) 5断电 0→起货3:从中速到高速，按时间原则。 → KT5（15） 延时打开，使 YB保持松 使负载继电器 KI 避开由中速到高速 轻载：KM2（25）断→KT3断电 闸。 换挡时产生的冲击电流造成假过载 →经0.5s延时KM3通电进入高速。 而误动作。 重载： KA2通电不能进入高速
9.2.2 电动起货机的结构和运行特性
2）吊杆式起货机 双吊杆式起货机
两台电动机，两个主令控制器。
作业时 一根吊杆3放在货舱口上方 另一根吊杆4则伸出船舷之外 两根吊杆上的吊货索7、8均与吊 货钩相连并各由一部起货机带动 装卸货时，吊杆位置固定不动， 只需操作两部起货机，相应改变 两根吊货索的长度，即可自船舱 或码头起卸货物
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船舶电力拖动21世纪高职船舶系列教材
•内容简介：
•本书是一本阐述电机基本原理、常用低压电气线路和船舶电力拖动专业知识的教材。
全书共分十三章，第一章至第八章主要阐述直流电机、变压器、三相异步电动机、同步电动机，意在突出交流异步电动机的应用，突出电机的拖动性能主线。
第九章至第十章阐述常用低压电器基本知识。
第十一章至十三章主要阐述船舶机舱辅机控制、船舶甲板机械电力拖动控制、船舶舵机装置的自动控制系统，对每个控制环节给出具体的控制电路，深入浅出，层次分明，并采用树状形式对电路图进行原理论述。
本书编写时力求实用性，可作为高职高专教材，也可供从事船舶电气工程技术人员的学习和培训教材。
•目录：
•第一章直流电机的原理
•
•第一节直流电机的工作原理
•
•第二节直流电机的基本结构和铭牌数据
•
•第三节直流发电机的运行原理
•
•第四节直流电动机的运行原理
•
•第五节直流电机的换向
•
•本章小结
•
•思考题与习题
•
•第二章直流电动机的电力拖动
•第一节电力拖动系统的运动方程式
•
•第二节生产机械的负载转矩特性
•
•第三节他励直流电动机的机械特性
•
•第四节他励直流电动机的启动和反转
•
•第五节他励直流电动机的制动
•
•第六节他励直流电动机的调速
•
•本章小结
•
•思考题与习题
•
•第三章变压器
•
•第一节变压器的基本工作原理、用途及结构•
•第二节变压器的空载运行
•
•第三节变压器的负载运行
•
•第四节变压器参数测定
•
•第五节变压器的运行特性
•
•第六节三相变压器
•第七节其他用途的变压器
•
•本章小结
•
•思考题与习题
•
•第四章三相感应电动机
•
•第一节三相交流绕组
•
•第二节三相交流绕组的磁动势
•
•第三节三相交流绕组的电动势
•
•第四节三相异步电动机的结构与基本工作原理•
•第五节三相异步电动机的空载运行
•
•第六节三相异步电动机的负载运行
•
•第七节三相异步电动机的功率和电磁转矩
•
•第八节三相异步电动机的工作特性
•
•第九节三相异步电动机的参数测定
•
•本章小结
•
•思考题与习题
•第五章三相异步电动机的电力拖动
•
•第一节三相异步电动机的电磁转矩
•
•第二节三相异步电动机的机械特性
•
•第三节三相异步电动机的启动
•
•第四节三相异步电动机的调速
•
•第五节三相异步电动机的反转与制动
•
•本章小结
•
•思考题与习题
•
•第六章同步电动机
•
•第一节同步电机的基本结构与工作原理
•
•第二节同步电动机的电动势相量图
•
•第三节同步电动机的功率、转矩和功(矩)角特性•
•第四节同步电动机的启动
•
•本章小结
•
•思考题与习题
•第七章其他用途的电动机
•
•第一节单相异步电动机
•
•第二节其他电动机
•
•本章小结
•
•思考题与习题
•
•第八章电动机的选择
•
•第一节电动机的一般选择
•
•第二节电动机的发热与温升
•
•第三节电动机额定功率的选择
•
•本章小结
•
•思考题与习题
•
•第九章常用低压电器
•
•第一节电器的作用与分类
•
•第二节低压电器的电磁机构及执行机构•
•第三节常用控制电器
•思考题与习题
•
•第十章继电器一接触器控制电路基本环节
•
•第一节电气图
•
•第二节三相笼型感应电动机全压启动控制电路•
•第三节三相笼型感应电动机减压启动控制电路•
•第四节三相绕线转子感应电动机启动控制电路•
•第五节三相感应电动机电制动控制电路
•
•第六节三相感应电动机调速控制电路
•
•思考题与习题
•
•第十一章船舶甲板机械电力拖动控制
•
•第一节锚机的电力拖动与控制
•
•第二节锚机控制线路
•
•第三节直流电动起货机
•
•第四节交流电动起货机
•
•第五节电动液压起货机
•思考题与习题
•
•第十二章船舶机舱辅机控制
•
•第一节船舶冷藏装置自动控制
•
•第二节空调设备电气控制
•
•第三节船舶辅助锅炉自动控制
•
•第四节船舶分油机电气系统
•
•思考题与习题
•
•第十三章船舶舵机装置的自动控制系统
•
•第一节舵与舵机装置
•
•第二节操舵方式及基本工作原理
•
•第三节自动舵的基本类型及其基本要求
•
•第四节舵机自动控制系统实例
•
•思考题与习题
•
•附录电气图常用图形及文字符号新旧对照表。