第一章船舶常用电器
第二章船舶电力拖动基本控制
第三章船舶重要辅机的自动控制
第四章甲板机械的电力拖动及自动控制
第五章船舶舵机的电力拖动及自动控制
第六章船舶电力系统
第七章船舶同步发电机参数调节及运行控制
第八章船舶电站自动化
第九章船舶照明与通讯
第十章机舱集中监视与报警系统
第十一章船舶安全用电和安全管理
第十二章船舶电气管理职责
第一章船舶常用电器
§1-1 电器基本知识
现代商船大多采用内燃机作为主推进动力装置,所配备的绝大多数机械都采用电力拖动方式进行工作。其电能供给由独立的船舶电力系统予以实现。为了满足船舶正常运营的需要,该系统必须具备供电、配电、控制与保护等功能。因此,船舶电力系统是一个电气线路十分复杂的系统。
任何复杂的电气线路都是由一些基本的单元电路组合而成,而基本单元电路又均为若干功能不同的电器元件的组合。所以,了解各类电器元件的结构、功能及工作原理,是掌握一个控制线路乃至一个系统工作原理的必然要求。
所谓电器,即是根据外界的电信号或非电信号自动或手动地实现电路的接通、断开、控制、保护与调节的电路元件。简言之,电器就是电的控制元件。
电力系统中所使用的电器,种类、数目非常之多,下面就扼要介绍一下它们的分类方法及相应类型。
1.按工作电压分类
1)高压电器
交流大于1200V,直流大于1500V的电器。
2)低压电器
交流小于1200V,直流小于1500V的电器。船舶电力系统中常用电器均为低压电器。
2.按用途分类
1)控制电器
用于各种电气传动系统中,对电路及系统进行控制的电器。如接触器,各种控制继电器等。
2)保护电器
用于电力系统中,对发电机电网与用电设备进行保护的电器。如:熔断器、热继电器等。
3)主令电器
在电器控制系统中,发出指令,改变系统工作状态的电器。如:按钮、主令控制器等。
4)执行电器
接受电信号以实现某种功能或完成某种动作的电器。如:电磁铁、制动器等。
3.按动作方式分类
1)手动控制电器
依靠人工操作进行动作而执行指令的电器。如:按钮、转换开关等。
2)自动控制电器
感受电或非电信号,自动动作而执行指令的电器。如:接触器、继电器等。
4.按工作原理分类
1)电磁式电器
利用电磁感应原理进行动作的电器。如:交、直流接触器和各种电磁式继电器等。
2)非电量控制电器
感受非电信号进行动作的电器。如:行程开关、速度继电器和压力、温度继电器等。 5.按执行元件分类
1)有触点电器
通过触头的接触与分离而通断电路的电器。如:刀开关、继电器等。
2)无触点电器
通过电子电路发出检测信号而实现(执行相应指令或通断电路)功能的电器。如:电子接近开关、晶闸管式时间继电器等。
§1-2 常用控制电器
在本节中,我们将讲述在继电器一接触器控制系统中经常使用的各类主令电器及继电器、接触器等控制电器,以作为最终了解船舶电力系统的基础。
一、主令电器
主令电器为切换控制线路的单极或多极小电流开关电器,其触头容量小,不能用于主电路,而是用于控制电路控制其他电器的工作状态。主令电器发出指令改变其他电器的电磁线圈的得失电状态,以切换线路而改变被控装置的工作状态从而实现对系统的自动控制。主令电器应用广泛,种类繁多,主要包括按钮、万能转换开关、行程开关、主令控制器、接近开关等。
1.按钮
在控制电路中,按钮通过控制接触器、继电器等来通断电路而实现对电动机或其他电气设备的远距离控制。其外形见图1-la),结构见图1-lb),主要由按钮帽、复位弹簧、指式动触头、静触头与外壳等组成。工作原理为当按钮被按下时,其上面一对动断(常闭)触头先断开,然后接通下面一对动合(常开)触头,释放后,在复位弹簧作用下,按钮复原。其电路符号见图1-1c)。
图1-1按钮
a)外形；b)结构；c)电路符号
按钮通常有单式、复式或双联式、三联式。其触头数量一般为二常闭、二常开,亦可根据需要拼装为从一常闭、一常开至六常闭、六常开不等。其结构型式根据使用场合不同可分为安装式、防护式、防水式、防腐式和钥匙式等。
为便于识别,避免误操作,通常采用不同颜色的按钮帽来区别起动、停止按钮。其中,绿色用于起动按钮,红色用于停止按钮。
2.万能转换开关
万能转换开关亦称多路多极开关,为一种多触头多位置式可以控制多个电气回路通断状态的主令开关。作为不作频繁操作的手动电器,万能转换开关一般用于各种配电装置的远距离控制和电气测量,如作为电压表、电流表的换相开关。
图1-2a)为一种万能转换开关的外形图。转换开关由触头系统、操作机构、转轴、手柄、齿轮啮合机构等部件组成,用螺栓组装成一体。
根据不同的使用要求,其触头系统可以从1档增至16档,每档内有两对触头,每对触头的通断规律取决于各相应凸轮的线型。如图1—2b)所示的触头闭合表表示了各触头的闭合规律。表中的“X”表示开关手柄在该位置时,该触头为闭合状态。
转换开关的操作方式为自复位式和定位式两种:自复位式转换开关当人手离开手柄时,可自动回复原位;定位式转换开关则每隔30︒或45︒有一个定位。
常见的船用万能转换开关有LW-92型、LW-95型等。
图1—2万能转换开关
a)外形图； b)开关位置图
3.行程开关·
行程开关又称限位开关,是一种根据行程位置实现线路切换
的主令电器。其基本原理即是利用机械运动部件的碰撞或接近
来控制触头动作而使电路通断。通过将机械(位移)信号转换为
电信号而实现了对机械的运动方向、行程大小的控制和位置保
护。在船上,行程开关常用作舵机、升降机等的限位开关。
行程开关种类很多,按结构可分为直动式、转动式和微动式;
按复位方式可分为自动复位和非自动复位;按触头性质可分为有
触点式和无触点式。
1)直动式行程开关图1-3行程开关
直动式行程开关又称按钮式行程开关,其外形见 a)外形图 ;b)原理图
图1-3a),其工作原理与按钮类似,见图1-3b),不同 1-顶杆;2-弹簧;3-触头弹簧; 之处是触头通断状态的改变是通过机械运动部件上 4-常闭触头5-常开触头
的挡块的碰撞而使推杆动作来实现的。
直动式行程开关结构简单,成本较低。但其触头分合速度取决于挡块移动速度。若此速度过低,则触头不能瞬间断开,断弧困难而易使触头为电弧灼伤。为克服此缺陷,应采用转动式或微动式开关。
2)转动式行程开关
转动式行程开关又称转臂式或滚轮式行程开关,可分为单轮旋转式和双轮旋转式,其外形见图l-4a)、b)。单轮旋转式行程开关可以自动复位,而双轮旋转式不能自动复位。
单轮旋转式行程开关采用了瞬时动作的滚轮旋转式机构,其工作原理见图1-5。当运动机械的挡块自右向左推动转臂时,上转臂绕中心支点向左转动,盘形弹簧带动下转臂右转而使得滑轮向右滚动,此时压缩弹簧被压缩储能,当下转臂转过中点而推动压板时,触点推杆在压缩弹簧作用下顺时针瞬时转动,从而使触头分合。挡块离开滚轮后,触头在恢复弹簧作用下复原。由此可知,由于盘形弹簧的作用,触头的分合为瞬间完成,而不取决于挡块的运动速度从而避免了其为电弧灼伤的危险。
3)微动开关
微动开关采用了弯形片状弹簧瞬时机构,当推杆被压下时,簧片变形储能并产生位移,当其形变至某一临界值时,势能将转化为动能,簧片与动触头间产生瞬间跳动从而改变触头状态。若推杆压力减小,由于恢复弹簧的作用,簧片将反向跳动从而使触头状态复原。由此可知,由于簧片的作用而使触头分合亦为瞬间完成,而与挡块运动速度无关,从而同样避免了触头为电弧灼伤的危害。
图1-4 旋转式行程开关图1-5 原理图
a)单轮; b)双轮
4.主令控制器
主令控制器为一种多位置多回路的主令电器,用于操作频繁且要求有多种控制状态,尤其是有明确的方向性要求的场合,如货机、锚机等的控制。其外形见图1-6a)。
主令控制器通常与接触器、继电器配合工作。采用桥式触头。其结构见图1-6b)。凸轮固定于方轴上,数目一般不超过12片。方轴上装有手柄用于手动操纵。桥式动触头装于转臂上,静触头装于绝缘板上。其工作原理为转动操作手柄时,方轴带动凸轮一起转动,当转臂上的滚轮位于凸轮凹处时,由于弹簧的作用,转臂使动触头与静触头闭合;反之,当凸轮转至其凸缘与滚轮接触的位置时,滚轮将被顶开,同时克服弹簧张力带动转臂向外张开从而使动、静触头分开而使受控回路断开;凸轮转至其他位置,动、静触头为闭合状态。由此可知,各对触头通断次序取决于相应凸轮线型。
图1—6 主令控制器
a)外形；b)结构；c)电路符号；d)触头接通表
1-方轴;2-凸轮;3-动触头;4-静触头;5-弹簧;6-滚轮;7-转臂;8-底座;9-罩壳;10-手柄;
11-轴;12-接线柱
图1—6c)为主令控制器的电路符号与触头通断表。其中水平实线为受控支路,垂直虚线为主令控制器的手柄档位,左右各有3档,中间为零位。当手柄处于某档位时,各支路下方该档位处有黑点者表示此时该支路为接通状态,否则为断开状态。
主令控制器的触头通断状态亦可用如图1—6d)所示的表格予以表示。表中SAl～SA8为触头编号,正转和反转表示手柄从中间“O”位向相反两个方向各有4个档位。表中“×”表示触头闭合,空格表示触头断开。
船舶常用的主令控制器有LK911、LK913等型号。
二、熔断器
熔断器为一种最常用、最简单的保护电器,主要用作短路保护和严重过载保护。其主要组成部分为熔体(保险丝)和安装熔体的熔管(熔座),熔管兼起灭弧作用。作为核心部件的熔
体串联在被保护电路或设备的前面,当电路或设备发生短路或严重过载时,所产生的电流将
使熔体熔化而分断电路从而起到保护作用。
熔断器的性能取决于熔体材料。根据(熔体材料)热惯性的不同,一般可分为三种类型:
缓熔型,采用铅、锡等低熔点材料,热惯性较大,作成丝或片状,因熄弧困难,常用于小电流电
路;中熔型,熔体采用锌、铝等材料,热惯性较小;速熔型,熔体采用铜、银等高熔点材料,热惯
性极小,制成丝状,因熄弧较易,一般用于大电流电路。
熔体的熔断性能用其保护特性予以表征。所谓保护特性,即是熔断器熔体熔断所需时间
与通过熔断器的工作电流之间的关系,又称为安—秒特性,其曲线见图1-7。由图可知,该特
性具有反时限特征,即当工作电流超过熔体额定电流时,工作电流越大,熔体熔断时间越短。
其中熔体额定电流是指允许长期通过熔体而不熔断的电流。
在实际工作中,为了确保对电路和用电设备的可靠保护,正确选择熔断器是非常重要的。
熔断器的选择主要是对熔体的选择,主要参数是额定电流。基本原则为:根据负载和熔体材料
进行选择。要求既能在短路或严重过载等故障状态下迅速、可靠熔断又不会影响电路和用电
设备的正常工作如电动机的起动等。一般要求如下:
1.保护无起动过程的平稳负载(如照明、线路电热器件等)
RN N I I ≥∑ 2.保护电动机
1)轻载起动电动机
RN I ≥Is/(2.5～3) 2)重载起动电动机
RN I ≥Is (1.6～2.O) 3)多台电动机
RN I ≥(1.5～2.5)max ND I 十ND I ∑ 式中:
RN I 一熔体额定电流;
N I ∑—支路上所有负载工作电流之和;
S I —电动机起动电流; max ND I —容量最大的电动机额定电流;
ND I
∑—其余电动机额定电流之和。 熔体选定后,即可选择熔断器(熔管)。其原则如下:
(1)熔座额定电压≥线路工作电压;
(2)熔座额定电流≥熔体额定电流。
熔断器种类很多,常用的有螺旋式、管式等。其中管式又分无填料式和有填料式两种。
其填料一般采用石英砂等材料以增强灭弧能力。其各自外形与结构分别见图1-8～1-11。
图1-7 熔断器工作特性曲线 图1—8 瓷插式
图1-9 螺旋式熔断器
图1-10 无填料封闭管式熔断器结构图
图1—11 有填料封闭管式熔断器
a、b)整体结构；c)工作熔体
三、接融器
接触器为一种利用电磁吸力的作用远距离频繁通断大电流电路(即主电路)的开关电器。其基本工作原理如图1-12所示。当吸引线圈通电时磁路中产生磁通,当由此而产生的电磁吸力大于反力弹簧等的反力时,衔铁吸合而使触头通断状态改变;当吸引线圈失电时,电磁吸力小于反作用力,衔铁释放而使触头状态复原。由此,通过对小功率电磁线圈得失电的控制使其触头通断状态相应改变即可实现对大功率主电路的通断控制。
接触器按触头控制的电流种类可分为直流接触器和交流接触器。其外形与结构分别如图1-13a)、b)所示,主要由触头系统、灭弧装置、
电磁机构及其他辅助部件组成。
1.触头系统
触头系统主要由动触头、静触头、触头
弹簧及支架等部件组成。其中作为通断电路
的执行元件的触头根据用途可分为主触头和
辅助触头。主触头用于主电路中以通断较大
的负载电流;辅助触头用于控制电路中以通
断较小的信号电流。当吸引线圈失电,衔铁
未吸合时处于断开状态,而当吸引线圈得电
时处于闭合状态的触头称为常开(动合)触头;
反之则称为常闭(动断)触头。主触头一般为
三极,亦可制成单极、双极、四极或五极,多图1-12交流接触器原理
为常开触头；辅助触头根据需要采用常开或常闭触头。如图1-14 所示。
为了满足工作需要,接触器的触头结构有多种型式,包括双断点桥式结构和单断点指式结构,如图1～l5a)、b)所示。其中双断点桥式触头易灭弧,交流接触器常用;单断点指式触头在通断过程中为滚动接触,可自动清洁触点表面的氧化膜与污物,使接触良好,多用于通断较频繁和较大电流的电路当中,直流接触器常用。
触头弹簧的作用是在动、静触头间产生必要的接触压力以使触头闭合时接触紧密而减少触头间的接触电阻和触头通断时产生的跳动。
2.灭弧装置
在接触器触头断开电路时,若电路电压超过10～12V,电流超过80～100mA,则动、静触头间将有“电弧”产生。
电弧实质上为一种空气放电现象,即空气中大量带电粒子的定向运动。在触头断开瞬间,动、静触头间间隙很小,其压降接近电源电压,电场强度很大,阴极中自由电子逸出至气隙中
。
图1-13 接触器外形与结构
a)交流接触器; b)直流接触器
图1-15 交流接触器的触头
a) 桥形 b) 指形
图1-14 符号 1-动触头；2-静触头；3-触头弹簧；4-支架
并向阳极加速运动。由于撞击电离,热电子发射和热游离,在动、静触头间产生的电子流不断
增强直至形成电弧。电弧温度很高,可使触头受到烧灼,同时亦使电路切断时间延长从而对电
气设备的安全运行和人身安全造成危害。为了提高接触器的可靠性,延长使用寿命,须采用灭
弧装置以确保触头断开时电弧可靠熄灭。
1)灭弧栅
如图1-16a)、b)所示,灭弧栅由多片镀铜薄钢片(方口形、尖口形或矩形)组成并按一定间
距(2-3mm)插装在触头上方的陶瓷灭弧罩内。当触头断开产生电弧时,电弧周围产生磁场,由
于钢片导磁率较大,电弧在电磁力和热空气流的作用下迅速进人灭弧罩内,并被相互绝缘的
栅片分割成若干段短电弧。由于栅片的散热作用,这些短电弧被周围介质迅速冷却。另外,
维持一段电弧需要一定的电压,而这些短电弧增加了整个电弧压降,使电源电压不足以维持
电弧燃烧而使电弧迅速熄灭。灭弧栅常用于交流接触器中,因为交流电过零后电弧不易重燃。
2)磁吹式灭弧装置
如图1-17所示,在触头电路中串接一只吹弧线圈,其所产生的磁通通过导磁颊片引向
触点周围,其方向如“x ”号所示,电弧产生的磁通方向如“⊗”、“⊙”号所示。因此电
弧在电磁力作用下向上运动,并被拉长进入灭弧罩内。灭弧角与静触头相连接,引导电弧拖长
扩散把热量传递给罩壁,使电弧迅速冷却而熄灭。由于磁吹力与电流的平方成正比,电弧电流
越大,吹弧能力越强,因此该方法广泛用于中、大容量接触器中。在断开小电流时,因吹力减
小而使灭弧困难。
图1—16灭弧棚灭弧原理 图1—17 磁吹式灭弧装置
a)栅片灭弧原理；b)电弧进人栅片的图形 l-铁心；2-绝缘管；3-吹弧线圈；4-导磁片；
1-静触头；2-动触头；3-灭弧栅片； 5-灭弧罩；6-灭弧角
4-长电弧；5-短电弧
直流接触器广泛采用此种灭弧装置。
3.电磁机构
接触器的电磁机构用于控制触头的通断,主要由吸引线圈、铁芯、衔铁及反力弹簧等部
件组成。交流接触器和直流接触器的电磁机构有所不同,下面分别予以介绍。
1)交流接触器
交流接触器的吸引线圈为一只交流电压线圈,交流阻抗较大,线圈匝数较少,线径较粗。
其铁芯与衔铁为硅钢片叠成以减小铁损。
接触器电磁机构的电磁吸力F 随气隙δ的变化规律称为接触器的吸力特性。其线圈电
流I 随气隙δ的变化规律称为接触器的电流特性。交流接触器属于“恒磁链”系统(N Φ=
常数,N 为线圈匝数),其电磁吸力F (2F ∝Φ)与气隙大小无关,于衔铁吸合前后保持不变,其
吸力特性曲线如图1-18a)所示。交流接触器的线圈电流I 与气隙δ成正比(
m I ∝R ，m δR ∝，
图1-18 电磁机构吸力特性
a)直流电磁机构的吸力特性； b)交流电磁机构的吸力特性
m R 为磁路磁阻),在线圈刚通电,衔铁尚未吸合的瞬间,电流很大,而吸合后,电流自动降至额
定值。其电流特性曲线如图1-18a)所示。由此可知,对于交流接触器,当衔铁卡住不能吸合
或吸合不紧密以及操作频率过高时,都会使线圈发热甚至烧坏。因为交流线圈直流电阻很小,
若接入直流电,亦会因电流过大而烧坏。
如图1-19a)所示,交流接触器的铁芯上均装有一个铜制的短路环(分磁环)以消除工作
时的振动与噪声。
图1—19交流接触器铁芯的短路环
a)结构图； b)电磁吸力图
单相交流电的磁通是交变的,频率为f (f 为电源频率),其所产生的电磁吸力也是交变
的,频率为2f 。在一个周期内,磁通两次过零时,吸力也为零,衔铁在反作用力下开始释放;
随后,吸力渐增,直至大于反力时,衔铁开始吸合,由此,衔铁将以2f 的频率频繁动作即“抖
动”而产生强烈振动和噪声,产生电弧而烧灼触头,
使线圈发热,触头接触不良甚至使铁芯松散。消除
这一现象的方法即是加装短路环。如图1-19a)所
示,当交变磁通穿过短路环内截面
2S 时,在环中产 生涡流。根据电磁感应定律,截面2S 中磁通2Φ在
相位上将滞后于截面1S 中磁通1Φ。1Φ、2Φ所产生
的电磁吸力如图1-19b)所示,即电磁吸力将始终大
于释放反力,从而消除了“抖动″现象。
图1-20 转动合式电磁机构
2)直流接触器
直流接触器电磁机构一般采用拍合式机构,如图1—20所示,直流接触器的吸引线圈为
一只直流电压线圈,匝数较多,线径较细。其铁芯和衔铁用整块钢制成。
直流接触器属于“恒磁势”系统(济:常数),其线圈电流I 与气隙δ无关,在衔铁吸合过
程保持不变。其电流特性曲线如图1-18b)所示。由于“恒磁势”系统的磁通Φ与气隙δ成
反比(1Φ∝),因此,直流接触器的电磁吸力F 与气隙δ的平方成反比(21F ∝)。如图
1—18b)所示。故直流接触器在衔铁吸合前后电磁吸力由小至大变化很大。为了减小吸引线
圈由此而产生的功耗和发热量,一般在衔铁吸合后,在线圈电路中串人经济电阻以减小线圈
电流。
4.接触器的调整方法
接触器衔铁所受到的吸力大于反力时吸合;反之则释放。衔铁的反力包括:反力弹簧的反
作用力、可动部件的重力与摩擦力、触头闭合后触头弹簧的反作用力。
接触器(包括继电器)动作的灵敏性用返回系数f K 予以表征,其定义式为:
f
f x X K X =
式中: x X -使衔铁可靠吸合的最小输人量,简称动作值(吸合值);
f X -使衔铁可靠释放的最大输人量,简称释放值。 显然, f K < 1,且f K 越大,表明电磁机构动作越灵敏。
接触器动作值和释放值的整定通过反力弹簧预紧力(细调)、非磁性垫片厚度及气隙大小
的调整予以实现。若非磁性垫片厚度增加，则衔铁闭合后气隙增大,从而f X 提高,但x X 不
变,所以返回系数f K 增大。若衔铁释放后气隙增大,则x X 增大, f X 不变,所以f K 减小。
若反力弹簧预紧力增大,则接触器的动作值和释放值增大量相同。
5.接触器的维护
接触器的工作可靠性和使用寿命在很大程度上取决于对接触器的维护保养。日常维护工
作主要有下列几点:
1)定期检查接触器线圈的电源电压,并调整其在一定范围内；
2)定期以干燥的压缩空气吹净接触器上的积尘；
3)定期检查各紧固件是否松动。若导电零件上有氧化膜,应用细锉锉去,不宜用砂纸或
砂布擦拭；
4)通电运行前,应用手检查运动件是否运动灵活,定期于轴中注人润滑油；
5)定期检查触头压力、开距、超行程,使之符合规定；
6)定期检查线圈温升是否超值,用摇表检查线圈绝缘电阻,若小于O.5M Ω,应立刻处
理；
7)定期检查灭弧室以防短路。
四、继电器
继电器为一种根据某种特定信号的变化来控制小电流电路(控制电路)的通断状态以实
现对电力拖动设备和系统的自动控制与保护的电器。其输人信号可以是电信号(如电流、电
压等),亦可以是非电信号(如时间、温度、速度、压力等)。按照不同的分类方法,继电器可
分为多种类型:
1．按输人信号分：电压继电器、电流继电器、时间继电器、速度继电器等；
2．按动作原理分：电磁式继电器、感应式继电器、电子式继电器、热继电器等；
3．按动作时间分：快速继电器(O.m5～O.O5s)、瞬时继电器(O.05～O.l5s)、延时继电
器等；
4．按执行环节分：有触点继电器、无触点继电器等；
5．按用途分：控制用继电器、保护用继电器。
下面就船舶电气系统中常用的电磁式继电器、时间继电器、热继电器及速度继电器作一
个简要介绍。
1）电磁式继电器
电磁式继电器的结构与工作原理类似于接触器。不同之处只是没有装设灭弧装置(因其
触头容量小)。根据吸引线圈的电流种类,电磁式继电器亦分为交流继电器与直流继电器。其
中交流继电器的铁芯为硅钢片叠成,磁极端面装有短路环,而直流继电器的铁芯为整块钢制
成,也不装设短路环。常用的电磁式继电器包括电流继电器、电压继电器、中间继电器等。
(1)电流继电器
电流继电器为保护继电器的一种,包括过电流继电器和欠电流继电器。其中过电流继电
器主要用于对电动机负载过大引起的过电流进行保护,采用电流线圈并串接于主电路中。当
电动机正常工作时,其线圈电流为正常工作电流,衔铁不动作,当出现短路或过载现象,流过
其线圈的主电路电流增大至其动作电流整定值时,衔铁吸合,触头动作改变控制电路通断状
态,从而实现对主电路的过流保护。电流继电器的线圈匝数少,线径粗,直流电阻小。
(2)电压继电器
电压继电器亦为保护继电器的一种,采用电压线圈并与电源并联。其线圈匝数多、线径细、阻抗大。电压继电器有过电压继电器与欠(零)电压继电器,分别实现对电路的过电压与欠 (零)电压保护。
对于过电压继电器,当线路电压为正常工作电压时,衔铁释放,当线路电压增大至其动作值时,衔铁吸合,其常闭触头断开,实现对电气设备的过电压保护;对于欠(零)电压继电器,当线路电压为正常工作电压时,衔铁吸合。当电源电压低于释放值时,衔铁释放,触头复位,断开控制电路,实现对电气设备的欠(零)电压保护。
(3)中间继电器
中间继电器为将一个输人信号变为一个或多个输出信号的继电器,为控制继电器的一种。其实质是一种电压继电器。其触头容量较大,数目较多,因此扩大了控制范围,增大了控制功率,在复杂电路中常用作程序控制元件。
中间继电器触头无主辅之分,所允许通过的电流大小相同。其触头容量较接触器要小。根据电磁原理,装有交流电压线圈的继电器属恒磁链系统,装有交流电流线圈或直流(电流或电压)线圈的继电器属“恒磁势”系统。其各自的吸力特性曲线与电流特性曲线见图1-18a)b)。继电器的吸合值,释放值及返回系数的定义同接触器。普通继电器的返回系数在0.1～0.4之间,某些灵敏继电器的返回系数较高,可达O.8。电磁式继电器的吸合值与释放值的整定方法也和接触器相同,详见接触器内容。
2. 时间继电器
时间继电器为一种接受输入信号后触头延时动作的控制继电器,主要用于时序控制电路。其类型很多,主要有电磁式、空气阻尼式、电动式、钟摆式、电子式等。
(l)空气阻尼式时间继电器
空气阻尼式时间继电器又称气囊式时间继电器,主要由电磁机构、工作触头(微动开关)、气室和传动机构等组成。其外形与结构如图1-21a)、b)所示。
根据工作原理,空气阻尼式时间继电器分为通电延时与断电延时两种类型,其电路符号如图1-22b)所示。
如图1-22a)所示为通电延时型的空气阻尼式时间继电器工作原理图。线圈通电时,衔铁吸合,带动上部微动开关瞬时动作,由于反力弹簧的作用和进气孔的节流作用,橡皮膜连同活塞杆虽开始上移,但动作缓慢,如此经过一段时间后方移动到位并带动杠杆压动下部微动开关,使其触头动作而实现了延时功能。线圈断电时,在衔铁的重力和拉紧弹簧的弹力作用下,活塞杆连同膜片下移,由于膜片下方空气经出气孔迅速释放,使得活塞杆经杠杆带动微动开关瞬时动作,触点迅速复位,不延时。
图1-21 JS7-A系列时间继电器外形及结构图
a)外形； b)结构
调整调节螺钉改变进气孔的开度可整定延时时间,整定范围为0.4～180s。
图1-22 空气阻尼式时间继电器
a)空气阻尼式时间继电器原理结构; b)时间继电器电路符号
(2)电磁式时间继电器
电磁式时间继电器有交、直流之分,如图1-23所示为直流电磁式时间继电器结构原理图。线圈通电后衔铁迅速吸合,触头瞬时动作,不延时。线圈断电时,主磁通减小,而加装于铁芯上的阻尼环(铜质或铝质)中因此而产生的感生电势与电流所产生的磁场将阻碍主磁通的变化,因此主磁通将逐渐衰减使触头滞后动作从而实现延时功能。另外还可不设阻尼环,而于线圈断电时将其两端短接,根据电磁感应原理,同样可实现延时功能。
3. 热继电器
热继电器为保护继电器的一种，根据
电流的热累积效应而动作，常用于交流电
动机的过载保护。其外形与结构见图1-24
热继电器主要由热元件、触头、动作
机构、复位按钮和电流整定装置等5部分组
成。其中热元件目前应用最广泛的为双金属
片，如图1-25所示。它为两种线胀系数不同图1-23 直流电磁式时间继电器
的金属片牢固轧焊而成。线胀系数大者称主动层，小者为被动层。当其受热时，由线胀原理，双金属片将向被动层一侧弯曲，其在热继电器中的应用如图1-26a) 热继电器工作原理图所示。当发生过载时,电路电流
过大,温升超限,此时,接人主电路中
的双金属片受热弯曲,并推动导板经
温度补偿双金属片和推杆使接人控
制电路中的触头状态改变,而实现了
控制电路的通断控制,从而使主电路
中的负载得到保护。
热继电器动作后,须经过一段时
间待双金属片冷却后再行手动或自动
复位,而不能马上复位。热继电器的
电路符号如图1-26b)所示。
热继电器的动作值与环境温图1-24 热继电器外形结构
度有关,当环境发生变化时,热元件产 a)热继电器的外形；b)热继电器的结构
生零点漂移,导致热继电器的动作时间
出现偏差。而补偿双金属片的设置由于
其与热元件的材质相同,电流的热效应
相同,以致动作具有同步性而消除了这
一误差。
对于定子绕组为“Y”接法的电动机,
若单相断电另两相过载,则使用普通的两
相热继电器或无断相保护的三相热继电器
均可实现过载保护。而对于定子绕组为“ ”
接法的电动机,若单相断电,另两相过载则图1-25 双金属片
必须使用带断相保护的热继电器方可实现过载保护。
热继电器的电流与动作时间的关系称为热继电器的工作特性,也称安—秒特性,其曲线如图1—27所示。显然,此特性具有反时限特征。
热继电器不能用作短路保护,在线路中不能取代熔断器。
图1-26 热继电器
a) 15JR 系列热继电器结构原理； b) 电路符号 图1-27热继电器工作特性曲线
4. 速度继电器
速度继电器为控制继电器的一种。它以转速作为输入信号来改变触头状态而实现对电路的通断控制。其外形与结构见图1—28a)、b)。
速度继电器的工作原理如图1—28b)所示,转轴与主令轴(电动机轴)相连,转轴上装有永久磁铁,装有鼠笼式绕组的定子与轴同心且能独立偏转一角度。电动机旋转带动永久磁铁一起转动,与鼠笼式异步电动机
原理相同,定子绕组切割磁通所
产生的感生电流受永久磁铁磁场
的作用产生转矩使定子按轴旋转
方向偏摆,带动定子柄偏转一定
角度使触头动作。当转速降至约
lOOr/min 时,触头在弹簧反力作
用下复位。
速度继电器电路符号如图1-29
所示。
五、电磁制动器 图1-28 速度继电器
电磁制动器是将电磁力矩转变 a)外形；b)1JY
速度继电器结构原理图
为机械力矩以实现电动机停车时的 1-电动机轴2-转子3-定子4-绕组5-定子柄 机械制动的一种电器。常用的有 6-静触点7-动触点8-簧片
圆盘式电磁制动器和抱闸式电磁制动器。
1.圆盘式电磁制动器
圆盘式电磁制动器结构如图1-30所示。其工作原理如下:电动机运转时,电磁刹车线圈通电产生吸力,克服弹簧力将静摩擦片(衔铁)吸住,使其与装于电动机轴端的动摩擦片脱开,电动机自由旋转。如图1－32b)所示。
图1—30 圆盘式电磁制动器
图1—29电路符号 a)松闸时; b)制动时
停车时,刹车线圈失电,静摩擦片被反作用弹簧压紧到动摩擦片上,产生摩擦力矩而使电 动机制动停转。如图1-30b)所示。
调整制动器外壳上的螺栓,即可调节反作用弹簧制动力矩。应保证螺栓均匀调整,以消除摩擦片歪斜、气隙不匀而产生的振动大、噪声大的现象。
圆盘式电磁制动器工作时静、动摩擦片间的间隙通常为2～6mm 。间隙过小,松闸时静、动摩擦片之间易擦碰;间隙过大则制动时易产生较大的机械碰撞。
2.抱闸式电磁制动器
抱闸式电磁制动器又称电磁抱闸,其结构如图1-31所示。它主要由包括铁芯、衔铁和线圈的制动电磁铁以及包括闸轮、闸瓦、杠杆和弹簧的闸瓦制动器组成,闸轮与电动机装于同一转轴上。工作原理为:电动机正常运转时,线圈通电,衔铁吸合,克服弹簧反力使制动杠杆向外侧运动,而使闸瓦离开闸轮,保证电机自由转动;停车时,线圈断电,衔铁释放,在反力弹簧作用下杠杆复位,闸瓦抱紧闸轮,使电机迅速制动停转。
图1-31抱闸式电磁制动器
l-线圈；2-铁芯；3-弹簧；4-闸轮；5-杠杆；6-闸瓦； 7-轴
第二章 船舶电力拖动基本控制
通常，一个生产机械装置是由原动机、传动机构、工作机构和控制设备等所组成，它构成一个完整的拖动系统。利用电动机作为原动机的生产机械装置，称为电力拖动系统。本章主要内容包括电力拖动的基本概念、电力拖动系统的调速和制动等的基本原理和方法。
§2-1电力拖动的基本概念
一、电力拖动系统的运动方程 最简单的电力拖动系统是电动机的轴与生产机械的工作机构直接相联，如泵、通风机等，被称为单轴电力拖动系统。若设定某一方向为电动机的正值转速方向(n ＞0或Ω＞0)，并取与正转速方向一致的电磁转矩为正值电磁转矩(T ＞0)，与正转速方向相反的负载转矩为正值负载转矩(L T ＞0)，则这种简单拖动系统的运动规律可用如下的运动方程来描述，即 2375L d GD dn T T J dt dt Ω-== （2－1 ） 上式中,机械角速度Ω=2πn/ 60， J （Kg ·2m ）为系统转动惯量，GD2〔N ·2m 〕为系统的飞轮矩,这两者之间的关系为J=G 2D /4g ，并且取重力加速度常数g=9.81〔m/2s 〕。 许多实际的电力拖动系统，电动机是经传动机构与工作机械相联的，如图2－1（a ）所示为有两级减速的三轴系统。其中每根轴的转速、转矩和飞轮矩都不相同。但这样一个多轴系统可折算为一个等效的单轴系统(图2－1b)。
图2－1多轴电力拖动系统简化为等敕的单轴系统
根据功率平衡可进行转矩的等效折算。当忽略传动机构的损耗时，电动机轴上的功率L T Ω应等于最后一级工作机构的功率c T c Ω。因此电动机轴上的等效负载转矩L T 与工作机构的实际负载转矩c T 的关系为 c c c c c n T T T n Ω⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪Ω⎝⎭⎝⎭ 根据系统储存的总动能不变的原则可进行等效飞轮矩的折算。电动机轴上总的等效动能应等于各轴的动能之和，对于图示系统的单轴等效动能为
()22220111122c c J J J J Ω=Ω+Ω+Ω 从而可得折算到电动机轴上的单轴等效飞轮矩为
222222101c c n n GD GD GD GD n n ⎛⎫⎛⎫=++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 以上的折算仅为了表明一个多轴拖动系统可以简化为一个等效的单轴系统，式2-－1中的L T 和2GD 都理解为折算到电动机轴上的量。 运动方程表明：电动机所产生的电磁转矩T 除用于克服稳态负载转矩L T 外，还要平衡系统加速或减速时所产生的动态惯性阻转矩(L T T T ∆=-)，所以系统的运动状态是由电动机的电磁转矩和负载转矩共同决定的。当T=L T 时,dn/ dt=0,系统以不变的转速稳定运行。只要T ≠L T ，则dn/ dt ≠0,从而使系统处于加速或减速的变化状态。一个能稳定运行的电力拖动系统,受到短暂的扰动后，其加速或减速的动态变化过程是短暂的，最终总能达到T=L T 的稳定运行条件。假如一个系统受到短暂的扰动后不能恢复到稳定的平衡运行条件,则该系统就不能稳定的运行。系统能否稳定运行与电动机和负载的机械特性有关。
二、负载的机械特性
负载的机械特性是指负载转矩与转速之间的关系()L n f T =特性。不同的生产机械有不同的机械特性，根据转矩随转速变化的情况，概括起来大致可归纳为恒转矩和变转矩两类。 1．恒转矩负载特性 1) 反抗性恒转矩负载机械特性：负载转矩的作用方向总是与运动方向相反，始终是阻碍运动的。当运动方向改变时，负载阻转矩方向也随之改变,具有这种转矩特性的负载称为反抗性负载。如果这种负载转矩绝对值大小不随转速而变，则为反抗性恒转矩负载，如皮带传送、机床刀架的平移、行走机构等，以及由摩擦力产生的转矩均具有这种特性。按照在系统运动方程中所采用的转矩和转速的正值方向，反抗性恒转矩负载的机械特性曲线可表示在直角坐标图中的第1和第3象限中，如图2－2所示。 图2－2 反抗性恒转矩负髋的机械特性 图2－3 位能性恒转矩负载的机械特性 2) 位能性恒转矩负载机械特性：负载转矩是受重力作用而产生的，其负载转矩的大小和作用方向始终保持不变，不受转速大小和转动方向的影响。其机械特性曲线应在第1和第4象限内,如图2－3所示。起重机械提升和下放重物时的负载转矩就是这种特性。 2．变转矩负栽机械特性 1）通风机型负载机械特性：通风机、离心泵和螺旋桨等，其转矩与转速的平方成正比， 其转矩特性曲线如图2－4的曲线1所示。 2) 恒功率型负载机械特性：转矩与转速成反比，而两者之积(功率)近似保持不变。如金属切削机床，刀的切削力不变，随着刀向切削端面的中心移动，其阻转矩减小而转速升高。这种负载机械特性曲线如图2－4曲线2所示。
图2－4 变转矩负载机械特性 图2－5 含摩擦转矩的位能性负载的机械特性 上述各种负载机械特性是从各种实际负载中概括出来的典型特性。而实际负载的机械特性可能是以某种典型特性为主,或是具有某几种典型特性的综合。例如船舶起货机，它的多级传动机构是反抗性摩擦转矩，因此当起升重物时电动机的负载阻转矩是位能转矩与反抗转矩之和L T ，而下放重物时则是两者之差/L T ，故其实际的负载机械特性如图2－5中的实线所示。但起落空钩时则主要是摩擦转矩。 三、系统运行的稳定性 为便于电力拖动系统运动状态的分析,通常是把电动机的机械特性与负载的机械特性画在同一坐标平面上，如图2－6中曲线1和3分别为三相异步电动机额定电压和降低电压时的机械特性，曲线2是它所拖动的恒转矩负载的机械特性。根据这些特性曲线并结合运动方程 (式2－1)对系统的运行状态及其稳定性进行分析。
系统稳定工作点都是两特性曲线的交点（L T T =),但两曲线的交点不一定都是稳定工作点。当系统受到诸如电压的波动，负载的变化等扰动 时,将引起系统转速的变化。若转速升高所引起的电动 机转矩小于负载阻转矩，或减速引起电动机转矩大于负 载阻转矩,其作用都是力图阻止转速的偏离,因而扰动消 逝后它将能够恢复到原平衡点,这是稳定工作点。如果 两转矩的变化与上述的相反，则将促使转速进一步偏离, 这种交点为不稳定工作点。如图中的曲线2和3的交 点Ｅ,若扰动引起瞬时减速（n -∆），则曲线３上的电磁 转矩Ｔ小于曲线２的负载转矩L T ，从而使得系统进一 图２－6 电力拖动系统稳定工作点 步减速，直到停车。若是引起瞬时加速(n +∆), 则使系统进一步加速,直到稳定的交点C ，所以Ｅ点为不稳定工作点。对恒转矩负载，异步电动机特性曲线临界转差率以下的部分，为不稳定工作区。
§2－2 电气线路的图示法
一、控制线路中电器和元件的图形符号和文字符号
继电接触器控制系统由各种继电器、接触器、按钮、开关、其他电器及电机组成。每个电器又包含若干个元件,如主触头、辅助触头、线圈等。将有关元件用导线接成一定的电气线路，便组成了一个控制系统。为分析、设计和维护时阅图方便,国家统一规定了电工系统图形符号和文字符号来表示各种电工元器件。本章后附录一列出国家标准GB4728一84、GB4728一85的部分电工图形符号和GB7159一87的部分标准文字符号。
二、电气线路图
电气线路图可以分为两部分：主电路和辅助(控制)电路。电动机、发电机等通过大电流的电路属于主电路,其他均属于辅助电路。
电气线路图根据需要可以绘制成两种不同的形式：电路图和接线图。
1．电路图 是用图形符号,并按其工作顺序排列，详细表示电路、设备或全套装置的全部基本组成和电气连接关系，而不考虑其实际位置的一种简图。这种线路图能够清楚地表明电路的功能，对分析电气系统的工作原理是十分方便的。本书中均采用电路图。
2．接线图 又称安装图,用规定的符号既表明各电气元件在电路上的联系，又表明各元件相互间位置的图形。这种图是供施工与检修时使用的。
三、绘制电路图的规定
绘制电路图的规定也就是阅读电路图的方法。其主要规定归纳如下：
1．控制系统内的全部电机、电器和其他带电部分都应按国家标准规定的图形符号和文字符号绘制和标注。
2．电路图一般按主电路和控制电路两部分画出:主电路画在图的左边或上端，用粗线表示；控制电路画在图的右边或下端,用细线表示。
3．整个电路与电网断开，各电器都按没通电或不受外力作用时的正常状态画出。
4．属于同一电器的不同部件，按其在电路中的作用画在不同的电路部位上,标以相同的文字符号并用数字以资区别。
5．.电路图中，各元件一般按动作顺序从上到下，从左到右依次排开。有直接电联系的导线交叉连接点要用小圆圈或黑圆点表示。
§2-3 电动机的基本控制和保护环节
一、点动、连续控制和多地点控制
1．点动控制
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,必需有人监视,如机舱的盘
图2－7电动机点动控制原理图图2－8电动机磁力起动器控制线路
车机、行车和甲板上的扶梯起落机等都需要有点动控制。图2－7为最简单的点动控制线路，按下起动按钮,接触器线圈通电，主触头闭合，,电动机起动运转，手松开,电动机停止运转。
2．.连续控制
大多数鼠笼式电动机的连续控制线路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2－8是单向(不可逆式)磁力起动器控制线路的电路图。
起动电动机时，先将电源开关闭合。当按下起动按钮时，交流接触器线圈通电，吸合衔铁使主触头闭合，电动机与三相电源接通起动。同时,与起动按钮SB2并联的辅助触头也闭合。当松开SB2时，接触器线圈仍然保持通电，电动机继续运转。此辅助触头称为自保(自锁)触头。
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。
1) 失压(欠压)保护环节
失压(欠压)保护是依靠接触器本身的电磁机构来实现。当电源电压由于某种原因消失时,电动机会自动停车。当电源电压恢复时，电动机不会自动起动，只有在操作人员按下起动按钮后，电动机方可起动。这种保护环节称为失压保护。
当电源电压过分降低(欠压)时，电动机为了维护电磁转矩满足负载转矩的需要，其电流必将增加，使电动机可能过载甚至烧毁。而此时由于电源电压过分降低，接触器反力弹簧的作用力大于电磁吸力时衔铁将释放，主触头断开，使电动机脱离电源,实现欠压保护。
2) 过载保护环节
电动机的过载保护是通过热继电器来实现。当过载时,它的热元件发热将其常闭触头断开，使接触器线圈断电,电动机脱离电源。热继电器至少有两个发热元件，分别串联在任意两相线路中。这样不仅在电动机过载时有保护作用，而且当任意一相电源断开后，使电动机单相运行时，仍有一个或两个发热元件中通有电流，电动机因而也得到保护。
3) 短路保护环节
电动机的短路保护是通过熔断器来实现。当短路时,较大的短路电流将使供电线路或电动机和其他电器受到严重损坏，因此应及时将短路段和电源脱离。在磁力起动器控制线路中分为主回路保护和控制回路短路保护两种。其熔断器额定电流的选择也是有所不同的。
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的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,如图2－9所示。只要将两个或多个起动按钮和停止按钮分别组成并联和串联电路即可。
图2－9 两地点控制线路
二、正反转互锁控制
在生产上往往要求运动部件可向正反两个方向运动。例如,锚机的抛锚与起锚,起货机的提升与下降，通风机的吸气与排气等。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2－10电路图所示，接触器F KM 控制电 动机正转;接触器R KM 控制电动机反转。
图 2－10 电动机正反转互锁控制线路
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线路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。图2－10(a)和(b)分别为电动机正反转互锁控制线路图。
如图2－10(a)所示，将F KM 和R KM 的常闭辅助触头分别与R KM 和F KM 的线圈支路串联，就能够满足互锁的要求。除了电气互锁外，还常设有机械互锁。如图2－10 (b)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。
图2－11为具有零压保护环节的起货机控制线路的一部分。控制手柄在零位时，SA-1接通，零压继电器足以线圈通电，其常开触头起自锁作用。电动机正转时，手柄离开零位, SA-1断开,SA-2接通，接触器H KM 线圈通电，其常闭辅助触头断开接触器L KM 支路,实现互锁。如电源电压消失或大幅度下降， KA 衔铁释放，切断控制回路。当电源恢复正常，尽管SA-2接通,但电动机不能自行起动。只有将手柄板回到零位后，才能再次起动电动机。实现零位保护，就其实质来说,也就是失(欠)压保护。
图 2－11 起货机部分控制线路
三、顺序起动联锁控制
生产机械或生产自动线都是由许多部件组成。不同的运动部件之间是相互联系的，但又是相互制约的。例如,某些空压机正常工作时，需要冷却水进行冷却，所以要求冷却水压力建立后才能起动空压机。这种要求可以用图2－12所示的联锁控制线路实现。
图a)中接触器1KM (控制冷却水泵电动机1M )的自锁触头又是2KM (控制空压机电动 机M2)的连锁触头。因此,只有在1KM 线圈通电，冷却水泵起动后, 2KM 线圈才能通电,空压起动运转。如果1KM 线圈断电，冷却水泵停止供水，由于1KM 触头打开，使2KM 线圈立即断电，空压机停止运转。图(b)是用1KM 的另一个常开辅助触头与2KM 线圈串联，,同样能满足上述要求。
图2－12 联锁控制线路
§2-4 电动机的降压起动控制
在船上，由于船舶电站的容量有限，所以大容量电动机的空载起动通常是需要采用降压的方法来起动的。常用的降压起动有以下几种方法：
一、星形一三角形降压起动控制
对于额定电压为380伏三角形接法的鼠笼式电动机，可以用星形接法进行起动，以减小起动电流，起动完成后改为三角形接法正常工作。图2－13为Y －△降压起动控制线路，其起动过程是：按下2SB , 1KM 线圈通电,并自保。同时2KM 和时间继电器KT 线圈通电，电动机定子三相绕组接成Y 形起动。2KM 的常闭触头断开3KM 线圈支路,实现互锁。KT 延时动作，,触头1KT 断开，使2KM 线圈断电；触头2KT 闭合，使3KM 线圈通电，3KM 主触头将定子三相绕组改接成△形,电动机正常运转，并实现互锁。
二、自耦变压器降压起动控制
图2－14为采用自耦变压器降压起动鼠笼式电动机起动线路。其起动过程是：按下2SB ,接触器1KM ,2KM ，时间继电器KT 相继动作，,通过自耦变压器TM 的输出端对电动机M 进行降压起动。KT 延时动作，使中间继电器KA 动作，触头1KA 打开，1KM 、2KM 、线圈KT 的相继断电，自耦变压器退出；触头2KA 闭合，接触器3KM 动作，电动机于额定电压下运行。
图2－13 Y －△降压起动控制线路
图2－14为采用自耦变压器降压起动控制线路
三、转子电路串电阻起动控制 图2－15(a)是绕线式异步电动机转子电路串电阻起动控制线路,其起动过程是：按下2SB ,接触器1KM 动作，电动机开始起动；串联于接触器2KM 线圈电路中的辅助触头1KM 闭合，起连锁作用。起动瞬间,转子起动电流2max I 〔图2－15b)中的a 点〕已使串在转子电路中的电流继电器1KI 先动作，使2KM 来不及动作(因接触器的固有动作时间比继电器的大)，转速
按特性曲线1升高,转子电流逐渐下降。当下降至切换电流2min I (特性曲线1上的b 点)时，
1KI 释放,使接触器2KM 动作，短接第一段起动电阻1RQ 。此时电动机运行于特性曲线2，电流再次突增至2max I 爬(特性曲线2上的c 点)，电流继电器2KI 动作，常闭触头2KI 打开。随着转速的升高，转子电流又重新下降到2KI 的释放值时(特性曲线2的d 点)，其衔铁释放，使2KI 闭合,3KM 通电动作。其主触头闭合,短接第二段起动电阻2RQ 。此时电动机将进人特性曲线3运行，电流又急增至2max I (特性曲线3上的f 点)，随着转速继续升高，电流下降。直至电动机达到稳定转速,起动过程结束。
图2－15绕线式异步电动机转子电路串电阻起动线路
船舶电气书籍 船舶电气书籍是探讨船舶电气系统的书籍，其中涵盖了船舶电气设备及系统的设计、安装、运行和维护等方面的内容。下面我将就几本经典的船舶电气书籍进行介绍。 1. 《船舶电气设备与自动化》 该书由杨泽林著，是中国高校船舶相关专业的教材。全书内容丰富，分为10个模块，包括基础电学知识、船舶电气设备的特点与分类、船舶电气设备的特性参数与技术指标、船舶电气设备的工作原理与调试、船舶电气设备的检修与维护、船舶电气设备的隐患与事故、船舶电气设备的管理与改造、船舶电气设备与能效管理、船舶电气设备与信息化技术、船舶自动化技术等内容，全面介绍了船舶电气设备与自动化的知识。 2. 《船舶电气设备应用与研究》 该书由林建强主编，是对船舶电气设备应用与研究的一本专著。书中内容包括船舶电气设备的运行与维护、电气设备设计、电气设备可靠性及安全性等，对船舶电气设备的各个方面都进行了深入解析。此外，该书还对常见的故障排除及预防、船舶电气设备的管理等内容进行了详细介绍，是船舶电气领域的一本权威参考书籍。 3. 《船用电气设备与工程》 该书由徐绍晖著，是对船舶电气设备与工程的系统介绍。全书包括船舶电气设备
与系统基础知识、船舶发电系统、电气动力装置和辅助设备、电气传动装置和辅助设备等内容。此外，书中还包括常见的电气故障排除与维修技巧，以及电气设备的巡视、保养和维修等实用内容。该书旨在让读者全面了解船舶电气设备与工程的知识和技能。 4. 《船舶电气工程入门与实践》 该书由张军主编，是一本入门级的船舶电气工程教材。全书内容包括船舶电气工程概述、船舶电气设备的安装与试验、船舶电气系统的设计与计算以及船舶电气设备的维护与故障排除等内容。该书使用大量的实例，简洁明了地介绍了船舶电气工程的基本知识和技能。 这些书籍覆盖了船舶电气系统的各个方面，包括理论知识、实践应用、维护与故障排除等内容，适合船舶电气相关专业的学生和从业人员参考学习。希望以上介绍能对您有所帮助。
船舶电气书籍 在航海领域中，船舶电气系统是船舶正常运行的关键之一。作为船 舶电气专业人员，了解船舶电气系统的原理和操作是至关重要的。为 了帮助船舶电气专业人员更深入地了解和掌握有关船舶电气的知识， 以下是一些值得推荐的船舶电气书籍。 1. 《船舶电气技术导论》 这本书是船舶电气领域的经典教材之一。它全面介绍了船舶电气系 统的基本原理、设备和操作。书中内容包括电气安全、船舶电源系统、船舶动力系统、智能船舶电气技术等，涵盖了广泛的话题。此外，书 中还提供了大量实例和案例，帮助读者更好地理解和应用所学的知识。 2. 《船舶电气设计与维修》 这本书着重介绍了船舶电气系统的设计和维修。它涵盖了从电气设 备的选择、船舶布线、系统设计到维修、故障排除的全过程。作者通 过详细的图表和实践案例，向读者解释了各种电气设备的工作原理和 操作流程，使读者能够快速掌握船舶电气设计和维修的要点。 3. 《船舶自动化与电气技术》 本书涵盖了船舶自动化和电气技术的各个方面，包括自动化系统、 传感器技术、控制系统和通信系统等。作者以通俗易懂的语言和大量 的实例，向读者展示了船舶自动化系统的结构、工作原理和调试方法。通过阅读本书，读者将更好地掌握船舶电气自动化技术。
4. 《船舶电气故障诊断与维修》 这本书主要针对船舶电气系统的故障诊断和维修问题提供了详细的指导。通过深入分析各种常见的电气故障现象和故障原因，书中介绍了一些常用的故障排除方法和技巧。此外，书中还介绍了船舶电气设备的日常维护和保养知识，帮助读者预防和解决可能的故障。 5. 《船舶高压电气设备运行与管理》 这本书主要关注船舶高压电气设备的运行和管理。它详细介绍了高压电气设备的安全操作规范、维护保养和管理方法。通过读这本书，读者将更好地了解高压设备的工作原理和操作技巧，确保船舶高压电气设备的正常运行。 总结起来，船舶电气是航海领域不可或缺的重要内容。在学习和实践中，阅读相关的船舶电气书籍可以加深对船舶电气系统的理解，并提高船舶电气专业人员的技能水平。以上推荐的船舶电气书籍涵盖了船舶电气的不同方面，希望能对读者有所帮助。
《船舶电气及自动化（自动化部分）》课程教学大纲 一、课程基本情况 1．课程代码： 2．课程类别：专业课程 3．学时及学分 总学时：52 理论学时：52 实践学时：0 4．适用专业及年级：轮机工程 5．后续课程：轮机英语 6．编订日期：2012年11月 7．修订日期：2012年11月 二、课程的性质与任务 《船舶电气及自动化》课程是轮机工程专业的一门上岗必备的专业能课。本课程的设置任务是使学生在掌握反馈控制系统的概念、组成、作用规律及执行机构。船舶机舱辅助控制系统、蒸汽锅炉的自动控制、船舶主机遥控系统的组成、工作原理、执行机构。船舶机舱检测与报警系统组成、工作原理、船舶火灾自动报警系统组成、工作原理。为我们船舶综合系统的实习工作打下坚实的基础。 三、课程的教学目标 使学生明白自动控制系统的组成和工作原理，自动控制系统如何实现自动控制与
执行。当自动控制系统出现问题我们能根据自己所学的知识和实践来一一判断排查并找出发生为题的原因，并且修复之使其能重新回到良好的状态。根基系统各种系统的工作条件和状体做好日常的保养和维护工作。增加系统及工作机构的寿命。 四、主要教学内容及教学要求 第五章船舶反馈控制系统基础 第一节反馈控制系统的基本概念建议2学时， 主要教学内容：反馈控制系统的组成、反馈控制系统的传递方块图、反馈控制系统的工作过程、反馈控制系统的评价指标、 教学要求：了解反馈控制系统的组成结构、工作原理，如何评价反馈控制系统性能的好坏。 第二节自动化仪表的基本知识建议2学时 主要教学内容：自动仪表的主要品质指标、自动仪表的元部件及组成原理、 教学要求：仪表各种误差的分析和判断、懂的气动仪表的主要元件及工作原理，明白气动仪表的各个环节的组成结构和工作原理、 第三节调节器及其调节作用规律建议2学时 主要教学内容：位式调节器、比例调节器、比例微分调节器、比例积分调节器、比例积分微分调节器。 教学要求：掌握各种调节器的组成机构、工作原理，如何对各种调节器进行正确调试、并使其工作在最佳工作状态。 第四节传感器与变送器建议2学时 教学内容：船舶常用各种传感器、气动变送器
《中华人民共和国海船船员适任考试培训教材：电子电气员英语（电子电气专业）》根据中华人民共和国海事局制定的《中华人民共和国海船船员电子电气员适任考试大纲》编写，满足STCW公约马尼拉修正案的要求，适合于750kw及以上船舶电子电气员适任证书培训、考试使用，也可作为海事大专院校的教学用书。 目录 Chapter 1 Familiarization of Ships Lesson 1 Types of Ships Lesson 2 The Structure of Ships and Their Principal Dime io Lesson 3 The Equipment Configuratio on the Bridge Lesson 4 The Main Propulsive Power Plant Lesson 5 The Auxiliary Machinery Exercises for Chapter 1 Chapter 2 The Ship Electricity Lesson 6 The Basic A.C. Circuits Lesson 7 The Electrical Measuring I truments and Tools Lesson 8 The Power Electronic Devices and Their Uses Lesson 9 The Classificatio and Co tructio of the Three-phase Asynchronous Motor Lesson 10 The Nameplates and Main Paramete of the Three-phase Asynchronous Motor Lesson 11 The Starting and Control of the Three-phase Asynchronous Motor
第一章船舶常用电器 第二章船舶电力拖动基本控制 第三章船舶重要辅机的自动控制 第四章甲板机械的电力拖动及自动控制 第五章船舶舵机的电力拖动及自动控制 第六章船舶电力系统 第七章船舶同步发电机参数调节及运行控制 第八章船舶电站自动化 第九章船舶照明与通讯 第十章机舱集中监视与报警系统 第十一章船舶安全用电和安全管理 第十二章船舶电气管理职责 第一章船舶常用电器 §1-1 电器基本知识 现代商船大多采用内燃机作为主推进动力装置,所配备的绝大多数机械都采用电力拖动方式进行工作。其电能供给由独立的船舶电力系统予以实现。为了满足船舶正常运营的需要,该系统必须具备供电、配电、控制与保护等功能。因此,船舶电力系统是一个电气线路十分复杂的系统。 任何复杂的电气线路都是由一些基本的单元电路组合而成,而基本单元电路又均为若干功能不同的电器元件的组合。所以,了解各类电器元件的结构、功能及工作原理,是掌握一个控制线路乃至一个系统工作原理的必然要求。 所谓电器,即是根据外界的电信号或非电信号自动或手动地实现电路的接通、断开、控制、保护与调节的电路元件。简言之,电器就是电的控制元件。 电力系统中所使用的电器,种类、数目非常之多,下面就扼要介绍一下它们的分类方法及相应类型。 1.按工作电压分类 1)高压电器 交流大于1200V,直流大于1500V的电器。 2)低压电器 交流小于1200V,直流小于1500V的电器。船舶电力系统中常用电器均为低压电器。 2.按用途分类 1)控制电器 用于各种电气传动系统中,对电路及系统进行控制的电器。如接触器,各种控制继电器等。 2)保护电器 用于电力系统中,对发电机电网与用电设备进行保护的电器。如:熔断器、热继电器等。 3)主令电器 在电器控制系统中,发出指令,改变系统工作状态的电器。如:按钮、主令控制器等。 4)执行电器 接受电信号以实现某种功能或完成某种动作的电器。如:电磁铁、制动器等。 3.按动作方式分类 1)手动控制电器 依靠人工操作进行动作而执行指令的电器。如:按钮、转换开关等。 2)自动控制电器
第1节: 防爆和电缆敷设要求 防爆要求：安装在0类危险区域的测量，监测，控制和船内通信等设备及电路均为本质安全型，安装在危险区域的其他设备的防爆等级至少为温度组别为T3，设备等级为ⅡA型。 电缆敷设要求：每层电缆原则上不大于2层，机舱和露天甲板电缆采用不锈钢喷漆扎带固定，电缆上禁止外表损伤和喷上油漆。 第2节：主发电机参数和应急发电机参数 2台140KW，自动调频调载，在溢油回收状态下（2台7 5 KW收油机），长期并联负荷自动分配。在溢油回收状态下严格控制生活设备（如：厨房设备，空调设备）的使用。 1台50 KW，应急发电机。 主变压器为30KVA，应急变压器为16KVA 主变压器和应急变压器基座图 第3节：蓄电池和充电机 通用蓄电池200AH，2台12V，200AH，充电机在蓄电池间，电池在驾驶室旁 无线电蓄电池120AH，2台12V，120AH，充电机在驾驶室 应急发电机蓄电池200AH，2台12V，200AH，充电机在应急发电机室 1#主发电机蓄电池200AH，2台12V，200AH，2#主发电机蓄电池200AH，2台12V，200AH，2台主发电机共用一台充电机 第4节：主配电板和应急配电板 主配电板为5屏：第1#和第4# 为380 V负载屏，第2#和3# 为发电机屏，第5#屏为220V 负载屏。 应急配电板为2屏 第5节：驾控台 驾控台主要设备：全回转操控单元；航行信号灯；闪光灯；雾笛；声力电话（直通和指挥）；雷达；溢油取证雷法监视设备；舱室风机切断；通用报警；火灾报警；主机遥控板；车钟；室外应急照明分电箱（AC220V）；投光灯（AC220V）；航行分电单元（AC220V）；助航分电单元（AC220V和DC24V）；测深仪；正压显示报警单元；扩音机；VHF；雨雪清除器；AIS；GPS；电罗经；切断按钮；微机显示和收油机集中控制装置。 第6节岸电箱和电工试验板 岸电箱（AC380V，100A），100米的3X35 mm2，电缆卷筒安装在主甲板船尾。 电工试验板安装在电工间。 第7节：扫海灯，探照灯，投光灯，油泵舱照明 扫海灯：顶蓬甲板设电动双头双谱扫海灯CS3-J575/UV500，灯由主配电板供电 探照灯：TG27-A白炽灯和TZ1-A汞疝探照灯，灯由主配电板供电 驾驶甲板尾部右边设一个TG18（220V，400W）应急投光灯，用于救生筏下放水面照明。 驾驶甲板艏艉部左右各设一个TG18（220V，500W），由台内工作灯分电单元供电。 居住甲板尾部2个防爆投光灯，防爆标志Exed ⅡBT3, 220V，400W型，尾部工作照明。 另设2个防爆透光灯，防爆标志Exed ⅡBT3,用于救生筏下放水面照明。
一、船舶电气及自动化在教学计划中的地位和作用 随着计算机技术的高度发展，带动了该技术在船舶上的日益发展和广泛应用，展望21世纪船舶自动化技术，将不断向全船综合自动化这个高层次阶段发展。 船舶综合自动化，是集机舱自动化、航行自动化、信息一体化、装载自动化等于一体的多功能综合系统，该系统通常由二个工作母站、若干个分控制系统及若干个工作分站组成，通常一个工作母站设在机舱控制室另一个设在驾驶室。两个工作母站完全独立，可同时或单独操作，并互为备用。 分控制系统将根据船舶的种类和自动化的程度而定，例如主机遥控、机舱监测报警、电站管理、泵浦控制、液位遥测和压载控制，冷藏集装箱监控、自动导航等。所有工作母站和分控制系统采用高速传输技术组成一个综合网络系统，在网络上根据需要连接一定数量的工作分站，以达到在船舶重要部位对各设备进行监测、控制和操纵等目的。 同时，其工作分站可以作为一个窗口，与船舶对外通信设备联网，借助于数据传输、电子邮件等各种通信手段，执行岸与船，船与船之间对话，进行各种信息交流；咨询、设备维护、故障诊断、资料查阅、备件查询、船舶管理等业务活动，从而最大程度地提高船舶航行的船舶机舱自动化系统是集机舱动力系统及辅助系统自动控制、监测、报警等于一体化的监控系统，船舶机舱自动化技术是船舶工业科技战略发展应用研究的重要技术之一，是涉及计算机网络、数字化信息技术、现代控制技术、通讯、信息处理、光纤、传感器、电力电子等多种学科和技术综合应用的一体化产物。 机舱自动化系统包括主动力系统、发电系统等多个子系统的控制
与监测，例如，主机遥控、机舱监测报警、电站管理、泵控制等，需要研究数字监控技术（包括单元系统模块技术、电子模块技术、系统接口模块技术）、光纤数字传输技术、网络技术（包括船用光纤、现场总线、工业以太网等技术）、智能柴油机电控技术、全电力电子技术、微机电技术等，以集成化、网络化、标准化、模块化、智能化、系列化等方式，向实现机舱综合自动化这个高层次阶段发展。其是开放式和网络化的未来船舶机舱自动化的创新模式，具有自动化程度高、可靠性高、维护简洁等特点。 而船舶机舱自动化系统及设备技术是以计算机网络、现场总线技术为标志的集成平台管理系统IPMS技术、柴油机遥控技术、全自动电站及电能管理技术、全电力推进系统的监控技术、标准操控台的数字监控系统技术、设备软硬件模块化、标准化、系列化技术、船舶光纤数字传输技术、船舶机舱微机电系统的新技术、机舱自动化系统可靠性理论为基础上发展起来的。电站自动化系统和主机遥控系统应用实例，依据船舶自动化系统设计经验以及沪东厂成功建造的各型船舶，就船舶机舱自动化现状、功能和特性、现行规范对自动化船舶分级及入级设计要求、主要配置的监测、报警、辅机的遥控操作和自动切换以及自动化系统的试验、验收等进行了综述；较好地总结了船舶自动化系统的设计规律，基本理顺了船舶自动化系统设计思路，可以指导今后的船舶自动化造船设计工作。并以此为基础，关注船舶电气自动化的新技术及发展方向。并进而展望未来船舶自动化发展趋势，紧跟电气自动化的发展潮流，以适应现代的船舶造船设计之需要。使我们的造船设计水平再上新台阶，并为我国建造高水平的船舶作出贡献。 船舶自动化是船舶科学技术的重要组成部分，其系统及设备发展
船舶电气与自动化 1。船舶照明系线的故障通常由一一造成。1短路，2断路,3接地 A。1 B。2 C.3 D。123 2.在EPC—50分油机控制系统中,时序控制的程序是——--等操作。 A。注水,检漏，密封，分油，间断排水或排渣 B.检漏，密封，注水，分油，间断排水戒排渣 C。密封，注水，检漏，分油，间断排水或排渣 D.密封，检漏,注水，分油，间断排水或排渣 3.如图所示的三相电源是———，能提供———-电压. A.三角形连接/两种 B.三角形连接/一种 C.星形连接/两种D。星形连接/一种 4。监视和检测货油舱油位的电路,应采用-———电路。 A。本质安全型B。小功率型 C.防护型 D.接地保护型 5。一般主机转速———-额定转速，船舶晶闸管轴带发电机将停止运行。 A。≤10％B≤20％ C.≤40% D≤70% 6。对工作面提供适当照度、创造良好的视觉环境是船舶一一一照明系统的基本特点. A。各类B正常C。航行灯以外的所有D。主照明和临时应急 7.关于电路板、电子元器件的焊接与装配的下列叙述，正确的是——— 1.电子元器件的安装插脚可焊接在电路板的任一面上; 2。焊接时，需要使用合适的助焊剂，最常用的是酒精；3.焊接常用的工具是电烙铁 4。焊件要加热到熔锡温度,但也要考虑焊件能够承受的温度，有的集成电路不能长时间处于较高温度,这就要求焊接时控制焊 件的温度和焊接时间。 A.12 B.23 C.24 D。34 8。为保证电网频率、电压基本不变,两台相同容量的同步发电机解列操作的正确方法是-—-—。 A.先增加继续运行机油门，再减小解列机油门B。先减小解列机油门，再增加继续运行机油门 C.同时减小两机油门D。减小解列机组油门，增加继续运行机组油门，要同时调节 9。如图所示，当开关未闭合时，开关两侧的A点与B点间的电压是-——伏，B点与C点间的电压是—— A.0/ 12 B.0/ 0 C。12/ 0 D。12/ 12 10。控制线路中的某电器元件符号如图所示,它是一一一符号。 A.常开按钮触点 B.常闭按钮触点C。延时触点 D.热继电器的常闭触点 11.关于基尔很夫（Kirchhoff）电压定率，说法错误的是-—— A。适用于各种不同元件所构成的电路B_适用于任何规律变化的电压 C.交流电路电压定律表达式为:Eu=0 D.交流电路电压定律表达式为：Εu=0 12。同步发电机的自励恒压装置不具有一一一的作用. A。同步发电机起动后，转速接近额定转速时,建立额定空载电压 B。当电网负载变化时，能按发电机容量按比例分配有功功牢 C。在负载大小变化时,能自动保持电压基本不支 D.在负载性质发生变化时,能自动保持电压基本不变
《船舶电站组建与调试》课程标准 一、课程性质 《船舶电站组建与调试》课程是高职船舶电气自动化技术专业的专业核心课程。 本课程的功能与教学目标，是使学生掌握船舶电站的专业知识和现有技术，具有从事船舶电站建设方面的组建与调试技能，并形成在专业领域继续发展的潜能，以应对将来在造船厂、修船厂、船用电器成套厂从事船舶电站组建与调试工作，及航运业的船舶电站运行管理维护工作。 课程学习以电工基础和电子技术前期课程为基础，也是后续的轮机自动化等课程的支撑。 二、课程的设计思路 本课程来源于船舶电站的建造与使用的职业技能要求。课程以典型的万吨级船舶电站组建与调试项目为载体，按照船舶电站建设必经的组建与调试工作过程设置教学内容，通过行为导向的教学方法，使学生掌握船舶电站的相关专业知识，具备从业所必须达到的专业能力、方法能力和社会能力，从而实现高素质技能型人才的培养目标。 课程的总体设计基于船舶电站组建与调试这一完整的建设过程，按照船舶电站的系统组建内容——电源、配电装置和电力网，设置了三个“组建”的学习情境；按照船舶电站达到运行使用要求还必需经过的调试内容——保护、并车、电压调整、调频调载，又设置了四个“调试”的学习情境。三个“组建”学习情境加上四个“调试”学习情境，构成了一个完整船舶电站建设项目，它涵盖了船舶电站建设过程中所具备的所有专业知识和职业技能。因此，课程所设置的七个学习情境按下列排序： （1）船舶电站电源的组建； （2）船舶电站配电装置的组建； （3）船舶电力网的组建； （4）船舶电力系统保护设置与整定； （5）发电机组并车装置的调试； （6）发电机组调频调载装置的调试； （7）发电机组电压调整装置的调试。 课程教学按上述情境展开，采用理论与实践相结合的方式，实施“教学做”一体化，以船舶电站建设项目为导向，以典型工作任务为驱动，强化专业知识的学习和职业技能力的形成。 三、课程的目标 通过船舶电站建设的行为导向和典型万吨轮船舶电站组建与调试等教学活动，使学生学习并掌握船舶电源、配电装置、电力网、保护、并车、调频调载和电压调整所涉及的专业知识和职业技能，具有船舶电站的系统组建能力和达到运行标准的调试能力，以应对未来复杂
船舶电气生产设计流程及其注意事项 摘要：这些年，我国船舶生产制造行业发展非常迅速，作为船舶生产设计的重要构成部分，船舶电气生产设计为业界所愈发重视，研究的力度变得更大。为使船舶设计制造获得更好更快的发展，必须要对船舶电气生产设计的流程展开不间断的优化研究。本文主要结合笔者在船舶电气行业工作的经验，对船舶电气生产设计的基本流程进行了探讨，并且对船舶电气生产设计相关注意事项进行了分析，希望可以为船舶电气生产设计的效率以及安全性的提升提供一些参考。 关键词：船舶电气；生产设计；基本流程；电气设备布置；注意事项 0前言 新时代科学技术信息发展开始不断提速，这也使我国的船舶及海洋工程产业获得了较多的发展机遇。为使船舶产业获得更加长远的发展，有必要完善针对船舶电气生产设计的研究，特别需要加快船舶电气生产设计基本流程的研究优化，使船舶电气生产设计流程具备充裕的创新性，使整个的流程更加可靠和高效。随着愈来愈多的新技术应用于船舶电气生产设计过程当中，一些新的问题和挑战也随之出现，给电气设计人员带来了很多困扰。随着船舶种类的不断增加，很多船舶企业都将设计工作外包给一些设计院来完成，再由船厂内的设计人员按照设计院技术设计图纸组织施工与生产。上述情况虽然给船舶企业带来了很多的便利，也会引发许多的细节问题。因此关注船舶电气生产设计流程，使设计流程更加成熟，才能处理好各类疑难问题。 1船舶电气生产设计的主要特征 船舶电气生产设计工作绝非一蹴而就的工作，其具备一定的难度，对整个船舶设计有着较大的影响。若想有效提升船舶电气生产设计的整体质量，需要在日复一日的工作实践中加快流程的创新及优化，全面观察不同仿真模拟条件下船舶电气生产设计的有效性和安全性，使各种新理念和技术得以有效落实，最终就会使该项设计更加专业化，规避一些问题的发生。
第六章电力拖动控制电路及系统 一、继电—接触器控制 教学目的：使学生掌握常用控制电器的结构、性能和特点，掌握电动机的基本控制电路、分析方法及控制原则和保护环节。 重点：电器的基本性能和电动机的基本控制电路。 难点：电器的特点和电动机控制电路的基本分析方法。 计划课时：14节左右。 §1-1常用控制电器 基本概念 1.电器分类 a.手动电器：人手操作的电器。如闸刀（HK）、刀（HD与HS）、铁壳（HH）、倒顺（HZ132）、组合（HZ10）等负荷开关（通断大电流的主电路）及按纽（LA）、万能式转换开关（LW）等主令电器（通断小电流的控制电路）。 自动电器：通过电量与非电量的变化通断电路的电器。如继电器（J）、接触器（C）、自动开关（DZ与DW）。 b.配电电器：用于配电装置。如刀开关、熔断器和仪表等。 控制电器：控制电动机运行的电器。如继电器、接触器等。 2．开关分类 a. 隔离开关：隔离电源和负荷（保证安全）。如刀开关等。 b. 操作开关：直接控制电器运行。如接触器等。 一．负荷开关及组合开关 1．闸刀（HK）与铁壳（HH）开关 1）闸刀开关：作隔离开关和小电流的操作开关；里面熔丝作过电流保护。 2）铁壳开关：操作机构为弹簧储能式，能快速通断电路；联锁装置保证箱盖打开开关不能闭合，开关闭合不能箱盖打开。作隔离开关和操作开关（容量大于闸刀）。3）单投（HD）、双投（HS）开关：只作大容量的隔离开关。 2．组合开关1）结构：（见书）有动、静触点。 2）特点: 多触点、多位置通断负荷电路；切换电源和负载；控制小容量电动机正反转；测量三相电压等。有状态表（每个触点、每个位置对应有“×”或“˙”通，无“×”或“˙”断）（见书） 3）倒顺开关：属于组合开关，只有正、停、倒三个位置；控制小容量交流电动机正反转。 3．凸轮控制器：多触点、多位置、频繁通断负荷电路；有灭弧装置；用于小容量电机的变向、变速等控制；有状态表。 二．交流接触器 1．结构： (见书)由电磁系统、触点系统、灭弧装置（大于10A有）和附属机构等组成。短路环：减少振动和噪声；硅钢片叠成：减少铁损(涡流和磁滞损耗） 触点：交流多采用桥式，有主触点（通断负荷电路）三对、常开和常闭辅助触点（通断的控制电路）各二对。
中远集团香港远洋运输公司培训教材 船舶主机遥控系统及故障维修 吴庚申刘世居周明顺张桂臣王本明编 青岛远洋船员学院 2005.8
目录 前言---------------------------------------------------------------------(1) 第一章船舶主机遥控系统概述及技术资料浏览导引---------------------------(2)第一节船舶主机遥控系统概述-----------------------------------------(2) 第二节技术资料浏览导引---------------------------------------------(5) 第二章MAN B&W型柴油主机气动操纵系统----------------------------------(8)第一节气动操纵系统的组成结构----------------------------------------(8) 第二节气动操纵系统工作过程------------------------------------------(16) 第三节气动系统故障分析与系统维护---------------------------------(23) 第三章NABCO M-800Ⅱ型主机遥控系统---------------------------------------(30)第一节主机遥控系统的组成和系统参数设置表-----------------------------(30) 第二节驾控的逻辑控制和逻辑流程图-------------------------------------(34) 第三节转速控制的逻辑流程图-------------------------------------------(38) 第四节主机驾控系统故障诊断的基本思路和常用技巧-----------------------(41) 第五节主机安全保护系统-----------------------------------------------(50) 第四章M-800型电子调速器-------------------------------------------------(62)第一节MG-800型调速器系统组成----------------------------------------(62) 第二节MG-800型调速器系统的工作原理及其功能--------------------------(63) 第三节MG-800型调速器系统的控制方式----------------------------------(65) 第四节MG-800型调速器系统的主要I/O信号------------------------------(66) 第五节MG-800型调速器系统的面板说明及操作步骤------------------------(67) 第六节MG-800型调速器系统的自检功能及故障查找方法--------------------(69) 第七节 MG-800型调速器系统的维修保养---------------------------------(74) 第五章 AC-4型主机遥控系统------------------------------------------------(77) 第一节 AC-4 系统概述--------------------------------------------------(77) 第二节集控室AC-4控制面板及面板操作----------------------------------(81) 第三节主机操纵部位的转换---------------------\-----------------------(88) 第四节 AC－4系统的参数整定--------------------------------------------(89) 第五节 AC-4系统的自检试验功能-----------------------------------------(91) 第六节开关量参数的整定-----------------------------------------------(94) 第七节模拟量参数的整定------------------------------------------------(96) 第八节SSU8810安全保护系统--------------------------------------------(98)
《船舶电气控制》课程标准 课程编号：020407B课程类型：专业课 基准学时：64 学分：4 适用专业：机电一体化专业（船电方向） 1.前言 1.1 课程的性质和作用 本课程是高职高专机电一体化专业（船舶电气方向）领域的一门主要专业必修课程。 本课程的作用是使学生全面了解船舶电机与电气控制系统的全过程，掌握变压器.船舶电机的结构及工作原理，学会电力拖动的基本知识和电力拖动的基本电路,了解船舶各种辅机的控制原理和方法. 本课程要以典型的船舶原理的学习为基础，以“电工基础”为前导课程，同时要与“船舶电站”、“电力拖动”“船舶电气设备维修”、“船舶信号系统”课程相平行或衔接。 1.2 课程设计基本理念 船舶电气建造是船舶建造的主要组成部分，船舶电气建造的好坏直接关系到船舶建造的质量和生产周期。为了培养优秀的船舶电气技术人才和施工人员，针对船舶生产监造的职业行动领域，选择以《船舶电机与电气控制系统》课程来完成职业领域具有代表性的综合性任务。 本课程立足于实际能力培养，以机电一体化专业（船舶电气方向）的学生就业为导向，从“工作任务与职业能力”分析出发，设定职业能力培养目标，变书本知识的传授为动手能力的培养，开发基于工作过程的“船舶电机与电气控制系统”课程，以工作任务为中心组织课程内容，让学生在完成具体项目或情境的过程中来构建相关理论知识，并发展职业能力。 1.3 课程设计思路 本课程的内容突出了对学生职业能力的训练，理论知识的选取紧紧围绕工作任务完成的需要来进行，同时又充分考虑了高等职业教育对理论知识学习的需要，同时融合了相关职业资格证书（船舶电工）对知识、技能的要求，并对学生的职业能力发展的所需进行了扩展。 船舶电机与电气控制系统是介绍船舶变压器,电机的结构原理，以及电气控制原理和方法,在这个实际工作过程中，船舶电气建造人员会应用工程技术的所有知识、技能和经验，实行船舶电气施工的全过程。而学习领域课程教学设计的核心就是科学、准确地选择“载体”，然后经过教学处理，使一个学习领域的设计既要包含一个完整工作过程的所有元素，又结合学生的认识水平和知识技能系统的建构过程，符合教育教学规律和学生学习认知规律。因此，基于工作过程将本学习领域的内容划分为“船舶变压器的结构及原理”,“船舶电机结构及原理”、“电力拖动的基本知识及基本电路”和“船舶各种辅机的控制原理及方法”四个子领域。 在对各个子领域进行学习情境的设计中，除考虑到以上的因素外，又要从教学实施方面考虑，应该从简单项目到技术复杂程度的项目逐渐增加，学习难度逐渐增加，学生自主完成工作的程度也在逐渐增加，以符合学生的职业成长规律。按照情境学习理论的观点，只有在实际情境中学生才可能获得真正的职业能力，并获得理论认知水平的发展，因此本课程要求打破纯粹讲述的教学方式，实施基于工作过程的项目教学以改变学与教的行为。
电与磁习题 1、软磁材料的特点是（ A ）。 A、磁滞回线面积较小，剩磁较小 B、磁滞回线面积较大，剩磁较大 C、磁滞回线面积较小，剩磁较大 D、磁滞回线面积较大，剩磁较小 2、关于电感的下列说法，错误的是（ B ）。 A、电感在直流稳态电路中相当于短路 B、电感处于交流电路中，总是吸收功率 C、电感中的电流不能跃变 D、电感是储能元件 3、若电感较大的线圈从电源切断时，线圈二端将产生很高的电压，这是由于（ C ）的结果。 A、电感值的变化 B、电感线圈电阻太小 C、自感现象 D、电源电压波动 4、铁心线圈通以交变电流后，与线圈绝缘的铁心会发热，这是由于（ D ）。 A、电流的磁效应 B、电流的力效应 C、线圈中的电流产生热效应 D、线圈中的电流产生热效应及铁损引起的热效应 5、关于铁磁材料的下列说法错误的是（D ）。 A、具有磁滞特征 B、具有磁饱和特征 C、导磁率非常数 D、具有高磁阻特征 （ C ）6、交流电机、电器设备中所用的硅钢片铁心，属于磁材料；其剩磁及矫顽力都。 A、硬 / 小 B、硬 / 大 C、软 / 小 D、软 / 大 7、对于各种电机、电气设备，要求其线圈电流小而产生的磁通大，通常在线圈中放有铁心，这是基于铁磁材料的( C ) 特征。 A．磁饱和性 B．高导电性 C．高导磁性 D. 磁滞性 8、涡流损失和磁滞损失总称为（ B ）。 A、涡损 B、铁损 C、线损 D、磁损 9、为减小涡流损失，通常采取的方法是（ C ）。 A、减小涡流回路的电阻 B、减小涡流回路的电压 C、增大涡流回路的电阻 D、增大涡流回路的电压 10、电磁感应现象是指（ D ）。 A．有磁场就会产生感应电势 B．载流导体在磁场中会受到电磁力的作用 C．载流导体周围存在着磁场 D. 处于变化磁场中的线圈会产生感应电势 11、电机和变压器的铁心通常用硅钢片叠成，其目的是 ( A ) A．减小铁心的涡流损耗 B．增大铁心的涡流 C．增大电器的铜损 D. 减轻电器的重量 12、铁心线圈通交变电流后，会引起铁心发热，即铁损，所谓铁损是指（ D ）。 A．涡流损耗 B．磁滞损失 C．铜损 D．A和B 13、对于一个含有空气隙的磁路，如果磁势不变，增大气隙长度（Rm增大），则空气隙中的磁通将（ B ）。 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不确定 14、在铁心线圈通电后，线圈内产生的磁感应强度与线圈电流（或磁势）的关系是（ A ）。 A、成正比 B、成反比 C、无关 D、呈磁滞性、磁饱和性 15、电流通入线圈后将在线圈中产生磁场，其电流方向与磁场方向符合（ C ）。 A、右手定则 B、左手定则 C、右手螺旋定则 D、楞次定律 16、额定电压为220V的交流接触器如错接到220V直流电源上时，则（ C）。 A、接触器不能吸合 B、仍能正常工作 C、线圈烧毁 D、工作时铁心颤动 直流电机 1、同交流异步电机比较，直流电机的最大优点是： D A.造价低 B.结构简单 C.维修工作量少 D.调速性能好 2、在直流发电机中电刷与换向器的作用是（ D ）。 A、将电枢绕组中的直流电流变为电刷上的交流电流 B、改变电机旋转方向