第6章_電力拖動(dòng)控制電路及遙控

1、第六章第六章 電力拖動(dòng)控制電路及系統(tǒng)電力拖動(dòng)控制電路及系統(tǒng)61常用控制電路常用控制電路62異步電機(jī)的基本保護(hù)環(huán)節(jié)異步電機(jī)的基本保護(hù)環(huán)節(jié)63三相異步電機(jī)的各種控制電路三相異步電機(jī)的各種控制電路64典型控制電路典型控制電路65錨機(jī)、絞纜機(jī)電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)錨機(jī)、絞纜機(jī)電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)66起貨機(jī)的電力拖動(dòng)起貨機(jī)的電力拖動(dòng)67自動(dòng)操舵控制系統(tǒng)自動(dòng)操舵控制系統(tǒng)本節(jié)介紹的控制電器主要有五種本節(jié)介紹的控制電器主要有五種主令電器、熔斷器、主令電器、熔斷器、接觸器、繼電器、空氣斷路器接觸器、繼電器、空氣斷路器 總體要求總體要求： 各種電器主要應(yīng)該掌握其工作原理，結(jié)構(gòu)則可一般了解。各種電器主要應(yīng)該掌握其工作原理，結(jié)

2、構(gòu)則可一般了解。 6-1、常用控制電器、常用控制電器低壓電器：常指用于交流額定電壓低壓電器：常指用于交流額定電壓1200v1200v、直流額、直流額定電壓定電壓1500v1500v及以下的電路中的電器產(chǎn)品及以下的電路中的電器產(chǎn)品HK系列刀開關(guān) 帶熔斷器刀開關(guān) 帶熔斷器刀開關(guān)三相刀開關(guān) 三相刀開關(guān) 防爆刀開關(guān) 自動(dòng)電源轉(zhuǎn)換開關(guān)萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān) 可逆轉(zhuǎn)換開關(guān)各種類型按鈕 帶燈普通按鈕 微動(dòng)開關(guān) 各種類型行程開關(guān) 接近開關(guān) 各種接近開關(guān) 單元件斷路器單相斷路器三相斷路器 帶漏電保護(hù)斷路器RL1系列螺旋式熔斷器RT0系列有填料封閉管式熔斷器 瓷插式熔斷器 RO,RT系列熔斷芯子 慢溶保險(xiǎn)絲 高分子PTC自

3、復(fù)保險(xiǎn)絲 CFC36系列交流接觸器 CKC1（CJ40）系列接觸器中間繼電器中間繼電器熱繼電器熱繼電器 空氣囊時(shí)間繼電器 空氣囊時(shí)間繼電器 電子式時(shí)間繼電器AR-731F2 AR-731F3 JSS1P1-時(shí)間繼電器 DH11S-S-時(shí)間繼電器 按鈕是一種短時(shí)接通或斷開小電流電路的手動(dòng)電器，常用于控制電路中發(fā)出啟動(dòng)或停止等指令，以控制接觸器、繼電器等電器的線圈電流的接通或斷開，再由它們?nèi)ソ油ɑ驍嚅_主電路。 結(jié)構(gòu)：按鈕由按鈕帽、復(fù)位彈簧、橋式動(dòng)觸頭、靜觸頭和外殼組成一、主令電器一、主令電器 按鈕開關(guān)按鈕開關(guān)主令電器是切換控制線路的單極或多極電器，其觸頭容量小，不能切換主電路。主要包括按鈕、行程開

4、關(guān)、萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)、主令控制器等。 常開按鈕：手指未按下時(shí)，觸頭是斷開的；當(dāng)手指按下時(shí)， 觸頭接通；手指松開后，在復(fù)位彈簧作用下觸頭又返回原位斷開。它常用作啟動(dòng)按鈕。 常閉按鈕：手指未按下時(shí)，觸頭是閉合的；當(dāng)手指按下時(shí)， 觸頭被斷開；手指松開后，在復(fù)位彈簧作用下觸頭又返回原位閉合。它常用作停止按鈕。 復(fù)合按鈕：將常開按鈕和常閉按鈕組合為一體。當(dāng)手指按下時(shí)，其常閉觸頭先斷開，然后常開觸頭閉合；手指松開后， 在復(fù)位彈簧作用下觸頭又返回原位。它常用在控制電路中作電氣聯(lián)鎖。 常用有HZ10系列： H - 開關(guān)類電器，Z - 轉(zhuǎn)換開關(guān)。注意：1.這是通斷較大電流的轉(zhuǎn)換開關(guān)，與通過(guò)小電流的萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)不同。

5、 2.若解體應(yīng)注意彈簧的安裝。彈簧的作用： 快速通斷，避免損壞觸頭。組裝后的樣子組裝后的樣子 組合開關(guān)組合開關(guān)組合開關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開關(guān)，由分別裝在多層絕緣件內(nèi)的動(dòng)、 靜觸片組成。手柄沿任一方向每轉(zhuǎn)動(dòng)90，觸片便輪流接通或分?jǐn)唷榱耸归_關(guān)在切斷電路時(shí)能迅速滅弧，在開關(guān)轉(zhuǎn)軸上裝有扭簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)，使開關(guān)能快速接通與斷開，從而提高了開關(guān)的通斷能力。用途：行程開關(guān)又稱限位開關(guān)，是利用機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的碰撞或接近來(lái)控制其觸頭動(dòng)作的開關(guān)電器。 結(jié)構(gòu)：主要由觸頭系統(tǒng)、操作機(jī)構(gòu)和外殼組成。常用型式有按鈕式和轉(zhuǎn)臂式兩種。 行程開關(guān)行程開關(guān) 主令控制器主令控制器用途：主令控制器是一種多位置多回路的控制開關(guān)，適合于頻繁操作并要

6、求有多種控制狀態(tài)的場(chǎng)合，例如起貨機(jī)、錨機(jī)的控制等。 表示：1.圖形符號(hào)：觸點(diǎn)用小圓圈表示，虛線表示檔位，在虛線上涂上黑點(diǎn)表示觸點(diǎn)在對(duì)應(yīng)的檔位接通，沒(méi)有黑點(diǎn)則表示斷開。 2.觸頭表表示：將觸點(diǎn)與檔位分別畫在表格中的行和列，對(duì)應(yīng)的格子內(nèi)用“”表示觸點(diǎn)在該檔位接通，空白表示斷開。主令控制主令控制器的外觀器的外觀熔斷器按結(jié)構(gòu)可分為開啟式、半封閉式和封閉式。封閉式熔斷器又分為有填料、無(wú)填料管式和有填料螺旋式等。按用途分有工業(yè)用熔斷器、保護(hù)半導(dǎo)體器件熔斷器、具有兩段保護(hù)特性的快慢動(dòng)作熔斷器、自復(fù)式熔斷器等。 結(jié)構(gòu)和特征結(jié)構(gòu)和特征 用途：作為短路保護(hù)的電器。熔絲具有“反時(shí)限特性”。二、熔斷器二、熔斷器(1）

7、 瓷插式熔斷器： 常用的瓷插式熔斷器為RC1A系列，它由瓷蓋、瓷底座、 靜觸頭、動(dòng)觸頭和熔體組成，動(dòng)觸頭在瓷蓋兩端，熔體沿凸起部分跨接在兩個(gè)動(dòng)觸頭上。瓷插式熔斷器一般用于交流50 Hz，額定電壓380 V及以下、 額定電流200 A以下的電路末端，用于電氣設(shè)備的短路保護(hù)和照明電路的保護(hù)。 （2） 有填料螺旋式熔斷器：它由瓷帽、熔管、瓷套及瓷座等組成。熔管是一個(gè)瓷管，內(nèi)裝熔體和滅弧介質(zhì)石英砂， 熔體的兩端焊在熔管兩端的金屬蓋上，其一端標(biāo)有不同顏色的熔斷指示器，當(dāng)熔體熔斷時(shí)指示器彈出，便于發(fā)現(xiàn)并更換同型號(hào)的熔管。這種熔斷器的特點(diǎn)是其熔管內(nèi)充滿了石英砂填料，以增強(qiáng)熔斷器的滅弧能力。因?yàn)槭⑸熬哂泻艽?/p>

8、的熱慣性與較高的絕緣性能，且它為顆粒狀，同電弧接觸面大，能大量吸收電弧的能量，使電弧很快冷卻，從而加快電弧熄滅過(guò)程。 （3） 無(wú)填料封閉管式熔斷器：這種熔斷器由熔管、熔體和插座組成，熔體被封閉在不充填料的熔管內(nèi)?？傇瓌t：熔斷器的額定電壓和額定電流應(yīng)不小于線路的額定電壓和所裝熔體的額定電流。 熔斷器的分?jǐn)嗄芰Ρ仨毚笥陔娐分锌赡艹霈F(xiàn)的最大故障電流。 選用原則選用原則（1） 對(duì)于電爐和照明等電阻性負(fù)載，可用作過(guò)載保護(hù)和短路保護(hù)，熔體的額定電流應(yīng)稍大于或等于負(fù)載的額定電流。 （2） 電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流很大，熔體的額定電流應(yīng)考慮啟動(dòng)時(shí)熔體不能熔斷而選得較大些，因此對(duì)電動(dòng)機(jī)只宜作短路保護(hù)而不能作過(guò)載保護(hù)。

9、對(duì)單臺(tái)電動(dòng)機(jī)，熔體的額定電流（IfN）應(yīng)不小于電動(dòng)機(jī)額定電流（IN）的1.52.5倍， 即 IfN(1.52.5)IN 輕載啟動(dòng)或啟動(dòng)時(shí)間較短時(shí)，系數(shù)可取1.5，帶負(fù)載啟動(dòng)、 啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)或啟動(dòng)較頻繁時(shí)，系數(shù)可取2.5。 （1） 熔斷器的插座和插片的接觸應(yīng)保持良好。 （2） 熔體燒斷后， 應(yīng)首先查明原因，排除故障。 更換熔體時(shí)，應(yīng)使新熔體的規(guī)格與換下來(lái)的一致。 （3） 更換熔體或熔管時(shí)，必須將電源斷開， 防觸電。 （4） 安裝螺旋式熔斷器時(shí)，電源線應(yīng)接在瓷底座的下接線座上，負(fù)載線應(yīng)接在螺紋殼的上接線座上。這樣可保證更換熔管時(shí)， 螺紋殼體不帶電， 保證操作者人身安全。 使用時(shí)的注意事項(xiàng)使用時(shí)的注

10、意事項(xiàng)接觸器是利用電磁吸力與彈簧彈力配合動(dòng)作，使觸頭閉合或分?jǐn)啵钥刂齐娐返姆謹(jǐn)嗟摹?當(dāng)吸引線圈得電后， 銜鐵被吸合， 各個(gè)動(dòng)合觸頭閉合，動(dòng)斷觸頭分?jǐn)啵佑|器處于得電狀態(tài)。當(dāng)吸引線圈失電后，銜鐵釋放，在恢復(fù)彈簧的作用下， 銜鐵和所有觸頭都恢復(fù)常態(tài)， 接觸器處于失電狀態(tài)。 三、接觸器三、接觸器1） 電磁系統(tǒng)：線圈、動(dòng)鐵心、靜鐵心組成。鐵心上裝有短路銅環(huán)，以減少銜鐵吸合后的振動(dòng)和噪聲。 交流接觸器交流接觸器2） 觸頭系統(tǒng)：接觸器的執(zhí)行元件,必須工作可靠，接觸良好。觸頭按接觸情況可分為點(diǎn)接觸式、 線接觸式和面接觸式三種。3） 滅弧裝置：電弧的產(chǎn)生，會(huì)損壞觸頭，減少觸頭的使用壽命；而且延長(zhǎng)電路切斷時(shí)間

11、，甚至引起弧光短路，造成事故。交流接觸器常見(jiàn)故障1) 觸頭過(guò)熱 ：接觸壓力不足、觸點(diǎn)表面氧化、觸點(diǎn)容量不夠等， 造成觸頭表面接觸電阻過(guò)大，使觸頭發(fā)熱。2) 觸頭磨損 ：一是電氣磨損，由電弧的高溫使觸頭上的金屬氧化和蒸發(fā)所造成；另一是機(jī)械磨損，由于觸頭閉合時(shí)的撞擊， 觸頭表面相對(duì)滑動(dòng)摩擦所造成。3) 線圈失電后觸頭不能復(fù)位：觸頭被電弧熔焊在一起、鐵心剩磁太大、 復(fù)位彈簧彈力不足、活動(dòng)部分被卡住等。 4) 鐵心噪聲大：短路環(huán)損壞或脫落；銜鐵歪斜或銜鐵與鐵心接觸不良；其它機(jī)械方面的原因，如復(fù)位彈簧彈力太大、 銜鐵不能完全吸合等也會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的噪聲。 5) 線圈過(guò)熱或燒毀 ：線圈匝間短路、銜鐵閉合后有間

12、隙、 操作頻繁、 外加電壓過(guò)高或過(guò)低等。 直流接觸器主要用于額定電壓至440 V、額定電流至600 A的直流電力線路中，作為遠(yuǎn)距離接通和分?jǐn)嗑€路，以控制直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止和反向，多用在冶金、起重和運(yùn)輸?shù)仍O(shè)備中。直流接觸器和交流接觸器一樣，也是由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置等部分組成的。直流接觸器直流接觸器1 電磁系統(tǒng)由線圈、鐵心和銜鐵組成。鐵心用整塊鑄鐵或鑄鋼制成，無(wú)需安裝短路環(huán)。 線圈的匝數(shù)較多，電阻大，線圈本身發(fā)熱，因此線圈做成長(zhǎng)而薄的圓筒狀，且不設(shè)線圈骨架，使線圈與鐵心直接接觸，以便散熱。 2 觸點(diǎn)系統(tǒng) 分主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)。主觸點(diǎn)一般做成單極或雙極，因主觸點(diǎn)接通或斷開的電流較大，故采

13、用滾動(dòng)接觸的指形觸點(diǎn)，以延長(zhǎng)觸頭的使用壽命；輔助觸點(diǎn)的通斷電流較小， 常采用點(diǎn)接觸的雙斷點(diǎn)橋式觸點(diǎn)3 滅弧裝置直流接觸器的主觸頭在分?jǐn)噍^大電流時(shí)，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的電弧。在同樣的電氣參數(shù)下，熄滅直流電弧比熄滅交流電弧要困難，因此，直流接觸器的滅弧一般采用瓷吹式滅弧裝置。 四、繼電器四、繼電器過(guò)電流繼電器IId電動(dòng)機(jī)過(guò)載及短路保護(hù)動(dòng)作動(dòng)作用途用途欠電流繼電器IUd欠電壓（或零壓）繼電器在電壓低于規(guī)定值時(shí)動(dòng)作，對(duì)電路進(jìn)行欠電壓（或零壓）保護(hù)。欠電壓繼電器U0，發(fā)電機(jī)輸出電壓使電動(dòng)機(jī)順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，使舵葉向右偏轉(zhuǎn)。同時(shí)舵角反饋同步傳遞機(jī)構(gòu)帶動(dòng)反饋電位器R2的滑動(dòng)點(diǎn)不斷向a點(diǎn)移動(dòng)。當(dāng)電橋重新處于新的平衡狀態(tài)

14、時(shí)，放大器輸入=0，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，舵葉處于右舵與舵輪轉(zhuǎn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)的角度上。回舵過(guò)程相似，只是放大器輸入變反，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，舵葉回偏。 隨動(dòng)操舵工作原理 自動(dòng)操舵：實(shí)際上是自動(dòng)航向保持儀。 組成原理：利用電羅經(jīng)檢測(cè)船舶實(shí)際航向 ，然后與給定航向K進(jìn)行比較，其差值作為操舵裝置的輸入信號(hào)，使操舵裝置動(dòng)作，改變偏舵角。在舵角的作用下，船舶逐漸回到正航向上。船舶回到正航向后，舵葉不再偏轉(zhuǎn)。 線路分析：最簡(jiǎn)單的電動(dòng)操舵線路的工作過(guò)程。 自動(dòng)操舵工作原理自動(dòng)操舵工作原理自動(dòng)舵方框圖自動(dòng)舵方框圖 自動(dòng)操舵自動(dòng)操舵基本類型基本類型 定義：自動(dòng)舵的基本類型是指按操舵的規(guī)律分類的（也就是舵的偏轉(zhuǎn)規(guī)律）類型，而不是舵機(jī)裝置

15、的類型。 三種基本類型：.比例舵；.比例 - 微分舵；.比例 - 微分 - 積分舵。 說(shuō)明：不同基本類型的自動(dòng)舵，對(duì)舵葉的調(diào)節(jié)規(guī)律是不同的。偏航與操舵偏航與操舵 比例舵比例舵 比例舵操舵的規(guī)律是：偏舵角的大小與偏航角的大小成比例關(guān)系，即： = - K1其中：K1為比例系數(shù)，負(fù)號(hào)表示與偏航方向相反。 特點(diǎn)：機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，航行保持精度較差，船舶營(yíng)運(yùn)經(jīng)濟(jì)性較差（會(huì)出現(xiàn)S形航跡）。 比例舵的不足：偏航初期偏舵角較小，不能很快阻止船舶繼續(xù)偏航；回航過(guò)程中船舶具有慣性，偏舵角不能及時(shí)減小，容易反向偏航。 比例-微分舵操舵的規(guī)律是：偏舵角的大小與偏航角的大小成比例-微分關(guān)系，即： = -（K1+K2d/dt）其

16、中：K1為比例系數(shù)，K2為微分系數(shù)。 說(shuō)明：偏航初期，偏航角變化率大，比例 - 微分舵能及時(shí)給出大偏舵，有效地阻止船舶偏航（最大偏航角較?。?；回航時(shí)，偏航角變化率變?yōu)樨?fù)值，能適時(shí)給出反舵角，阻止船舶反向偏航，即能有效阻止反向偏航。 主要特點(diǎn)：具有“超前校正”的控制作用，減小船舶航向的振蕩，減輕舵機(jī)負(fù)擔(dān)，增加航速，提高系統(tǒng)靈敏度和船舶的營(yíng)運(yùn)效益。 比例-微分舵 比例-微分-積分舵 組成：是在比例 - 微分舵基礎(chǔ)上增加積分環(huán)節(jié)。積分環(huán)節(jié)作用是 克服不對(duì)稱偏航。K3是積分系數(shù)。 不對(duì)稱偏航的產(chǎn)生：不對(duì)稱偏航是某舷（側(cè)）的偏航角持續(xù)時(shí)間比另一舷（側(cè)）偏航角持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。 原因：裝載不對(duì)稱，斜向風(fēng)的持續(xù)影

17、響，斜向海潮的持續(xù)影響。 對(duì)于具有雙螺旋槳推進(jìn)的船舶，螺旋槳推進(jìn)的不平衡也會(huì)產(chǎn)生不對(duì)稱偏航。 積分環(huán)節(jié)工作原理：積分環(huán)節(jié)可以對(duì)偏航持續(xù)時(shí)間進(jìn)行累積，當(dāng)某舷（側(cè)）偏航持續(xù)的時(shí)間比另一舷（側(cè)）持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)時(shí)，通過(guò)環(huán)節(jié)輸出的信號(hào)（偏舵角）將繼續(xù)保持，這個(gè)信號(hào)將通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使舵葉維持在一定的偏轉(zhuǎn)角度上，從而使船舶具有克服單向偏航的能力。 比例舵：可以克服偏航，但容易形成S形航跡，航程較長(zhǎng)。 比例 - 微分舵：可以減小最大偏航角，克服回航時(shí)的反向偏航。但微分系數(shù)不能太大，否則容易造成不穩(wěn)定。 比例 - 微分 - 積分舵：能夠產(chǎn)生“自動(dòng)壓舵”調(diào)節(jié)，克服不對(duì)稱偏航。 操舵定律特點(diǎn)比較操舵定律特點(diǎn)比較1283.

18、舵機(jī)的電力拖動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置至少_個(gè)控制站（臺(tái)）；其控制系統(tǒng)應(yīng)保證各控制站（臺(tái)）_同時(shí)操作。A2/不可以 B2/可以 C3/可以 D1/不可以1284.下列對(duì)船舶舵機(jī)的電力拖動(dòng)與控制裝置的基本要求的敘述錯(cuò)誤的是_。A通常分左、右舷兩路饋線方式向舵機(jī)供電，其中之一與應(yīng)急電源相連B至少有兩個(gè)控制站（駕駛臺(tái)和舵機(jī)房），控制站之間裝有轉(zhuǎn)換開關(guān)C當(dāng)舵葉轉(zhuǎn)至極限位置時(shí)，舵機(jī)自動(dòng)停止轉(zhuǎn)舵，防止操舵設(shè)備受損D從一舷最大舵角轉(zhuǎn)至另一舷最大舵角的時(shí)間應(yīng)不超過(guò)60 s1288.下列關(guān)于舵機(jī)對(duì)電力拖動(dòng)與控制的要求的諸多說(shuō)法，正確的_。A應(yīng)設(shè)有專用的柴油發(fā)電裝置向舵機(jī)供電以保證供電可靠B電動(dòng)舵機(jī)的拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)不允許發(fā)生堵轉(zhuǎn)C通常分左、右兩舷饋線向舵機(jī)供電，其中之一與應(yīng)急電源相連D拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力較差1291.為保證舵機(jī)的工作可靠、操作靈便，自動(dòng)操舵儀應(yīng)包括_。A自動(dòng)、隨動(dòng)和應(yīng)急三種操舵方式，只能在自動(dòng)、隨動(dòng)之間選