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          1. 行業案例 | 庫馬克ES系列在船舶錨機設備上的應用 分享:
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                 船舶錨機現場采用了庫馬克ES580驅動器和三相異步電機控制,主要驅動船用錨機在開船停船階段起錨,落錨動作。根據控制工藝,采用多段速和起重專用程序控制。

                 船舶錨機是一種大甲板機械設備,用來起錨和拋錨的機械,是必不可缺的,其作用在于保證船舶安全停泊于水面、系泊于碼頭等位置。


            錨機的分類


            驅動方式

            蒸汽錨機 電動錨機 電動-液壓錨機 手動錨機
            布置方式 普通型(整體)錨機

            單側型(獨立)錨機

            聯接型(起錨、系泊多用途)錨機
            制動方式 裝有一般制動器的錨機 裝有自制動器的錨機

            錨鏈輪軸線位置 臥式錨機 立式錨機


            錨機的特點

            1、手動錨機:以人作動力,用于錨重不超過25kg的船舶,應有防止手柄打傷人的措施。

            2、蒸汽錨機:以蒸汽為動力,無引起火災的危險,特別適用于油船。但效率低、體積大、操作管理麻煩,在嚴寒冬天使用時,要有較長的暖機時間,,并要注意泄放殘水。

            3、電動錨機:直流電動錨機:使用性能好、效率高,但初置費用高,換相器易產生 火花,維護工作量大;交流電動錨機:調速性能差,通常只能有級變速(電機變極或利用減速傳動機構變檔)。但成本較低、維護保養簡便,使用最普遍。

            4、液壓錨機:亦稱電動液壓錨機,由交流電機間接驅動,其速度和功率可在廣泛范圍內實現無級調節,性能良好。在新建船舶上使用已日漸增多。



            01、錨機工況結構

            錨機是船舶錨設備的其中一個機械設備。

            通常錨機在錨設備的位置與錨設備的布置構成:


            1-電動機     2-錨機       3-擎鏈鉤

            4-錨鏈        5-擎鏈器    6-錨鏈筒

            7-錨           8-錨鏈管    9-棄鏈器

            10-錨鏈艙





            02、錨機運行工況 
             
            正常起錨工況:

            正常起錨過程:

            1、第I階段:收起躺在水底的余鏈階段,電動機軸上負載轉矩不變,且較??;

            2、第Ⅱ階段:隨著懸鏈形狀的改變,軸上負載轉矩逐漸增大,直到錨破土;

            3、第Ⅲ階段:負載轉矩達到最大,“出土”后突然減小;

            4、第Ⅳ階段:收錨出水,隨著錨鏈長度減小,負載轉矩逐漸減??;

            5、第V階段:收錨入孔,是將錨拉入并緊固于錨鏈孔中,負載轉矩再次有所增大,但不多。



            應急起錨工況:

            、海事局定義:深水拋錨時,由于水深錨拋不到底,需將錨拉起,找合適地方再拋。因為錨鏈最長(約200米左右),此時起錨負載轉矩最大2、一般定義:在電動機熱繼電器動作后,由于情況緊急通過應急起錨按鈕短接熱繼電器進行的起錨。

            拋錨工況:

            船舶拋錨時有兩種情況:

            (1)水深不大時,直接松開制動器,錨自由下落,靠錨和錨鏈自重 進行拋錨;

            (2)海水較深時,則錨自由下落的速度較大,為了較好地控制下落速度也為了防止起錨困難和損壞設備,應該采取電氣制動的方法,使錨下落的速度恒定。

            電氣制動的方法有:

            (1)能耗制動;             

            (2)再生(回饋、發電)制動。




            03、錨機對電力拖動系統的基本要求  

            1、在錨機和絞纜機的控制系統中應設置自動逐級延時起動電路和應急保護電路。

            2、電動機應具有足夠大的過載能力,應能滿足任何一種起錨狀態所需要的最大轉矩,并且能在最大負載力矩下起動(在30min內允許起動25次)。

            3、電動機在堵轉情況下能承受堵轉電流時間為1min(堵轉力矩為額定力矩的兩倍),在堵轉時,對直流而言,應能使電動機自動轉到人為機械特性上運行,對交流而言,應能自動轉換到低速運行。

            4、為滿足必須的起錨速度和拉錨入孔時的低速,要求電動機有一定的調速范圍,一般要求在5:1~3:1。

            5、在電動拋錨時,由于是位能性負載,所以要求控制系統必須具有穩定的制動拋錨功能,勻速拋錨。

            6.電動機起動次數不宜過于頻繁,應能連續工作30min,且要滿足 30min內起動25次的要求。

            7.采用電氣和機械聯合制動,以便滿足快速停車及系纜時具有輕載高速性能。

            8.電力拖動裝置應能滿足在給定航區內,單錨破土后,能收起雙錨。

            9.電動液壓錨機來應具有獨立的電動機驅動,其液壓管路應不受其它甲板機械的管路影響。鏈輪與驅動軸之間應裝有離合器,離合器應有可靠的鎖緊裝置;鏈輪或卷筒應裝有可靠的制動器,制動器剎緊后應能承受錨 鏈斷裂負荷45%的靜拉力;錨鏈輪上必須裝有止鏈器。




            04、錨機的控制系統介紹 

            目前國內錨機的新控制方式:

            (1) 用PLC實現繼電邏輯的升級,其它基本不作太大的設計改變,電機調速還保留傳統的雙速或三速,非無級調速形式。

            (2) 采用PLC為控制核心,交流變頻調速器進行速度控制能夠實現無級調速;這后一種情況目前已經逐漸成為主流。


            05、錨機的自動控制技術發展方向 

            1、新的控制方式相比傳統的控制方式能夠大幅度提高了安全可靠性,維護維修工作大幅度減少,操作更加人性化。

            2、PLC本身具有很高的無故障率,提高了系統的安全可靠性,維護查找故障也非常方便,且采用PLC與變頻調速器相結合的控制方式更能充分發揮變頻調速器本身的多功能調速特點,在硬件線路上較為簡單的實現了雙速、三速調節。而讀取有關的設備運行參數,如轉速、電流、電壓等也變得極為方便,方便檢測,顯示參數。

            3、經濟性方面考慮,采用變頻調速和 PLC等智能化為核心的部件設計 制造的系統無疑要大于一般常規的繼電邏輯系統。但對深水,大功率錨機控制來說,一般的繼電邏輯并沒有優勢可言。綜合考慮性能價格比,采用變頻調速的優勢明顯。目前,行業內多數用戶對深水和大功率錨機的控制都傾向于采用PLC+變頻調速系統的設計思想。


            總結:

            庫馬克ES580驅動器在船舶錨機上解決了低頻輸出力矩不夠,遇到復雜海域的情況負載突變而導致報警以及溜鉤不穩的現象。

            實現了:

            1. 零速松閘,抱閘,啟停穩定;

            2. 低頻大力矩輸出,穩速運行后電流最小化;

            3. 響應速度快,大轉矩啟動,能較好的抑制振動現象;

            4. 高過載能力,突升突降不易引起報警;


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