“育鯤”輪轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)工作原理和電氣控制以及故障分析

1、摘要 本文主要介紹為保證船舶平安航行，船舶舵機(jī)應(yīng)滿足那些條件。“育鯤輪上轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)的工作原理和轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)的介紹，以及舵機(jī)的電氣控制。對(duì)變頻器控制的轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)的轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)單的表達(dá)。校實(shí)習(xí)船的舵機(jī)控制分為自動(dòng)、隨動(dòng)和手動(dòng)三種方式。其中對(duì)各種控制方式做了比擬詳細(xì)的介紹。然后對(duì)舵機(jī)可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行故障分析及管理建議。關(guān)鍵詞 ：舵機(jī) 舵機(jī)原理 轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu) 電氣控制 故障分析AbstractThis paper mainly introducoed ship steering gear should satisfy those conditions, in order to ensure the saf

2、e navigation of ships. Steering gear working principle and the introduotion the turnning of the vane steering gear in “YUKUN.Wheel and steering gear electrical controls. Inverter control of the turn vane steering gear steering bodies briefly. Servo control of the school training vessel into automati

3、c servo and control three ways. Which a more detailed introduction to the various control methods. At last, introducting steering gear problems that may occur for failure ,analysis and management proposals.Keywords：steering gear working principle turnning of the steering gear inverter control proble

4、m analysis目錄前言1“育鯤輪舵機(jī)系統(tǒng)概述2“育鯤輪舵機(jī)主要技術(shù)參數(shù).2“育鯤輪舵機(jī)工作原理2“育鯤輪舵機(jī)系統(tǒng)的組成3“育鯤輪轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)和概述.4變頻器控制的轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)概述4育鯤輪轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)特點(diǎn)6“育鯤輪舵機(jī)的控制系統(tǒng).6 舵機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)63.1.1 舵機(jī)的自動(dòng)控制概述.63.1.2 育鯤輪自動(dòng)導(dǎo)航航跡舵.7 舵機(jī)的隨動(dòng)控系統(tǒng)7 舵機(jī)的應(yīng)急控制9 控制方式的選擇和控制地點(diǎn)的切換10 控制系統(tǒng)的放大單元11故障分析和管理注意要點(diǎn).12故障現(xiàn)象和故障分析.13舵機(jī)管理注意要點(diǎn).13總結(jié).14參考文獻(xiàn).14致謝.14前言船舶在海上或江河中航行時(shí)船舶的航向必須得到控制，否那么船舶不可能按照人們的

5、意愿來(lái)完成預(yù)想的航線。然而絕大多數(shù)的船舶都是用舵來(lái)控制航向的。舵機(jī)的作用可見一斑。舵機(jī)系統(tǒng)就如陸地上汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，控制著船舶航行的方向。現(xiàn)代的船舶主要用的是電動(dòng)液壓式舵機(jī)，他可以分為往復(fù)式和轉(zhuǎn)葉式兩大類。無(wú)論是什么類型的舵機(jī)系統(tǒng)都應(yīng)該滿足船舶變向有效操控舵葉動(dòng)作。因此舵機(jī)應(yīng)滿足如下根本條件。1對(duì)于1萬(wàn)噸以上的油船發(fā)生舵機(jī)單項(xiàng)故障時(shí)舵扇、舵柄損壞或轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)卡阻除外而喪失工作能力是應(yīng)該在45s鐘內(nèi)恢復(fù)。2對(duì)于舵機(jī)的液壓系統(tǒng)的要求。a平安閥：在液壓系統(tǒng)中任何被隔斷的局部都應(yīng)該設(shè)平安閥，平安閥的開啟壓力不小于1.25被最大工作壓力，且不大于設(shè)計(jì)壓力。b液壓系統(tǒng)：系統(tǒng)中循環(huán)油箱都應(yīng)該設(shè)置低液位報(bào)警器，

6、液壓缸體上與各管路連接處應(yīng)設(shè)隔離閥。c檢測(cè)和報(bào)警：當(dāng)發(fā)生各類事故故障時(shí)能給出聲光警報(bào)。3一定要具備一套主操舵裝置和一套輔操舵裝置，或者一個(gè)操舵裝置有兩套相互獨(dú)立動(dòng)力設(shè)備。4一般應(yīng)該設(shè)有兩套以上的且相互獨(dú)立的控制系統(tǒng)，且在駕駛臺(tái)和集控室都能對(duì)舵機(jī)進(jìn)行控制。但如果是采用的液壓遙控系統(tǒng)，除了1萬(wàn)噸以上的油船也可以不設(shè)第二套控制系統(tǒng)。5對(duì)于舵桿的直徑大于230mm的船舶，舵機(jī)必須要除了主動(dòng)力源以外的其他的動(dòng)力源。這個(gè)替代的動(dòng)力源可以是舵機(jī)室的專用的獨(dú)立電源也可以是應(yīng)急電源。替代電源必須能在45s鐘內(nèi)向其中一套操舵設(shè)施及其控制系統(tǒng)和舵角指示提供動(dòng)力。6操作靈便。主輔操舵裝置均應(yīng)能在駕駛室和舵機(jī)室進(jìn)行控制

7、，主操舵裝置的每臺(tái)動(dòng)力裝置也均能在駕駛室控制，并能方便地進(jìn)行切換。7在舵機(jī)室駕駛室都有舵角指示。8應(yīng)設(shè)有舵葉偏轉(zhuǎn)限位開關(guān)，一般35。9有三種操舵方式自動(dòng)、隨動(dòng)、手動(dòng)。(10)液壓舵機(jī)實(shí)驗(yàn)。液壓舵機(jī)在車間里進(jìn)行不少于100小時(shí)的持續(xù)實(shí)驗(yàn)，合格后安裝上船，再進(jìn)行1.25被設(shè)計(jì)壓力實(shí)驗(yàn)以檢測(cè)液壓密封性。第一章“育鯤輪舵機(jī)系統(tǒng)概述1.1 “育鯤輪舵機(jī)主要技術(shù)參數(shù)舵機(jī)技術(shù)參數(shù)主要包括轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)參數(shù)、液壓油泵參數(shù)和變頻電機(jī)參數(shù)。轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)參數(shù)舵機(jī)型號(hào)： SR723FCP最大工作壓力： 125bar設(shè)計(jì)壓力： 156bar最大扭矩： 412KNm試驗(yàn)壓力： 234bar舵桿直徑： 320mm最大機(jī)械舵角： 24

8、4電氣限制舵角： 243運(yùn)行時(shí)間1臺(tái)泵/2臺(tái)泵： 28/14s30035平安閥設(shè)定壓力： 156bar液壓油泵參數(shù)型號(hào)： FCP75平安閥設(shè)定壓力： 125bar試驗(yàn)壓力： 188bar變頻電機(jī)參數(shù)型號(hào)： NORM IEC 160LB4速度： 1450rmp額定壓力： 17，5KW(SI)電壓： 3380V，50HZ保護(hù)等級(jí)： IP551.2“育鯤輪舵機(jī)工作原理圖1-1所示為型號(hào)是SR723-FCPSR：Spherical Rotary；FCP：Frequency Controlled Pumps的舵機(jī)的液壓系統(tǒng)。它采用的是球型轉(zhuǎn)子式轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)。該系統(tǒng)利用可反轉(zhuǎn)的液壓泵，驅(qū)動(dòng)液壓油泵的電動(dòng)機(jī)是

9、受變頻器控制的。駕駛臺(tái)的轉(zhuǎn)舵信號(hào)通過(guò)變頻器控制液壓油泵的排量和轉(zhuǎn)向，壓力油進(jìn)入轉(zhuǎn)舵油缸，而轉(zhuǎn)舵油缸中的油回到循環(huán)油柜中。當(dāng)舵葉轉(zhuǎn)到所需要的舵角時(shí)，液壓油泵停轉(zhuǎn)，并由控制閥鎖閉油路。圖1-1 育鯤輪SR723-FCP泵控型舵機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖1.3 “育鯤輪舵機(jī)系統(tǒng)的組成育鯤輪上的舵機(jī)是RollS-Royces的，其系統(tǒng)包括隨動(dòng)舵和應(yīng)急操舵系統(tǒng)，它由駕駛臺(tái)主控板和左右翼駕駛臺(tái)的舵令發(fā)送單元、控制系統(tǒng)、舵機(jī)控制箱、變頻器、電機(jī)、泵和液壓系統(tǒng)以及反應(yīng)裝置、報(bào)警單元組成。Kongsberg的自動(dòng)舵系統(tǒng)是由自動(dòng)電源、分配電箱、控制單元、主計(jì)算機(jī)和反應(yīng)單元組成。圖1-2育鯤輪舵機(jī)系統(tǒng)組成第二章“育鯤輪轉(zhuǎn)舵機(jī)

10、構(gòu)和概述2.1 變頻器控制的轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)概述完整的轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)是由兩個(gè)變頻器控制的可逆轉(zhuǎn)的油泵單元，止回閥和電動(dòng)反應(yīng)單元組成。分配閥與液壓油泵單元的高壓油管是在制造廠安裝好的，轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)內(nèi)部都灌滿了液壓油。這個(gè)轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)上是非常緊湊的，這樣就可以使管路安裝的工作到達(dá)最小化。動(dòng)力馬達(dá)單元是由兩個(gè)由彈性聯(lián)軸節(jié)連接到電動(dòng)電機(jī)上的可逆轉(zhuǎn)的油泵組成。這種轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)與那些油泵長(zhǎng)久運(yùn)轉(zhuǎn)，液壓油被調(diào)速閥控制的傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)相比這個(gè)FCP系統(tǒng)在工作上有很大的不同。在正常的情況下油馬達(dá)和電動(dòng)機(jī)都是停止運(yùn)轉(zhuǎn)的。這就意味著油泵和電動(dòng)機(jī)只有在有轉(zhuǎn)舵和停舵信號(hào)時(shí)，在舵已經(jīng)到達(dá)我們想要的位置是才動(dòng)作。分配閥中的閥會(huì)鎖住舵的位置。那

11、他的優(yōu)點(diǎn)就是工作時(shí)間短、能量消耗少、工作噪音低、工作溫度低、系統(tǒng)整潔干凈還有可以到達(dá)預(yù)想的長(zhǎng)壽命。對(duì)各個(gè)油泵的電動(dòng)機(jī)的控制器分別設(shè)有各自獨(dú)立從主配電板直接供電的線路。運(yùn)轉(zhuǎn)操作控制的和各個(gè)轉(zhuǎn)舵單元的動(dòng)力是由為對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)提供電源的電源提供。因此這兩個(gè)系統(tǒng)都是有電力系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)組成且是相互獨(dú)立的。在一個(gè)系統(tǒng)中出現(xiàn)的問(wèn)題不會(huì)影響到另一個(gè)系統(tǒng)的正常操作。這個(gè)轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)也可以接收從駕駛臺(tái)發(fā)來(lái)的起/停的控制信號(hào)，或者有操控桿控制以及其他動(dòng)力控制系統(tǒng)的控制。在駕駛臺(tái)的主控制屏上包含了數(shù)個(gè)轉(zhuǎn)舵系統(tǒng)控制的遙控模塊。報(bào)警控制屏一般是分開安裝的，主報(bào)警控制屏被安裝到機(jī)艙的集控室當(dāng)中。在沒有認(rèn)為的操作時(shí)一個(gè)或兩個(gè)液壓

12、油泵單元可以單獨(dú)或同時(shí)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)。通過(guò)停止一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，對(duì)應(yīng)的油泵就會(huì)自動(dòng)的脫離系統(tǒng)而不會(huì)被用到。如果有一個(gè)油泵單元發(fā)生機(jī)械問(wèn)題，或在系統(tǒng)中發(fā)生管路和電器故障不會(huì)阻礙到其他的單元工作。他的控制系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成油泵重啟模式，在動(dòng)力源出現(xiàn)故障或停斷時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。在舵機(jī)間有一臺(tái)齒輪泵會(huì)在應(yīng)急的情況下提供動(dòng)力給轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)供舵機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)舵的舵角與輪子轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系。 圖2-1 育鯤輪上轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)如圖2-1所示，1舵桿；2轉(zhuǎn)子；3軸套；4電機(jī)上殼體；5電機(jī)下殼體；6下軸承；7上軸承和舵桿上部密封；8下部密封；9轉(zhuǎn)子殼體密封；10安裝軸套注油孔；11吊環(huán)；12安裝活塞；13閥塊；14過(guò)濾單元2.2 育鯤輪轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)特點(diǎn)如圖

13、2-1所示，“育鯤輪舵機(jī)的轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成球形,轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)葉做成一體，轉(zhuǎn)子上的密封件由做成一體的合成材料構(gòu)成，這樣的結(jié)構(gòu)使轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)能夠承受或吸收較大的震動(dòng)和沖擊。三個(gè)轉(zhuǎn)葉在環(huán)形油缸內(nèi)帶動(dòng)舵桿以恒扭矩轉(zhuǎn)舵。球形轉(zhuǎn)子使內(nèi)摩擦力降低到最小，同時(shí)消除了舵桿可能彎曲而引起對(duì)轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)的附加作用力。舵桿1安裝于轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)中央位置。軸套3與舵桿接觸的內(nèi)外表是圓柱形，外外表是錐形，它與轉(zhuǎn)子內(nèi)孔的錐形面相配合。轉(zhuǎn)子與舵桿之間的轉(zhuǎn)舵力矩是靠軸套的靜摩擦力傳遞的。轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)與變頻電機(jī)由螺栓緊固在一起，結(jié)合面安裝密封環(huán)保證液壓油不會(huì)泄露。轉(zhuǎn)子安裝在殼體內(nèi)部，在轉(zhuǎn)子和殼體上下部結(jié)合面處安裝有軸承。下軸承承當(dāng)轉(zhuǎn)子、舵桿及舵葉的重量

14、以及轉(zhuǎn)舵時(shí)所產(chǎn)生的力，軸承由液壓油進(jìn)行潤(rùn)滑。轉(zhuǎn)子和殼體中部形成液壓油環(huán)形空間，三個(gè)定子和三個(gè)轉(zhuǎn)葉將其分隔成六個(gè)空間。另外，轉(zhuǎn)子和殼體之間安裝密封裝置，對(duì)液壓油空間密封，允許少量油泄露潤(rùn)滑軸承。轉(zhuǎn)子伸出殼體處有上下密封裝置，防止液壓油向外漏泄。第三章“育鯤輪舵機(jī)的控制系統(tǒng)3.1 舵機(jī)的自動(dòng)控制3.1.1舵機(jī)自動(dòng)控制概述 “育鯤輪上的自動(dòng)舵控制是非常先進(jìn)的航跡舵，它是按照船舶對(duì)航向的偏離角度來(lái)控制船舶的航跡，其操舵的系統(tǒng)其實(shí)是在隨動(dòng)舵的根底上省去了手輪，再加上航向反應(yīng)而形成的，它是舵角反應(yīng)和航向反應(yīng)的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。圖3-1舵機(jī)自動(dòng)控制的雙閉環(huán)系統(tǒng)示意圖以船舶偏航角和偏航角速度的大小和方向調(diào)節(jié)的比

15、例-微分舵和以船舶偏航角、偏航角速度及偏航角積分的大小和方向來(lái)調(diào)節(jié)的比例-微分-積分舵。比例控制：按偏航信號(hào)成比例提供舵角指令信號(hào)；微分控制：又叫反舵角，當(dāng)船舶返回給定的航向時(shí)，起阻尼作用，克服船舶的慣性；積分控制：自動(dòng)糾正船舶航向，在船舶由于受到固定的干擾風(fēng)、潮流、水流等而偏離航線時(shí)，自動(dòng)使船回到設(shè)定的航線上。3.1.2 育鯤輪自動(dòng)導(dǎo)航航跡舵“育鯤輪自動(dòng)舵是自適應(yīng)自動(dòng)舵，具有航向保持，自動(dòng)導(dǎo)航航跡系統(tǒng)ANTS，即航跡舵功能。自動(dòng)舵是一個(gè)很復(fù)雜的電子系統(tǒng)，受海況、船速、船殼形狀和尺寸大小的影響。AP2000型自動(dòng)操舵儀是一種自適應(yīng)自動(dòng)舵，能夠自動(dòng)適應(yīng)船況和海況。在限制范圍內(nèi)，自動(dòng)舵能夠識(shí)別船舶

16、的操縱性能。這通過(guò)比擬數(shù)學(xué)模型和實(shí)船本身的輸出來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)這個(gè)比擬得到的參數(shù)被用來(lái)產(chǎn)生最優(yōu)的控制舵角，最終使船舶保持在預(yù)設(shè)的航向上。由于船舶數(shù)學(xué)模型比擬簡(jiǎn)單，對(duì)參數(shù)的估計(jì)只在轉(zhuǎn)向和一定限速范圍內(nèi)進(jìn)行。這個(gè)速度范圍設(shè)為效勞航速30%。超出這個(gè)范圍的速度將會(huì)鎖定這個(gè)估計(jì)程序，這就意味著自動(dòng)舵將使用超出這個(gè)范圍時(shí)所計(jì)算出的最近參數(shù)。由于速度的改變，速度增益調(diào)度將處理在操縱性能上的改變。就如：與20節(jié)相比自動(dòng)舵在10節(jié)的情況下用舵次數(shù)更多。另外，這種自適應(yīng)自動(dòng)舵也能估計(jì)船舶周圍波浪的影響，從而減少在惡劣天氣條件下的用舵次數(shù)。對(duì)自動(dòng)舵來(lái)說(shuō)，船速的輸入非常重要，對(duì)水速度和對(duì)地速度用來(lái)鑒別對(duì)地和對(duì)水的相對(duì)速

17、度，對(duì)水速度用來(lái)計(jì)算正確的控制舵角，在航線轉(zhuǎn)向時(shí)對(duì)地速度用來(lái)計(jì)算航向的改變。用于自動(dòng)航向保持的速度通常來(lái)自安裝時(shí)設(shè)置的對(duì)水和對(duì)地計(jì)程儀。在自動(dòng)導(dǎo)航航跡控制時(shí)，對(duì)水和對(duì)地的速度通常來(lái)源于導(dǎo)航裝置或者電子海圖系統(tǒng)。3.1舵機(jī)的隨動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)于隨動(dòng)操舵控制系統(tǒng)，只要操作人員給出某一操舵指令，系統(tǒng)就能自動(dòng)的按指令吧舵葉轉(zhuǎn)到所要求的舵角上，并自動(dòng)使舵葉停轉(zhuǎn)。圖3-2舵機(jī)隨動(dòng)控制單環(huán)控制圖上圖是隨動(dòng)操舵系統(tǒng)方框圖。它是按偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)的。信號(hào)的消除不是通過(guò)人而是通過(guò)舵葉的偏轉(zhuǎn)來(lái)到達(dá)的。亦即與舵柱機(jī)械的連接一個(gè)信號(hào)發(fā)送器，舵葉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，發(fā)出反應(yīng)信號(hào)，如果反應(yīng)信號(hào)和控制信號(hào)相等時(shí)，就將控制信號(hào)抵消，使偏差信號(hào)等于

18、零，舵葉停止轉(zhuǎn)動(dòng)，只要向一個(gè)方向扳動(dòng)操舵手輪，舵葉就向某一方向偏轉(zhuǎn)，待舵偏轉(zhuǎn)到所要求的舵角時(shí)，舵將自動(dòng)停止，從而實(shí)現(xiàn)舵機(jī)的自動(dòng)調(diào)節(jié)。隨動(dòng)舵一般是在駕駛臺(tái)進(jìn)行操作控制。駕駛臺(tái)通過(guò)手輪的轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)送所想要的舵角大小以及舵的轉(zhuǎn)向。這個(gè)信號(hào)一般都是以電壓或電流的形式傳遞的，傳送到比擬器前通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。然后在比擬器中與測(cè)得的實(shí)際的舵角與舵的方向進(jìn)行比擬，比擬之后產(chǎn)生一個(gè)偏差值。再由這個(gè)偏差值控制變頻器的動(dòng)作進(jìn)而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)的動(dòng)作直接帶動(dòng)液壓油泵的動(dòng)作，再通過(guò)液壓油驅(qū)動(dòng)舵桿實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)舵的目的。在轉(zhuǎn)舵過(guò)程中還會(huì)測(cè)得反應(yīng)信號(hào)來(lái)控制舵桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，防止舵轉(zhuǎn)到要求的舵角繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)而出現(xiàn)跑舵的現(xiàn)

19、象。其系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下圖。圖3-3隨動(dòng)操舵系統(tǒng)圖3.3舵機(jī)的應(yīng)急控制 在育鯤上應(yīng)急的的操作分為駕駛臺(tái)的應(yīng)急操舵和在舵機(jī)間的應(yīng)急操舵兩局部組成 。在駕駛臺(tái)應(yīng)急控制在舵機(jī)的主控制屏一般都會(huì)有為了應(yīng)急操舵而設(shè)的隨動(dòng)操舵的按鈕。應(yīng)急操舵按鈕一般都是有最高優(yōu)先級(jí)的配置，所以當(dāng)舵在運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候其他的操舵模式就不會(huì)連接上。如果優(yōu)先級(jí)高的操舵方式被用到，一個(gè)可聽見的信號(hào)就會(huì)激發(fā)。這個(gè)報(bào)警信號(hào)可以按蜂嗡器釋放按鈕重設(shè)。為了恢復(fù)正常的操舵方式，要把轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)向釋放的位置 。 在舵機(jī)間的應(yīng)急控制在舵機(jī)馬達(dá)上的電磁閥可以被用到通過(guò)在電磁閥上的應(yīng)急設(shè)施。在馬達(dá)控制器上的選擇器開關(guān)一定要轉(zhuǎn)換到當(dāng)?shù)乜刂莆恢?。如果安裝了應(yīng)急手動(dòng)

20、液壓泵一般都是安裝在舵機(jī)間里。為了操作這個(gè)液壓泵，鏈接液壓泵的閥必須要翻開。應(yīng)急操舵的程序應(yīng)提供應(yīng)每一個(gè)操舵機(jī)構(gòu)。他們都陳列在駕駛臺(tái)和舵機(jī)間里。應(yīng)急操舵是通過(guò)人力直接控制控制運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的應(yīng)急按鈕或應(yīng)急舵桿來(lái)對(duì)舵機(jī)進(jìn)行控制的方式。圖3-4應(yīng)急操舵控制圖3.4控制方式的選擇和控制地點(diǎn)的切換在操舵的各個(gè)系統(tǒng)都正常時(shí)，操舵方式的選擇是根據(jù)船舶的航行狀態(tài)、航行區(qū)域以及天氣的情況來(lái)確定的。當(dāng)有其中的操舵系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)也不得不選擇其他的控制方式。自動(dòng)控制：是在船舶在海上航行或開闊的水域航行，且船舶本身與天氣狀況的條件允許，船舶處于固定航行，使用自動(dòng)舵來(lái)替代手動(dòng)操舵。隨動(dòng)操舵：當(dāng)船舶進(jìn)出港和在狹窄水道航行或是在

21、自動(dòng)舵故障時(shí)使用。應(yīng)急操舵：在自動(dòng)操舵和隨動(dòng)操舵同時(shí)故障時(shí)使用。要求在駕駛臺(tái)和舵機(jī)間都設(shè)有操作點(diǎn)。圖3-5操舵模式選擇圖在圖3-5中：STEERING MODE 1、STEERING MODE 2、STEERING MODE 3 為三種操舵模式；K50、K60、K70為選擇操舵地點(diǎn)是常開還是常閉信號(hào)；K51、K61、K71為三種操舵模式的選擇開關(guān)。11AC、12AC、13AC是反應(yīng)限幅12AC是公共端口。ODER=FB是舵角反應(yīng)信號(hào)。COMPERATOR50、COMPERATOR60、COMPERATOR70是三種操舵模式下舵令信號(hào)與反應(yīng)信號(hào)的比擬輸出信號(hào)。圖3-6操作地點(diǎn)選擇與原理圖如圖3-

22、6中：IN_COMMANDE_50、IN_COMMANDE_60、IN_COMMANDE_70為三個(gè)不同的操舵 地點(diǎn)；IN COMMANDE LIGHT MODE 1、IN COMMANDE LIGHT MODE 2、IN COMMANDE LIGHT MODE 3為三個(gè)不同操作地點(diǎn)的指示燈。它是由比擬器信號(hào)、反應(yīng)舵角信號(hào)和脈沖電源信號(hào)經(jīng)過(guò)兩個(gè)與門，一個(gè)或門和JP50、JP60、JP70等跳鍵來(lái)選擇操舵地點(diǎn)的。在真正的操舵模式被選之前，操舵儀的舵令信號(hào)必須等于實(shí)際舵角位置，“IN COMMANDE按鈕才能被觸發(fā)即可以進(jìn)行操舵地點(diǎn)轉(zhuǎn)換。如果操舵儀的舵令信號(hào)不等于實(shí)際舵角位置，“IN COMMAN

23、DE燈將閃爍顯示操作者必須改變舵令信號(hào)，而且舵令必須在67秒內(nèi)改變。中選擇了正確的操舵模式，操作地點(diǎn)即已確定，“IN COMMANDE燈將從閃爍變成恒亮，這個(gè)功能只用于隨動(dòng)操舵。3.5控制系統(tǒng)的放大單元圖3-7控制系統(tǒng)的放大板原理圖當(dāng)操舵模式為隨動(dòng)時(shí)，圖3-7上14AC為高電位，繼電器線圈K2有電，那么圖上兩個(gè)常閉輔助觸點(diǎn)斷開，一個(gè)常閉觸點(diǎn)閉合。14AC的高電位經(jīng)過(guò)與非門和與門使D/A轉(zhuǎn)換器的觸發(fā)信號(hào)為0，使D/A轉(zhuǎn)換器開始轉(zhuǎn)換。舵令信號(hào)和反應(yīng)單元的電源為+-5V。舵令信號(hào)發(fā)送：假設(shè)為左舵，正信號(hào)從8AC經(jīng)過(guò)反向放大器后經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換后的負(fù)信號(hào)經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器其中電阻器P31為舵

24、令增益調(diào)節(jié)，電阻器P30為零位調(diào)節(jié)放大，放大的負(fù)信號(hào)經(jīng)過(guò)跳鍵JP60與反應(yīng)信號(hào)集合。舵角的反應(yīng)信號(hào)回路：11C、12C、13C為反應(yīng)信號(hào)輸入端其中12C為公共端，因舵令信號(hào)為左舵所以反應(yīng)信號(hào)為負(fù)信號(hào)經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器進(jìn)行放大，再經(jīng)過(guò)11A、12A、13A進(jìn)行限幅，限幅后的負(fù)信號(hào)經(jīng)過(guò)反向器后變?yōu)檎盘?hào)與舵令信號(hào)集合。集合后的信號(hào)經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器運(yùn)算放大器的電阻器P60為靈敏度調(diào)節(jié)放大，放大信號(hào)輸出送往舵機(jī)控制器。因?yàn)榧闲盘?hào)是舵令發(fā)送的負(fù)信號(hào)和反應(yīng)的正信號(hào)的疊加，相當(dāng)于形成了一個(gè)負(fù)反應(yīng)。也就是說(shuō)實(shí)際舵角越接近舵令舵角時(shí)，集合信號(hào)越小，發(fā)送到舵機(jī)控制器的信號(hào)就越小，那么電機(jī)的轉(zhuǎn)速越慢，舵桿的轉(zhuǎn)動(dòng)速度就變

25、慢，這樣可以實(shí)現(xiàn)舵機(jī)平穩(wěn)的起停。故障分析和管理注意要點(diǎn)4.1 故障現(xiàn)象和故障分析故障現(xiàn)象一：自動(dòng)操舵與隨動(dòng)操舵相互之間不能轉(zhuǎn)換，自動(dòng)操舵或隨動(dòng)操舵向應(yīng)急操舵可以正常轉(zhuǎn)換。故障原因：這種現(xiàn)象一般都是因?yàn)椴僮魇д`造成的。根據(jù)育鯤輪舵機(jī)說(shuō)明書的要求，自動(dòng)操舵與隨動(dòng)操舵相互轉(zhuǎn)換時(shí)操舵指令舵角必須和反應(yīng)指示舵角相同才能進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。否那么將不能進(jìn)行正常轉(zhuǎn)換。然而由自動(dòng)操舵或隨動(dòng)操舵向應(yīng)急舵轉(zhuǎn)換那么由于應(yīng)急操舵有最高的優(yōu)先權(quán)，所以在轉(zhuǎn)換時(shí)可以正常轉(zhuǎn)換。正確操作：首先將操作輪調(diào)至舵角指示的位置，然后在進(jìn)行轉(zhuǎn)換?；蛟诙娼秋@示為“0是進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換。故障現(xiàn)象二：船舶在廣闊海域航行時(shí)用自動(dòng)舵的操舵模式，在航行過(guò)程中

26、舵葉總是頻繁的轉(zhuǎn)動(dòng)。是船舶的航向不穩(wěn)定。故障原因：在自動(dòng)操舵模式下，控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的信號(hào)有多個(gè)。比方GPS定位的精確船位、羅經(jīng)測(cè)得的船舶的航向、電子海圖上已經(jīng)畫好的航線以及計(jì)程儀的所測(cè)數(shù)值。這這些控制信號(hào)中如果有一個(gè)信號(hào)出現(xiàn)錯(cuò)誤就會(huì)影響舵機(jī)的正確動(dòng)作。后經(jīng)過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)是由于計(jì)程儀顯示的數(shù)值不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致舵機(jī)的動(dòng)作不穩(wěn)定，舵葉頻繁的轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)在的解決方法是隔斷了由計(jì)程儀送出的信號(hào)，給它一個(gè)固定的信號(hào)而使舵機(jī)穩(wěn)定。4.2 舵機(jī)管理注意要點(diǎn)1舵機(jī)的工作環(huán)境。舵機(jī)間應(yīng)該保持清潔、枯燥和適合的溫度，以防止機(jī)械、電器元件過(guò)熱腐蝕、過(guò)熱等造成損壞，保證設(shè)備的工作性能，并為管理人員提供有力的工作環(huán)境。冬季注意供熱保溫，夏季和潮濕季節(jié)應(yīng)注意適當(dāng)通風(fēng)。2油箱油位。高置油箱和補(bǔ)油箱的油位應(yīng)保持在油位計(jì)的三分之二高度左