開題報告

電氣工程及自動化

船舶電動液壓錨機控制電路的設計

一、主題敘述本課題在國內外研究發展的動態，說明選題意義

1.1本課題研究目的目前，船舶電力拖動設備大多仍以繼電器控制為主。由于大部分船舶電氣設備需要長時間連續工作或頻繁操作，而且所處的工作環境惡劣(潮濕、鹽霧、高溫、粉煤塵等），尤其是船舶起貨機、錨機等船舶甲板機械的電力拖動設備，即使嚴格按照各項條例對其進行維護保養，也總難免出現較高的故障率。能否準確、及時地判斷和排除起貨機、錨機等電氣設備的故障將直接關系到整個船舶的安全和正常營運。而掌握著一基本技能的基礎和前提除了豐富的工作經驗外，更需要對船舶電氣設備以及控制電路的工作原理有透徹的了解。因此，掌握對繼電接觸控制電路的有效的分析方法，是一個輪機管理所必備的技能。

1.2課題的國內外研究狀況

隨著船舶自動化程度的不斷提高，國外工業化國家在八十年代中期就開始了未來船舶的研究工作。我國古代船舶在船體結構和動力方面，在世界造船、航運史上創造了不少輝煌的記錄，但是近百年來，我國船電工業落后西方較大的距離。80年代開始，我國積極從國外引進船用電氣設備制造的先進技術，加以消化吸收，并積極開展國際交流和學術交流活動，按IEC標準修訂我國船電設備的標準，以適應船舶向大型化、自動化方向發展的需要。

舵機和錨機作為艦艇的重要設備,近年來,舵、錨兩機在技術上得到了新的發展,尤其是在小型艦艇的甲板機械方面,得到了快速的發展。“

七五”、“

八五”這年中,小型錨機引入了用擺線針輪減速器替代原先的蝸輪減速器,開創了錨機的新結構,引起造船界的很大關心和興趣。原先電動起錨絞盤采用蝸輪減速器,后來采用由阿基米德蝸桿發展成球面蝸桿傳動,傳動效率得到較大提高,承載能力也成倍增加。但是球面付蝸輪蝸桿加工比較困難,尤對錨機言尚屬單件生產范疇。隨著擺線針輪減速器技術和理論的發展,硬齒面高負荷擺線針輪減速器產品的市場商品化,繼而采用擺線針輪減速器的電動起錨絞盤亦就問世。由于擺線針輪減速器傳動效率較球面付蝸桿傳動效率至少高個百分點,加之尺寸、體積又有減小,重量也隨之下降。采用擺線針輪減速器的電動起錨絞盤,功耗一般可節省以上,尺寸也小,重量一般可減輕。另外由于錨絞盤、減速器、立式電機垂直組裝在一起,使得該型錨機在艦艇上的安裝非常方便,采用整體式一次吊裝而不需拆裝重新調試,安裝工時只及原來的幾分之一。與此同時,相配套的錨機電控部分采用了主令和電控制箱合一的新穎結構,用組合開關和一只接觸器代替原先至少五只接觸器,使尺寸、成本都有明顯下降。經臺以上的使用證明,采用組合控制箱、擺線針輪減速器的新型錨機,以其自身的優點將在錨機領域占有重要的一席并不斷發展,目前已由民用船擴大到軍用船舶上使用,規格已向大型錨機發展。

我們在電動起錨絞盤采用新發展的擺線針輪傳動的基礎上,又發展了采用少齒差減速裝置和諧波傳動裝置的新結構,并均形成產品。這二個裝置,除傳動效率高以外,少齒差減速裝置還可將其放入絞盤頭內,使錨機的總高度尺寸有所減小,減速裝置的潤滑條件,尤其是注油條件更有改善,對小型錨機而言也是一型頗有生命力的新結構采用諧波傳動形式的錨機更以尺寸小、重量輕為特色,被譽為超輕系列錨機,特別適用于水翼艇、氣墊船。

目前國外的錨機傳動中也廣泛使用高效率硬齒面傳動形式,日本在絞盤上采用擺線針輪減速，德國、法國等國家也都開始使用擺線針輪或行星減速等傳動形式。

縱觀國內外錨機的發展情況,由于高效率傳動機構得到了飛快發展與廣泛應用,電動錨機發展更為迅速,結構日趨簡單,維修使用方便,價格便宜。我們已研制成功必的采用擺線針輪減速裝置的錨機。更大型的同類結構錨機,在理論上已無問題可言,無疑這將作為錨機的發展方向之一。同時,液壓傳動的錨機也將采用擺線針輪減速裝置。由于有大傳動比、高效率、高負荷傳動機構,低速液壓馬達的優越性就黯然失色。因為采用高速液壓馬達加擺線針輪減速器的話,在重量、價格、尺寸等各方面都將比采用低速液壓馬達的結構更有特色和優越性,因此也是一個重要的發展方面。特輕、超輕系列錨機的發展為輕型船舶,如水翼艇、氣墊船,采用錨機鋪平了道路。對航行于內河的大量小型船只,其上的錨機由于更受價格的限制,因此采用錐形轉子的起重電機替代圓盤制動器的船用電機的錨機也將會得到試用,因為二種電機價格相差一倍以上。

世上萬物變是絕對的,不變是相對的。遠洋運輸船舶包括機電設備,總是要隨社會的發展而有所變化與提高。

1.3課題意義

錨機是船舶中不可缺少的部件,錨機電動機能否實現可靠的控制,是保證船舶能否安全航行的重要措施。當控制電路發生故障時,操作人員應能在第一時間內及時、準確地判斷出故障所在,并能給予及時維修。

起錨-

系纜裝置是船艇上不可缺少的輔助機械之一,是保證船艇在海上和基地內安全停泊,以及由停泊迅速轉入航行的重要輔機。三速電動錨機是利用凸輪控制器控制輔電路中接觸器、繼電器電磁線圈電路，同時利用接觸器的常開觸頭的吸合來控制主電路中電動機的正反、低速、中速和高速運轉。本課題將從輔電路和主電路兩方面對錨機控制原理進行分析。

二、研究的基本內容，預備解決的主要問題：

(1)查相關資料，熟悉目前電動液壓錨機的控制電路的發展方向。

(2)熟悉錨機、了解錨機在船舶中的作用和重要性。

(3)通過已學的基礎知識的相互結合，綜合運用船舶、機械、電氣、控制等技術，對船舶錨機控制系統進行研究設計.(4)本設計針對電動液壓錨機進行設計研究，須在了解國內外科技發展動態的基礎上，通過實船錨機的觀察及性能比較分析，設計制定船舶錨機控制系統的整體方案。

(5)針對設計出來的電動液壓錨機控制電路進行分析，了解其工作原理，以及對控制電路里所選的控制器件進行適當的選型。

這里我們主要是對于電動液壓錨機的控制電路的設計，通過錨機的工作性質和原理的分析，對控制電路控制器件的選擇，設計出一個性能優越的控制電路系統。

三、研究方法、步驟以及措施：

方法步驟：

(1)了解現行船用電動液壓錨機控制電路的技術

(2)分析相關的船用電動液壓錨機控制電路

(3)針對材料對電動液壓錨機的控制電路進行設計

(4)分析設計出來的控制電路的效果

(5)得出結論

措施：圖書館查找相關的書籍、期刊、雜志等，通過上網尋找相關的一些資料，查看當代對該技術的研究成果和最新的動態。然后通過對這些資料的學習和研究進一步的熟悉和理解設計所需的相關知識。根據學校關于畢業設計的相關規定和學院的有關要求，及時與指導教師聯系、交流與探討。

四、[參考文獻]

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