1、第第1212章第章第6 6節軸帶發電機系統節軸帶發電機系統 1 1、軸帶發電機系統的、軸帶發電機系統的特點特點、分類分類和功率和功率輸出特性輸出特性； 2 2、軸帶發電機系統的組成、軸帶發電機系統的組成原理原理； 3 3、軸帶發電機的運行操作程序及、軸帶發電機的運行操作程序及操作注意事項操作注意事項； 4 4、軸帶發電機的幾種主要、軸帶發電機的幾種主要工作模式工作模式。 軸帶發電機可節能、提高經濟效率軸帶發電機可節能、提高經濟效率節能：利用主機的節能：利用主機的功率儲備；經濟效率：減少燃油成本。功率儲備；經濟效率：減少燃油成本。浙江國際海運職業技術學院主講：陳建良船舶電氣設備與系統船舶電氣設備

2、與系統1 1、軸帶發電機系統的特點、分類和功率輸出特性、軸帶發電機系統的特點、分類和功率輸出特性組成：組成：主機直接（或通過變速機構）帶動軸帶發電機主機直接（或通過變速機構）帶動軸帶發電機SC發發電。可充分利用主機的電。可充分利用主機的“儲備余量儲備余量”（一般主機額定功率（一般主機額定功率+余量余量=主機可長期運行功率）。主機可長期運行功率）。特點：特點： 優點：優點：1.有效利用主機能源，經濟高效；有效利用主機能源，經濟高效；2.利于能量綜合利用，（排氣余熱等）；利于能量綜合利用，（排氣余熱等）；2.節約費用，節省空間，改善機艙環境；節約費用，節省空間，改善機艙環境；3.減少滑油消耗，減少

3、維修保養費用。減少滑油消耗，減少維修保養費用。 缺點：缺點：1.只能定速航行時工作；只能定速航行時工作；2.控制較復雜；控制較復雜；3.初投資大。初投資大。船舶電氣設備與系統船舶電氣設備與系統 船舶軸帶發電機主要類型船舶軸帶發電機主要類型主要類型主要類型 ： 1.直流軸帶機；直流軸帶機；2.交流軸帶機。交流軸帶機。說明：說明： 1.雖然直流軸帶機電壓穩定，轉速的影響相對較小。但由于直雖然直流軸帶機電壓穩定，轉速的影響相對較小。但由于直流電機維護工作量大，目前在船上的應用非常有限。因此，直流電機維護工作量大，目前在船上的應用非常有限。因此，直流軸帶發電機較少用。若將直流電逆變成交流電，則逆變麻煩

4、。流軸帶發電機較少用。若將直流電逆變成交流電，則逆變麻煩。 2.交流軸帶機為了使頻率減小主機轉速變化的影響，其控制較交流軸帶機為了使頻率減小主機轉速變化的影響，其控制較復雜。復雜。 有定（有定（FPP）、變距漿）、變距漿(CPP)2種。種。1 1、軸帶發電機系統的特點、分類和功率輸出特性、軸帶發電機系統的特點、分類和功率輸出特性船舶電氣設備與系統船舶電氣設備與系統變螺距螺旋槳船舶的軸帶發電機變螺距螺旋槳船舶的軸帶發電機變距槳系統變距槳系統特點特點：轉速不變，改變螺距可改變螺旋：轉速不變，改變螺距可改變螺旋槳推力大小和方向。槳推力大小和方向。 控制：控制： 需要兩方面的控制需要兩方面的控制 1.

5、主機油門控制；主機油門控制； 2.螺旋槳螺距控制。螺旋槳螺距控制。 而且要求螺距與油門的控制相互配合（才能使轉而且要求螺距與油門的控制相互配合（才能使轉速恒定）。速恒定）。 存在的問題存在的問題 ： 1.風浪對轉速的波動有影響；風浪對轉速的波動有影響； 2.需要解決主機低速問題（傳動機構）需要解決主機低速問題（傳動機構） 3.主機與柴油機組速度特性不一樣，主機與柴油機組速度特性不一樣， 不能長時不能長時 并聯運行。并聯運行。1 1、軸帶發電機系統的特點、分類和功率輸出特性、軸帶發電機系統的特點、分類和功率輸出特性船舶電氣設備與系統船舶電氣設備與系統定螺距槳的主機軸帶發電機定螺距槳的主機軸帶發電

6、機系統系統特點特點： 主機轉速和轉向是可變的。主機轉速和轉向是可變的。 只有在船舶定速航行只有在船舶定速航行時才是不變的。因此，要求船舶定速航行時才能讓軸帶發時才是不變的。因此，要求船舶定速航行時才能讓軸帶發電機并網投入工作。電機并網投入工作。 同時，由于風浪等對轉速可造成影響，因此，必須采取同時，由于風浪等對轉速可造成影響，因此，必須采取措施穩定轉速，從而穩定頻率。措施穩定轉速，從而穩定頻率。總體措施：總體措施： 具體措施下面分別討論具體措施下面分別討論 1.轉速補償轉速補償；（例如行星齒輪傳動型、液力傳動型）；（例如行星齒輪傳動型、液力傳動型） 2.頻率補償頻率補償。（例如晶閘管整流。（例

7、如晶閘管整流-逆變型）逆變型）1 1、軸帶發電機系統的特點、分類和功率輸出特性、軸帶發電機系統的特點、分類和功率輸出特性船舶電氣設備與系統船舶電氣設備與系統轉速補償方法：轉速補償方法：1.變流機組穩定供電頻率；變流機組穩定供電頻率；2.行星齒輪傳動系統；行星齒輪傳動系統；3.軸帶異步發電機；軸帶異步發電機；4.電磁滑差離合器恒速系統。電磁滑差離合器恒速系統。變流機組：變流機組：控制可控硅導通角穩定電壓，可穩定發電機轉速。控制可控硅導通角穩定電壓，可穩定發電機轉速。行星齒輪：行星齒輪：液壓系統提供附加傳動，穩定發電機轉速。液壓系統提供附加傳動，穩定發電機轉速。異步發電機：異步發電機：與變流機組相

8、似，也是穩定電動機和發電機轉速。與變流機組相似，也是穩定電動機和發電機轉速。滑差離合器：滑差離合器：勵磁電流大小可控制轉矩，從而穩定轉速。勵磁電流大小可控制轉矩，從而穩定轉速。1 1、軸帶發電機系統的特點、分類和功率輸出特性、軸帶發電機系統的特點、分類和功率輸出特性頻率補償頻率補償方法：采用方法：采用整流整流 逆變裝置逆變裝置作為中間環節的系統。作為中間環節的系統。 非恒定頻率交流電經整流后，供給晶閘管三相逆變器變換為非恒定頻率交流電經整流后，供給晶閘管三相逆變器變換為恒定頻率三相交流電，三相逆變器提供有功功率，而無功功率恒定頻率三相交流電，三相逆變器提供有功功率，而無功功率由同步補償機來提供

9、。由同步補償機來提供。 同步補償機勵磁電流根據負載變化進行控制，具有自動電壓同步補償機勵磁電流根據負載變化進行控制，具有自動電壓調整器功能。調整器功能。可專設同步補償機。通常采可專設同步補償機。通常采用輔助發電機替代，通過柴用輔助發電機替代，通過柴油機拖入同步后，用離合器油機拖入同步后，用離合器脫開。脫開。1 1、軸帶發電機系統的特點、分類和功率輸出特性、軸帶發電機系統的特點、分類和功率輸出特性船舶電氣設備與系統船舶電氣設備與系統、軸帶發電機的功率輸出特軸帶發電機的功率輸出特性性受電樞電流和勵磁電流額定值的限制，受電樞電流和勵磁電流額定值的限制，不同的轉速范圍有不同的輸出功率。不同的轉速范圍有

10、不同的輸出功率。額定功率輸出特性表明：額定功率輸出特性表明：1 1、主機轉速在、主機轉速在75%-100%75%-100%額定額定轉速轉速 范圍內可以輸出額定功率，范圍內可以輸出額定功率，2 2、40%-75%40%-75%范圍內輸出功率隨范圍內輸出功率隨 轉速的下降成正比下降，轉速的下降成正比下降，3 3、低于、低于40%40%時，無法維持時，無法維持 逆變器工作，停止運行。逆變器工作，停止運行。1.210.50.60.40.751過載范圍（30S內）NsgPsge1 1、軸帶發電機系統的特點、分類和功率輸出特性、軸帶發電機系統的特點、分類和功率輸出特性船舶電氣設備與系統船舶電氣設備與系統2

11、 2、軸帶發電機系統的組成原理、軸帶發電機系統的組成原理定距漿晶閘管變流器軸定距漿晶閘管變流器軸帶發電機系統帶發電機系統由三部分組成：由三部分組成：1 1）主回路）主回路有功通道有功通道由由1 1、2 2、3 3、4 4、5 5構成。構成。2)2)無功通道無功通道由具有自動調壓器的調由具有自動調壓器的調相機構成。相機構成。3 3）控制器控制器頻率和逆變角控制器調頻率和逆變角控制器調節和控制系統頻率和有節和控制系統頻率和有功功率。功功率。1.軸帶發電機軸帶發電機 2.晶閘管整流器晶閘管整流器 3.直流平滑濾波電抗器直流平滑濾波電抗器 4.晶閘管逆變器晶閘管逆變器 5.交流電抗器交流電抗器 6.調

12、相機調相機 7.晶閘管整流器晶閘管整流器 8.頻率和逆變角控制器頻率和逆變角控制器 9.熔斷器熔斷器 10.空氣開關空氣開關 11.變壓器變壓器該圖是定距漿晶閘管該圖是定距漿晶閘管船舶電氣設備與系統船舶電氣設備與系統工作原理：工作原理：SGSG輸出非恒定頻率的交流電，經整流變直流電，再經逆變器變標準頻率的交流電。SG只提供有功功率，SC向電網輸出無功功率。開始時，異步電機帶動調相機建立正常頻率的額定電壓，當逆變器已輸出與調相機相同的電壓和頻率式，SC的異步電機自動斷電。此時，SC相當于并聯運行中逆功率運行的發電機。系統頻率調節系統頻率調節:改變SG的勵磁電流.勵磁電流增加，電壓升高，輸出功率增

13、加，調相機SC的輸入功率增加，轉速增加、頻率上升。系統有功功率的調節：系統有功功率的調節：電網負載有功功率增加，引起調相機速度和頻率下降，控制器增加勵磁電流，使逆變器輸出增加。系統無功功率的調節：系統無功功率的調節：當負載無功功率變化時，引起調相機無功電流變化，引起電壓變化，AVR自動改變勵磁電流，保持電壓恒定和無功功率平衡。2 2、軸帶發電機系統的組成原理、軸帶發電機系統的組成原理船舶電氣設備與系統船舶電氣設備與系統3 3、軸帶發電機的運行操作程序及操作注意事項、軸帶發電機的運行操作程序及操作注意事項1）起動程序）起動程序（正常航行，主機轉速達到要求時）接通控制系統電源；檢查起動條件(無故障

14、報警，主機轉速大于75%）起動調相機建立電壓；接通SG的勵磁電路，發電機起壓；給整流器、逆變器觸發脈沖，逆變器輸出功率，異步電機斷電；起動成功2）與輔助發電機并聯和轉換）與輔助發電機并聯和轉換 與手動準同步并車相同3）停機條件）停機條件按停機按鈕電源故障運行故障系統中任一電機繞組過熱等4）正常停機的操作程序）正常停機的操作程序（機動航行）起動柴油發電機 切除次要負載完成并車，轉移負載后主機才可減速主機轉速40%以下，SG主開關跳閘，逆變器停止觸發。船舶電氣設備與系統船舶電氣設備與系統5 5）軸帶發電機在運行中的問題）軸帶發電機在運行中的問題緊急停車，緊急倒車等情況，有可能導致軸帶發電機和柴油發

15、電機帶電轉換和并聯運行必須在主機額定轉速60%110%的范圍內進行主機緊急停車和緊急倒車時采用兩種方法:1、主機轉速降到60%以下，采用失電轉換；2、主機轉速維持在60%，帶電轉換后急劇減速。軸帶發電機的布置形式軸帶發電機的布置形式可布置在自由端或齒輪端，除了作發電機外，還可以作為電動機，實現船舶應急推進。3 3、軸帶發電機的運行操作程序及操作注意事項、軸帶發電機的運行操作程序及操作注意事項船舶電氣設備與系統船舶電氣設備與系統4 4、軸帶發電機的幾種主要工作模式、軸帶發電機的幾種主要工作模式1、工作模式、工作模式以多用途船為例以多用途船為例主要有三種模式主要有三種模式1）PTI模式模式軸帶發電

16、機作為電動機，從電網獲電。軸帶發電機作為電動機，從電網獲電。2）PTO模式模式軸帶發電機作為發電機，向電網供電。軸帶發電機作為發電機，向電網供電。3）BOOSTER模式模式兩臺軸帶發電機從電網獲電，與兩臺主機一起推進船舶。兩臺軸帶發電機從電網獲電，與兩臺主機一起推進船舶。2、控制模式的實現、控制模式的實現 通過通過PLC對離合器的控制來實現對離合器的控制來實現由可調距槳控制系統、電站控制系統、主機三大系統相互作用由可調距槳控制系統、電站控制系統、主機三大系統相互作用完成。完成。船舶電氣設備與系統船舶電氣設備與系統4 4、軸帶發電機的幾種主要工作模式、軸帶發電機的幾種主要工作模式想一想想一想1、

17、船舶軸帶發電機、船舶軸帶發電機優越性優越性有哪些？有哪有哪些？有哪些些類型類型？2、對于主機轉速變化的定距漿船舶，如、對于主機轉速變化的定距漿船舶，如何何維持維持軸帶發電機的軸帶發電機的電壓和頻率恒定電壓和頻率恒定？3、采用軸帶發電機裝置為何還要配備、采用軸帶發電機裝置為何還要配備輔輔助發電機組助發電機組？船舶電氣設備與系統船舶電氣設備與系統練一練練一練1、軸帶發電機是指船舶主發電機、軸帶發電機是指船舶主發電機 。 A、和柴油機同軸制造、和柴油機同軸制造 B、由皮帶輪傳動、由皮帶輪傳動 C、由專用柴油機驅動、由專用柴油機驅動 D、由船舶主機驅動、由船舶主機驅動2、軸帶發電機通常在船舶、軸帶發電

18、機通常在船舶 運行。運行。 A、機動航行期間、機動航行期間 B、定速航行期間、定速航行期間 C、拋錨期間、拋錨期間 D、裝卸、裝卸 貨期間貨期間3、 船舶配置交流軸帶發電機較為方便。船舶配置交流軸帶發電機較為方便。 A、定距槳、定距槳 B、變距槳、變距槳 C、遠洋、遠洋 D、內河、內河4、交流軸帶發電機必須解決的主要問題是、交流軸帶發電機必須解決的主要問題是 問題。問題。 A、頻率穩定、頻率穩定 B、電壓穩定、電壓穩定 C、功率因數、功率因數 D、提高效率、提高效率5、采用軸帶發電裝置時，配備輔助發電機組的目的是保證、采用軸帶發電裝置時，配備輔助發電機組的目的是保證 時的時的供電。供電。 A、發生故障、發生故障 B、出現應急情況、出現應急情況 C、停航或機動航行、停航或機動航行 D、用、用電量增加電量增加船舶電氣設備與系統船舶電氣設備與系統小小 結結通過本章學習我們了解了通過本章學習我們了解了軸帶發電機系統的基本知識；特別是對定螺軸帶發電機系統的基本知識；特別是對定螺距漿主機軸帶發電機如何保持電壓頻率的恒定距漿