船舶电气设备和系统.ppt

第十章 船舶舵机的电力拖动与控制;第十章 船舶舵机的电力拖动与控制;第一节 舵机电力拖动与控制的基本要求 ; ①对于客船，当任一台动力设备不工作时，主操舵装置 仍能按本规定进行操舵； ②对于货船，当所有动力设备都工作时，主操舵装置能 按本规定进行操舵； ③主操舵装置应布置成当其管系或一台动力设备发生单 项故障时此缺陷能被隔离，使操舵能力能够保持或迅 速恢复。 ;2．主操舵装置和舵杆：具有足够的强度并能在船舶最大 航海吃水和最大营运前进航速时进行操舵，使舵自任 一舷的35°，转至另一舷的35°，且于相同条件下自 一舷的35°转至另一舷的300所需时间不超过28s。 ;3．辅助操舵装置： ①具有足够的强度和足以在可驾驶的航速下操纵船 舶，并能在应急情况下迅速投入工作； ②应能在船舶最大航海吃水和以最大营运前进航速 的一半但不小于7kn 时进行操舵，使舵自一舷 15°，转至另一舷的15°，且所需时间不超过 60s。;4．主、辅操舵装置动力设备： ①当动力源发生故障失效后又恢复输送时能自动再起 动； ②能从驾驶室控制使其投入工作； ③任一台操舵装置动力设备的动力源发生故障时，应在 驾驶室发出声、光警报； ④驾驶室与舵机室之间，应设有通信设施； ⑤操舵装置应设有有效的舵角限位器。以动力转舵的操 舵装置，应装设限位开关或类似设备，使舵在到达舵 角限位器前停住。装设的限位开关或类似设备，应该 与转舵机构本身同步而不应与舵机的控制相同步； ⑥舵装置应有保持舵位不动的制动装置。 ;第二节 单动舵 ;返回;图10-2单动操舵方框图;第三节 随动舵 ;;返回;第四节 自动舵 ;一、自动舵的基本类型 船舶应用的自动舵类型众多，究其调节规律，有三种基本 类型：以船舶偏航角的大小和方向进行调节的比例舵，以 船舶偏航角和偏航角速度的大小和方向调节的比例一微分 舵和以船舶偏航角、偏航角速度及偏航角积分的大小和方 向来调节的比例一微分一积分舵。 ;1．比例舵 比例舵调节中偏舵角B与偏航角Φ 成比例关系变化，即 B = - K1Ψ 式中，K1为比例系数；负号“－”表示偏舵的方向是消除 偏航。 船舶因风浪等影响引起偏航时，采用比例舵操舵有纠正偏 航的能力。但是它使船舶周而复始地围绕正航向左右摇 摆，船舶的航迹呈“S”形振荡，衰减很慢。;2．比例一微分舵 按比例操舵的偏舵角仅考虑了偏航角的大小，没有考虑 偏航角速度。其实，偏航速度高时，应当加大偏舵角， 以有效地抑制船舶继续偏航；另外，该船舶回到正航向 后，虽然偏航角等于零，但由于惯性，船舶仍然有一个 偏航角速度，使船舶又继续朝另一侧偏航。因此比例操 舵会造成船舶沿航向作S形航行。比例一微分舵就是为 解决这个问题而产生的。它的调节规律符合关系式： ;3．比例一微分一积分舵 为提此以提高航向调节的精度，减少、甚至消除静态误 差，在比例一微分舵的基础上，设置积分调节，亦即比 例一微分一积分舵。它满足下面的关系式。 ;二、自动操舵系统基本要求 1．自动操舵性能良好 2．具有必要的调节装置 （l） 灵敏度调节（俗称天气调节） （2）舵角比例调节 （3）反舵角调节 （4）压舵调节 （5）航向调节 3．应设有随动、单动等操舵设备 此外，自动舵还应设有双电源，双机组等换转装置。 ;三、自动舵的工作原理 1．电动—机械自动舵 图10-5为电动—机械自动操舵系统的原理简图。 下面分5个阶段（其实是连续的）说明船舶因外界干扰 而偏转离正航向K后是如何通过自动舵的作用又重返正 航向的。 ;返回;第一阶段（Ⅰ）：船舶沿正航向K航行，滚轮1恰好与 绝缘块4接触，电动机不转动，舵叶在艏艉线上，艏艉线 与正航向重合，偏航角φ、偏舵角β都为零。 第二阶段（Ⅱ）：假设由于受到风、流等外界影响，船 舶向右偏航，首先航向发送器使自动操舵仪上的航向接 受器（即罗经复示器）同步转动某一角度，并带动滚轮1 向左偏转，与左边导电半圆环2接触，电动机转动，舵叶 向左弦偏转，通过舵角反馈同步传递结构，使两个导电 环以相同的方向向左作追随滚轮的运动。这一阶段由于