第十章船舶舵机的电力拖动与控制.docx

第十章船舶舵机的电力拖动与控制船舶电气设备与系统课件2021-12-14轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系第十章第十章船舶舵机的电力拖动与控制船舶舵机的电力拖动与控制本章概述本章概述舵机设备主要由下列几个部分组成 舵机设备主要由下列几个部分组成 1主操舵装置主操舵装置2辅助操舵装置辅助操舵装置3舵机装置动力设备舵机装置动力设备4动力转舵系统 动力转舵系统 5转舵机构转舵机构6操舵装置控制系统操舵装置控制系统目前，远洋船舶上装备的都是远距离控制自动操舵目前，远洋船舶上装备的都是远距离控制自动操舵仪，简称自动舵，几乎全部是电动液压舵机 仪，简称自动舵，几乎全部是电动液压舵机 船舶电气设备与系统课件2 021-12-14轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系第十章第十章船舶舵机的电力拖动与控制船舶舵机的电力拖动与控制本章主要讲解内容本章主要讲解内容第一节第一节舵机电力拖动与控制的基本要求舵机电力拖动与控制的基本要求第二节第二节单动舵单动舵第三节第三节随动舵随动舵第四节第四节自动舵自动舵第五节第五节船舶艏侧推装置船舶艏侧推装置船舶电气设备与系统课件2021-12-14轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系第一节第一节舵机电力拖动与控制的基本要求舵机电力拖动与控制的基本要求小编国小编国钢质海船入级与建造规范钢质海船入级与建造规范根据根据国际海上人国际海上人命安全公约命安全公约（SO。

LAS公约）的规定，对于从事于公约）的规定，对于从事于国际航行的大于国际航行的大于500总吨的货船或仅从事于非国际总吨的货船或仅从事于非国际沿海航行的大于沿海航行的大于1600总吨的货船的舵机提出了明确总吨的货船的舵机提出了明确的要求，基本技术要求如下 的要求，基本技术要求如下 1每艘船舶均应设置每艘船舶均应设置1套主操舵装置和套主操舵装置和1套辅助操套辅助操舵装置 主操舵装置和辅助操舵装置的布置，应满足舵装置 主操舵装置和辅助操舵装置的布置，应满足当其中一套发生故障时不致引起另一套也失效；如主当其中一套发生故障时不致引起另一套也失效；如主操舵装置具有操舵装置具有2台或台或 2台以上相同的动力设备则在下台以上相同的动力设备则在下列条件下可不设置辅助操舵装置 列条件下可不设置辅助操舵装置 返回船舶电气设备与系统课件2021-12-14轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系对于客船，当任一台动力设备不工作时，主操舵装置对于客船，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；仍能按本规定进行操舵；对于货船，当所有动力设备都工作时，主操舵装置能对于货船，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；按本规定进行操舵；主操舵装置应布置成当其管系或一台动力设备发生单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 速恢复 船舶电气设备与系统课件2021-12-14轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系22主操舵装置和舵杆 具有足够的强度并能在船舶最大主操舵装置和舵杆 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，使舵自任一舷的一舷的3535，转至另一舷的，转至另一舷的3535，且于相同条件下自，且于相同条件下自一舷的一舷的3535转至另一舷的转至另一舷的300300所需时间不超过所需时间不超过28s28s 船舶电气设备与系统课件2021-12-14轮机工 程学院船电系轮机工程学院船电系3辅助操舵装置 辅助操舵装置 具有足够的强度和足以在可驾驶的航速下操纵船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；舶，并能在应急情况下迅速投入工作；应能在船舶最大航海吃水和以最大营运前进航速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的一半但不小于7kn时进行操舵，使舵自一舷时进行操舵，使舵自一舷15，转至另一舷的，转至另一舷的15，且所需时间不超过，且所需时间不超过60s。

船舶电气设备与系统课件2021-12-14轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系4主、辅操舵装置动力设备 主、辅操舵装置动力设备 当动力源发生故障失效后又恢复输送时能自动再起当动力源发生故障失效后又恢复输送时能自动再起动；动；能从驾驶室控制使其投入工作；能从驾驶室控制使其投入工作；任一台操舵装置动力设备的动力源发生故障时，应在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；驾驶室发出声、光警报；驾驶室与舵机室之间，应设有通信设施；驾驶室与舵机室之间，应设有通信设施；操舵装置应设有有效的舵角限位器 以动力转舵的操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；与转舵机构本身同步而不应与舵机的控制相同步；舵装置应有保持舵位不动的制动装置 舵装置应有保持舵位不动的制动装置。

船舶电气设备与系统课件2021-12-14轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系第二节第二节单动舵单动舵单动舵也叫应急舵或非随动舵 它是在自动舵及随动单动舵也叫应急舵或非随动舵 它是在自动舵及随动操舵都不能用的情况下，作为应急操舵 单动舵控制线操舵都不能用的情况下，作为应急操舵 单动舵控制线路比较简单 路比较简单 图图10-1为为DS1型应急舵装置简图 型应急舵装置简图 单动 操舵控制可用单动操舵控制可用图图10-2所示的方框图来表示 在操舵所示的方框图来表示 在操舵控制信号较弱时，不足以直接推动执行机构工作，或即控制信号较弱时，不足以直接推动执行机构工作，或即使能推动工作，但其灵敏度太低，故必须加放大环节 使能推动工作，但其灵敏度太低，故必须加放大环节 返回船舶电气设备与系统课件2021-12-14轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系返回图图10-1DSI型应急操舵装置简图型应急操舵装置简图船舶电气设备与系统课件2021-12-14轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系图图10-210-2单动操舵方框图单动操舵方框图返回船舶电气设备与系统课件2021-。

12-14轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系第三节第三节随动舵随动舵随动舵控制系统只要操作人员给出某一操舵指令，系统就随动舵控制系统只要操作人员给出某一操舵指令，系统就能自动地按指令把舵叶转到所要求的舵角上，并且自动使能自动地按指令把舵叶转到所要求的舵角上，并且自动使舵叶停转 舵叶停转 图图10-3为随动舵系统方框图 它是按偏差原则进行调节为随动舵系统方框图 它是按偏差原则进行调节的 的 图图10-4为为DD2型电子式随动操舵仪系统简图 型电子式随动操舵仪系统简图 返回船舶电气设备与系统课件2021-12-14轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系回舵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U0U1-+n返回图图10-3随动操舵系统方框图随动操舵系统方框图船舶电气设备与系统课件2021-12-14轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系返回船舶电气设备与系统课件2021-12-14轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系第四节第四节自动舵自动舵自动舵是根据电罗经送来的船舶实际航向与给定航向信自动舵是根据电罗经送来的船舶实际航向与给定航向信号的偏差进行控制的。

在舵机投入自动工作时，如果船号的偏差进行控制的 在舵机投入自动工作时，如果船舶偏离了航向，不用人的干预，自动舵就能自动投入运舶偏离了航向，不用人的干预，自动舵就能 自动投入运行，转动舵叶，使船舶回到给定航向上来 行，转动舵叶，使船舶回到给定航向上来 返回船舶电气设备与系统课件2021-12-14轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系一、自动舵的基本类型一、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 向来调节的比例一微分一积分舵 船舶电气设备与系统课件2021-12-14轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系11比例舵比例舵比例舵调节中偏舵角比例舵调节中偏舵角BB与偏航角与偏航角成比例关系变化，即成比例关系变化，即B=-KB=-K11式中，式中，KK11为比例系数；负号为比例系数；负号“”表示偏舵的方向是消除表示偏舵的方向是消除偏航。

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，船舶的航迹呈摆，船舶的航迹呈“S”S”形振荡，衰减很慢 形振荡，衰减很慢 船舶电气设备与系统课件2021-12-14轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系22比例一微分舵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，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舵会造成船舶沿航向作SS形航行。

比例一微分舵就是为形航行 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 解决这个问题而产生的 它的调节规律符合关系式 dtdkk21船舶电气设备与系统课件2021-12-14轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系3比例一微分一积分舵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，亦即比差，在比例一微分舵的基础上，设 置积分。