第九章 船舶电力拖动设备.doc

第九章 船舶辅机电力拖动 第一节 船舶辅机电力拖动基本控制电路 船舶电力拖动是船舶电气设备的一个重要组成部分。一般情况下电力拖动用电约占船舶电网的70％～90％，电力拖动的形式和性能在一定程度上反应船舶电气设备的水平。船用辅机很多都是通过三相电动机进行拖动控制的，本节重点讲解异步电动机基本控制电路，我们了解了三相电动的控制也就大致了解了大部分辅机是如何拖动的。 为了使电动机能够按照设备的要求运转，需要对电动机进行控制。电动机的控制电路通常由电动机、控制电器、保护电器与生产机械及传动装置组成。传统的电动机控制系统主要由各种低压电器组成，如图9-1所示为一个最简单的三相电动机控制电路。 用一个闸刀开关控制电动机的起动和停机，用三相熔断器对电动机进行短路保护，这个简单的电路就具有对电动机进行控制和保护的基本功能，但只能进行手动控制。自动控制电路由各种开关、继电器、接触器等电器组成，它能够根据人所发出的控制指令信号，实现对电动机的自动控制、保护和监测等功能。 一、点动、连续控制和多地点控制 1、三相异步电动机的点动控制电路 生产机械常常需要试车或调整，有些机械设备在运行过程中，必须要有人监视，如机舱盘车机、行车和甲板上的舷梯起落机等都需要点动控制。图9-2为最简单的点动控制电路。 该电路只要按SB启动按钮，接触器线圈通电，主触头闭合，电动机启动转动，松开按钮SB，电动机停止运转，这种控制称为点动控制。 2、三相异步电动机连续控制电路 大多数鼠笼式电动机的连续控制是采用磁力起动器进行控制。磁力起动器是用来远距离控制和保护鼠笼式电动机的最简单的成套电器。它由电源开关、熔断器、按钮、交流接触器和热继电器等组成。图9-3是单向（不可逆式）磁力起动器控制线路图。 启动电动机时，先将电源开关QK闭合。当按下启动按钮SB2时，交流接触器线圈KM通电，吸合衔铁使KM主触头闭合，电动机M与三相电源接通启动。同时，与SB2并联的KM辅助触头也闭合。当松开SB2时，接触器线圈仍然保持通电，电动机M继续运转。当需要停止电动机M时，按下停止按钮SB1，接触器线圈KM失电，KM主触头断开，电动机M停转，控制线路恢复图上状态，准备下次工作。 在上图中，接触器动合辅助触点KM在起动按钮SB2松开后，仍能保持闭合通电，这种功能叫做自锁。这种具有自锁功能的控制电路叫自锁电路。接触器中起自锁作用的触点（如KM）叫做自锁触点。 该控制线路具有失压（欠压）保护、过载保护和短路保护等基本功能。 3、多地点控制 为了操作方便，某些设备往往要求在两个或两个以上地点对它都能进行操作，例如，机舱的许多泵要求既能在机旁操纵，又能在集中控制室操纵。实现这一要求的就是多地点控制，只要将两个或多个启动按钮和停止按钮分别组成并联和串联电路即可，如图9-4所示。 二、三相异步电动机正反转控制 在生产上往往要求运动部件可向正反两个方向运动。例如，锚机的抛锚和起锚，起货机的提升和下降等。为了实现正反转，只要将电动机电源的任意两相接线对调即可。用两个接触器就能实现这一要求。如图9-5所示，接触器KM控制电动机正转；接触器KM控制电动机反转。 如果两个接触器同时工作，从主电路中可见，电源将发生短路。所以对这类控制线路在设计方面最根本的要求是：必须保证两个接触器不能同时工作。能实现这一要求的控制线路称为互锁控制。 如图9-6所示，将KM1和KM2的常闭辅助触头分别串联到对方线圈电路中实现电气互锁。除了电气互锁外，还常设有机械互锁。如图9-6所示，采用双层按钮，进一步增强了互锁的可靠性和操作的灵活性。 三、三相异步电动机连锁控制 生产机械或生产自动线都是由许多部件组成的。不同的运动部件之间是互相联系的，但又是互相制约的。例如，船舶主空压机正常工作时，需要冷却水进行冷却，所以要求冷却水压力建立后才能启动空压机。这种要求可以用图9-7所示的连锁控制线路来实现。 四、水柜典型自动控制电路 船用压力水柜随着用水量的变化，水、气空间容积在变化，即液位高度和气压都在变化。水位上升，气的空间高度减小，气压增加，如果不考虑漏气损耗，气压大小显然是与水位高低成正比例的，高限水位对应着高限压力，底限水位对应着低限压力。因此，对于像这样的密封容器式的双位液位高度的控制，可以采用双位压力的控制方式。 也就是说对于压力水泵来说，要求当水位低于低限时，电动机起动，补水；当水位到达高限时，电动机停止。那么我们可以通过密闭水柜，将水位高低转换为压力信号，通过压力继电器（SP）实现水位自动控制（双位控制）。如图9-8所示。 SP(H)为高限压力常闭触点，当水位高于高限时动作（断开）当水位低于高限时复位（闭合）；SP(L)为低限压力常开触点，当水位低于低限时动作