第十章 船舶舵机电力拖动.ppt

第十章 船舶舵机的电力拖动与控制 §10—1.舵机的电力拖动与控制的基本要求 §10—2.操舵方式及其基本工作原理 §10—3.自动舵的基本类型及其调节规律 §10—4.自动舵系统基本工作原理 学习第十章应该注意的点 §10—1.舵机的电力拖动与控制的基本要求 §10—2.操舵方式及其基本工作原理 §10—3.自动舵的基本类 型及其调节规律 §10—4.自动舵系统基本工作原理 第十章 各节要点 各节要点： 第一节：舵机的分类、特点；基本要求。 第二节：操舵方式（种类、原理）；自动操舵仪的组成原理。 第三节：自动舵基本类型；各种调节规律的性能、特点。 第四节：自适应舵的概念和类型。 第十章的主要内容 主要内容：船舶舵机的“基本要求”、“操舵方式”和“基本调节规律”。 要求掌握舵机的基本要求，知道各种操舵方式的使用场合、各自特点及系统的组成 ； 要求掌握舵机的基本类型，知道各种调节规律自动舵的使用场合、各自特点及系统的组成，明白各种“调节规律”的输出输入关系。 * 第十章学习应注意的几个问题： 1.对船舶舵机有什么基本要求？ 2.有几种操舵方式？ 3.各种操舵方式有什么特点？ 4.自动舵是怎样工作的？ 5.自动舵有几种调节规律？各种调节规律分别起什么作用？ 相对比较难的点： 1.各种操舵方式的工作原理；2.自动舵各种调节规律的特点。 电动 - 机械舵机： 分为两类：⑴.电动 - 机械；⑵.电动 - 液压。 舵机装置的分类： 工作过程：电动机通过连轴节带动蜗杆蜗轮转动，并通过主动齿轮带动扇形齿轮，再经过缓冲弹簧转动舵柄（在扇形齿轮下面，通过弹簧推动），从而使舵柱和舵叶偏转。 作用：蜗杆蜗轮传动—— 大变比减速，能够锁定舵柱和舵叶。 缓冲弹簧——减轻船舶在航行中波浪对舵叶的冲击力，防止传动装置受到损伤。 系统组成：一般采用G—M系统。 对舵机装置的要求： 电动 - 液压舵机： 系统组成：恒速电动机拖动双向变量油泵，提供双向的高压油驱动液压油缸。 工作过程：当一油缸注入高压油而另一油缸排出低压油时，推动撞杆（活塞）移动，从而带动舵柄，舵柱和舵叶偏转。 基本要求 三可靠：1.供电；2.电动机运行；3. 控制系统——要可靠 。 供电： 采用双路供电 ，两路分离较远的馈电线，一路经应急配电板。 电动机： 机械特性软（抗冲击），转矩大（35°-30 °，28秒），能承受1分钟的堵转。 控制系统： 至少两个操作站（由转换开关切换，防止同时操作），有三种操舵方式（手动、随动、自动）。 [第一节要点]：舵机的分类、特点；基本要求。 操舵方式： 三种：1.单动；2.随动；3. 自动。 单动操舵工作原理： 单动（香蕉柄）操舵就是应急操舵。 方法：手扳舵转，复零舵停；左舵左扳，回舵右扳；右舵右扳，回舵左扳。 随动操舵工作原理： 随动操舵，又叫“舵轮操舵”。 随动—— 舵叶随着舵轮转动 。 方法：左偏航操右舵，舵轮操右几度，舵叶右偏几度（右偏也相似）。 原理：是负反馈调节系统。以舵角和舵轮的偏差控制电动机。 操舵过程：舵轮向右转过一个角度α，电位器R1的滑动点移动，电桥失去平衡，放大器输入信号0，发电机输出电压使电动机顺时针方向转动，使舵叶向右偏转。同时舵角反馈同步传递机构带动反馈电位器R2的滑动点不断向a’点移动。当电桥重新处于新的平衡状态时，放大器输入=0，电动机停转，舵叶处于右舵与舵轮转动相对应的角度上。 回舵过程相似，只是放大器输入变反，电动机反转，舵叶回偏。 自动操舵工作原理： 自动操舵，实际上是自动航向保持仪。 组成原理：利用电罗经检测船舶实际航向α ，然后与给定航向K°进行比较，其差值作为操舵装置的输入信号，使操舵装置动作，改变偏舵角β。在舵角的作用下，船舶逐渐回到正航向上。船舶回到正航向后，舵叶不再偏转。 线路分析：最简单的电动操舵线路的工作过程见 。 下图 [第二节要点]：操舵方式（种类、原理）；自动操舵仪的组成原理。 说明： 三种：⑴.比例舵；⑵.比例 - 微分舵；⑶.比例 - 微分 - 积分舵。不同基本类型的 自动舵，对舵叶的调节规律是不同的。 基本类型： 基本类型 ： 自动舵的基本类型 —— 是指按操舵的规律分类的（也就是舵的偏转规律）类型，而不是舵机装置的类型。 自动舵方框图： 调节规律： 比例舵： 偏舵角β的大小与偏航角φ的大小成比例- 微分关系： β= -（K1φ+K2dφ/dt）—— K2为微分系数。 比例 - 微分舵： 偏舵角β的大小与偏