第十章船舶舵机的电力拖动与控制

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,船舶电气设备与系统,课 件,2022/11/10,轮机工程学院船电系,第十,章,章,船,船舶,舵,舵机,的,的电,力,力拖,动,动与,控,控制,本章,概,概述,舵机,设,设备,主,主要,由,由下,列,列几,个,个部,分,分组,成,成：,1,主,主操,舵,舵装,置,置,2,辅,辅助,操,操舵,装,装置,3,舵,舵机,装,装置,动,动力,设,设备,4,动,动力,转,转舵,系,系统,：,：,5,转,转舵,机,机构,6,操,操舵,装,装置,控,控制,系,系统,目前,，,，远,洋,洋船,舶,舶上,装,装备,的,的都,是,是远,距,距离,控,控制,自,自动,操,操舵,仪，,简,简称,自,自动,舵,舵，,几,几乎,全,全部,是,是电,动,动液,压,压舵,机,机。,第十,章,章,船,船舶,舵,舵机,的,的电,力,力拖,动,动与,控,控制,本章,主,主要,讲,讲解,内,内容,第一,节,节舵机,电,电力,拖,拖动,与,与控,制,制的,基,基本,要,要求,第二,节,节单动,舵,舵,第三,节,节随动,舵,舵,第四,节,节自动,舵,舵,第五,节,节船舶,艏,艏侧,推,推装,置,置,第一,节,节,舵,舵机,电,电力,拖,拖动,与,与控,制,制的,基,基本,要,要求,我国,钢,质,质海,船,船入,级,级与,建,建造,规,规范,根,据,据,国,国际,海,海上,人,人,命安,全,全公,约,约,（,（SOLAS,公,公约,）,）的,规,规定,，,，对,于,于从,事,事于,国际,航,航行,的,的大,于,于500,总,总,吨,吨的,货,货船,或,或仅,从,从事,于,于非,国,国际,沿海,航,航行,的,的大,于,于1600总,吨,吨的,货,货船,的,的舵,机,机提,出,出了,明,明确,的要,求,求，,基,基本,技,技术,要,要求,如,如下,：,：,1,每,每艘,船,船舶,均,均应,设,设置1,套,套主,操,操舵,装,装置,和,和1,套,套,辅,辅助,操,操,舵装,置,置。,主,主操,舵,舵装,置,置和,辅,辅助,操,操舵,装,装置,的,的布,置,置，,应,应满,足,足,当其,中,中一,套,套发,生,生故,障,障时,不,不致,引,引起,另,另一,套,套也,失,失效,；,；如,主,主,操舵,装,装置,具,具有2台,或,或2,台,台以,上,上相,同,同的,动,动力,设,设备,则,则在,下,下,列条,件,件下,可,可不,设,设置,辅,辅助,操,操舵,装,装置,：,：,返回,对,于,于客,船,船，,当,当任,一,一台,动,动力,设,设备,不,不工,作,作时,，,，主,操,操舵,装,装置,仍能,按,按本,规,规定,进,进行,操,操舵,；,；,对,于,于货,船,船，,当,当所,有,有动,力,力设,备,备都,工,工作,时,时，,主,主操,舵,舵装,置,置能,按本,规,规定,进,进行,操,操舵,；,；,主,操,操舵,装,装置,应,应布,置,置成,当,当其,管,管系,或,或一,台,台动,力,力设,备,备发,生,生单,项故,障,障时,此,此缺,陷,陷能,被,被隔,离,离，,使,使操,舵,舵能,力,力能,够,够保,持,持或,迅,迅,速恢,复,复。,2,主,主操,舵,舵装,置,置和,舵,舵杆,：,：具,有,有足,够,够的,强,强度,并,并能,在,在船,舶,舶最,大,大,航海,吃,吃水,和,和最,大,大营,运,运前,进,进航,速,速时,进,进行,操,操舵,，,，使,舵,舵自,任,任,一舷,的,的35,，,，转,至,至另,一,一舷,的,的35,，,，且,于,于相,同,同条,件,件下,自,自,一舷,的,的35,转,转至,另,另一,舷,舷的300所,需,需时,间,间不,超,超过28s。,3,辅,辅助,操,操舵,装,装置,：,：,具,有,有足,够,够的,强,强度,和,和足,以,以在,可,可驾,驶,驶的,航,航速,下,下操,纵,纵船,舶，并,能,能在应,急,急情况,下,下迅速,投,投入工,作,作；,应能,在,在船舶,最,最大航,海,海吃水,和,和以最,大,大营运,前,前进航,速,速,的一半,但,但不小,于,于7kn 时,进,进行操,舵,舵，使,舵,舵自一,舷,舷,15,，转至,另,另一舷,的,的15,，且所,需,需时间,不,不超过,60s,。,。,4主,、,、辅操,舵,舵装置,动,动力设,备,备：,当动,力,力源发,生,生故障,失,失效后,又,又恢复,输,输送时,能,能自动,再,再起,动；,能从,驾,驾驶室,控,控制使,其,其投入,工,工作；,任一,台,台操舵,装,装置动,力,力设备,的,的动力,源,源发生,故,故障时,，,，应在,驾驶室,发,发出声,、,、光警,报,报；,驾驶,室,室与舵,机,机室之,间,间，应,设,设有通,信,信设施,；,；,操舵,装,装置应,设,设有有,效,效的舵,角,角限位,器,器。以,动,动力转,舵,舵的操,舵装置,，,，应装,设,设限位,开,开关或,类,类似设,备,备，使,舵,舵在到,达,达舵,角限位,器,器前停,住,住。装,设,设的限,位,位开关,或,或类似,设,设备，,应,应该,与转舵,机,机构本,身,身同步,而,而不应,与,与舵机,的,的控制,相,相同步,；,；,舵装,置,置应有,保,保持舵,位,位不动,的,的制动,装,装置。,第二节,单,单,动,动舵,单动舵,也,也叫应,急,急舵或,非,非随动,舵,舵。它,是,是在自,动,动舵及,随,随动,操舵都,不,不能用,的,的情况,下,下，作,为,为应急,操,操舵。,单,单动舵,控,控制线,路比较,简,简单。图10-1为DS1型应,急,急舵装,置,置简图,。,。,单动操,舵,舵控制,可,可用图10-2所示的,方,方框图,来,来表示,。,。在操,舵,舵,控制信,号,号较弱,时,时，不,足,足以直,接,接推动,执,执行机,构,构工作,，,，或即,使能推,动,动工作,，,，但其,灵,灵敏度,太,太低，,故,故必须,加,加放大,环,环节。,返回,返回,图10-1DSI,型,型应急,操,操舵装,置,置简图,图10-2单,动,动操舵,方,方框图,返回,第三节,随,随动,舵,舵,随动舵,控,控制系,统,统只要,操,操作人,员,员给出,某,某一操,舵,舵指令,，,，系统,就,就,能自动,地,地按指,令,令把舵,叶,叶转到,所,所要求,的,的舵角,上,上，并,且,且自动,使,使,舵叶停,转,转。,图10-3为随动,舵,舵系统,方,方框图,。,。它是,按,按偏差,原,原则进,行,行调节,的。,图10-4为DD2型电,子,子式随,动,动操舵,仪,仪系统,简,简图。,返回,回舵,K,舵轮,人力,放大器,执行机构,传动机构,舵叶,舵角反馈,分罗经(指示航向,),舵角指示器(指示偏舵角,),电源,U,0,U,1,-,+,n,返回,图10-3,随,随动操,舵,舵系统,方,方框图,返回,第四节,自,自,动,动舵,自动舵,是,是根据,电,电罗经,送,送来的,船,船舶实,际,际航向,与,与给定,航,航向信,号的偏,差,差进行,控,控制的,。,。在舵,机,机投入,自,自动工,作,作时，,如,如果船,舶偏离,了,了航向,，,，不用,人,人的干,预,预，自,动,动舵就,能,能自动,投,投入运,行，转,动,动舵叶,，,，使船,舶,舶回到,给,给定航,向,向上来,。,。,返回,一、自,动,动舵的,基,基本类,型,型,船舶,应,应用,的,的自,动,动舵,类,类型,众,众多,，,，究,其,其调,节,节规,律,律，,有,有三,种,种基,本,本,类型,：,：以,船,船舶,偏,偏航,角,角的,大,大小,和,和方,向,向进,行,行调,节,节的,比,比例,舵,舵，,以,以,船舶,偏,偏航,角,角和,偏,偏航,角,角速,度,度的,大,大小,和,和方,向,向调,节,节的,比,比例,一,一微,分,分,舵和,以,以船,舶,舶偏,航,航角,、,、偏,航,航角,速,速度,及,及偏,航,航角,积,积分,的,的大,小,小和,方,方,向来,调,调节,的,的比,例,例一,微,微分,一,一积,分,分舵,。,。,1,比,比例,舵,舵,比例,舵,舵调,节,节中,偏,偏舵,角,角,B,与偏,航,航角,成比,例,例关,系,系变,化,化，,即,即,B=-K,1,式中,，,，K,1,为比,例,例系,数,数；,负,负号,“,“,”,”表,示,示偏,舵,舵的,方,方向,是,是消,除,除,偏航,。,。,船舶,因,因风,浪,浪等,影,影响,引,引起,偏,偏航,时,时，,采,采用,比,比例,舵,舵操,舵,舵有,纠,纠正,偏,偏,航的,能,能力,。,。但,是,是它,使,使船,舶,舶周,而,而复,始,始地,围,围绕,正,正航,向,向左,右,右摇,摆，,船,船舶,的,的航,迹,迹呈,“,“S,”,”形,振,振荡,，,，衰,减,减很,慢,慢。,2,比,比例,一,一微,分,分舵,按比,例,例操,舵,舵的,偏,偏舵,角,角仅,考,考虑,了,了偏,航,航角,的,的大,小,小，,没,没有,考,考虑,偏航,角,角速,度,度。,其,其实,，,，偏,航,航速,度,度高,时,时，,应,应当,加,加大,偏,偏舵,角,角，,以有,效,效地,抑,抑制,船,船舶,继,继续,偏,偏航,；,；另,外,外，,该,该船,舶,舶回,到,到正,航,航向,后，,虽,虽然,偏,偏航,角,角等,于,于零,，,，但,由,由于,惯,惯性,，,，船,舶,舶仍,然,然有,一,一个,偏航,角,角速,度,度，,使,使船,舶,舶又,继,继续,朝,朝另,一,一侧,偏,偏航,。,。因,此,此比,例,例操,舵会,造,造成,船,船舶,沿,沿航,向,向作S形,航,航行,。,。比,例,例一,微,微分,舵,舵就,是,是为,解决,这,这个,问,问题,而,而产,生,生的,。,。它,的,的调,节,节规,律,律符,合,合关,系,系式,：,：,3比例,一,一微分一,积,积分舵,为提此以,提,提高航向,调,调节的精,度,度，减少,、,、甚至消,除,除静态误,差，在比,例,例一微分,舵,舵的基础,上,上，设置,积,积分调节,，,，亦即比,例一微分,一,一积分舵,。,。它满足,下,下面的关,系,系式。,二、自动,操,操舵系统,基,基本要求,1自动,操,操舵性能,良,良好,2具有,必,必要的调,节,节装置,（l）,灵,灵敏度调,节,节（俗称,天,天气调节,）,）,（2）舵,角,角比例调,节,节,（3）反,舵,舵角调节,（4）压,舵,舵调节,（5）航,向,向调节,3应设,有,有随动、,单,单动等操,舵,舵设备,此外，自,动,动舵还应,设,设有双电,源,源，双机,组,组等换转,装,装置。,三、自动,舵,舵的工作,原,原理,1电动,机械自,动,动舵,图10-5为电动,机,机械自动,操,操舵系统,的,的原理简,图,图。,下面分5,个,个阶段（,其,其实是连,续,续的）说,明,明船舶因,外,外界干扰,而偏转离,正,正航向K,后,后是如何,通,通过自动,舵,舵的作用,又,又重返正,航向的。,返回,图10-5 G-M系统,自,自动操舵,的,的原理图,第一阶段,（,（）：船舶沿正,航,航向K航,行,行，滚轮1恰好与,绝缘块4,接,接触，电,动,动机不转,动,动，舵叶,在,在艏艉线,上,上，艏艉,线,线,与,正,正,航,航,向,向,重,重,合,合,，,，,偏,偏,航,航,角,角,、,、,偏,偏,舵,舵,角,角,都,都,为,为,零,零,。,。,第,二,二,阶,阶,段,段,（,（,）,）,：,：假,设,设,由,由,于,于,受,受,到,到,风,风,、,、,流,流,等,等,外,外,界,界,影,影,响,响,，,，,船,船,舶,向,向,右,右,偏,偏,航,航,，,，,首,首,先,先,航,航,向,向,发,发,送,送,器,器,使,使,自,自,动,动,操,操,舵,舵,仪,仪,上,上,的,的,航,航,向,向,接,接,受,器,器,（,（,即,即,罗,罗,经,经,复,复,示,示,器,器,）,）,同,同,步,步,转,转,动,动,某,某,一,一,角,角,度,度,，,，