罗智敏;梁思渊
【摘 要】船舶能够在水中按照驾驶者的意图航行,使船舶改变航向或维持指定航向,是依靠改变安装在船舶艉部船舵的位置来实现.因此船舶舵机对于船舶航行安全来说很重要,因此对船舶舵机调试的重要性也是不言而谕.该文通过介绍船厂建造的大型船舶舵机系统的调试方法,以及分析调试中易出现的故障,为调试人员在进行舵机调试工作时提供了参考.
【期刊名称】《造船技术》
【年(卷),期】2016(000)002
【总页数】7页(P83-89)
用电监控
【关键词】大型船舶;舵机;调试;故障分析
【作 者】罗智敏;梁思渊
【作者单位】木制灯笼上海外高桥造船有限公司,上海 200137;上海外高桥造船有限公司,上海 200137
【正文语种】中 文
【中图分类】U664
大型船舶通常是指15万吨以上的船舶。在舵机调试过程中，要注意舵角指示器的指示误差，舵角限位开关动作正确性的校核，液压系统溢流阀、安全阀按图纸要求调整并清除转舵系统的振动和噪声，检查断电报警、过载报警的声音信号装置的可靠性等方面。舵机经过性能调试后，无论是在船舶航行中，还是在锚泊时，都必须特别注意正常的巡查工作。当舵机出现问题时应立即停泵检查原因，并采取消除措施，否则将直接影响船舶的航行安全。 (1) 清洁整个舵机系统。包括清洁控制箱(舵机、舵承油脂泵)、电动机接线盒、舵机报警板、反馈装置、电磁阀、限位开关、执行电动机、自动操舵仪、自动舵控制箱、液压单元和系统管路等。
(2) 熟悉图纸及舵机系统的工作原理。认真仔细检查系统设备安装及接线的完整性及正确性。
(3) 检查舵机控制箱与报警分站(SAU1)接口及其报警点的设制。
强度调制器(4) 检查自动舵操舵仪与计程仪、VDR、SAU1之间的接口。
(5) 检查绝缘电阻。主回路和控制线路的绝缘电阻值必须符合技术规范要求，自动舵控制回路测量时应该用万用表10 K档检查绝缘，严禁使用500 V高阻计测量，以免高压损坏半导体、集成电路元器件。
(6) 检查系统动作的灵活性。如电动机-油泵机组、机械执行机构、各种反馈装、舵机装置、手轮、手柄等。
(7) 检查舵机液压系统所有管系连接完整，并已做好密性试验，无漏油且油箱应加满油。
(8) 准备好各种检查仪表及有关工具(万用表、高阻计、秒表、自动加热温控器及电工常用工具等)。
(9) 舵叶必须按要求接地，并使舵叶处于零位。
(10) 系泊试验时，主机应处于停车。
光触媒涂料电动液压舵是由舵机电控箱、伺服电机、舵机液压电机、舵机油脂泵控制箱、油温开关、油液位开关、滤器等组成，舵机电气系统如图1所示。
(1) 应先在舵机舱检查两台油泵电机控制箱，分别由总配电板和应急配电板沿左、右舷分两路供电，在控制箱面板上启、停油泵电机，检查启动、运行电路的正确性。检查两台油泵电机经三相自耦变压器降压的启动电流、正常工作电流及转向。然后再进行单泵运行、双泵运行、一台运行一台备用自动切换功能试验，同时检查液压管路是否有漏油现象并调整好两台液压系统安全阀，待一切运行正常后，再到驾控台遥控启停两台电机。
(2) 分别检查舵机控制箱报警点到集控台、驾控台舵机报警板及报警分站SAU1的正确性(运行、失压、过载、错相、低油位、油温高、压差、控制电源故障)。
(3) 将舵叶置于机械舵角零位(按照舵安装报验提交时刻下的零位)，将舵角指示发讯器和自动舵反馈装置也调整到零位，要特别注意舵机的舵角发讯器和自动舵反馈装置的推动连杆，
连杆一定要调整到平行四边形位置。
(4) 舵角指示器的调试。调试舵角指示器系统与舵机没有电气方面的联系，是一个独立系统。接通舵角指示器系统的电源，然后检查舵角指示器和发讯器的位置是否一致，有偏差时需调整指示器零位。启动No.1舵机油泵，在No.1舵机油柜旁应急操舵，自动舵电控箱不送电，按下卸荷电磁阀旋钮并锁紧，然后手动偏转力矩电机旋钮，控制液压流向，从而操纵舵叶向左和向右来回转动排除液缸内空气，舵叶转动正常后再观察舵角指示器指针是否与舵叶偏转方向一致，指针偏转的角度是否与舵叶偏转的机械角度一致。舵角指示器调试过程存在一定难度，不仅设备分布广、联系不便，且有电气零位、机械零位、机械间隙、舵角指示器指示误差不一致、累积误差大等问题。系泊大纲要求：舵角指示器与实际舵角机械指示误差≤±1°，零位误差≤±0.5°(船东要求≤±0.1°)，因此需要耐心仔细地分析产生误差的原因，反复调整，才能达到要求。
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自动舵由操舵控制台、电控箱、反馈装置、力矩电机、差动变送器、卸荷电磁阀、舵机限位开关等组成，如图2所示。
这艘大型船舶安装了日本TOKIMEC PR-6000型自动舵操纵系统。在操舵控制台面板右下
角操纵模式中的选择开关有三档。
中间为HAND(手轮)；左边为AUTO；右边为NFU。
开关选择到中间的HAND(手轮)位置，为随动操舵，用手轮随动操舵给定的舵角角度，舵叶旋转到按照手轮给定舵角角度，使船舶航行到所需的航向。
开关选择到左边的AUTO自动舵位置，在操舵控制台面板中间自动航向旋钮设定预定航向，显示屏显示航向数字，然后将旋钮向下确认，舵叶会自动偏转确定舵角大小，在航行中根据航行变化自动调节舵角，使船舶航行到预定的航向。
开关选择到右边的NFU位置，为非随动操舵也就是简单操舵。在操纵模式选择开关上面有NFU操纵手柄，并在向右方向标有“STBD”，向左方向标有“PORT”。当操纵NFU手柄向左或向右，直接控制力矩电机泵向左或向右旋转，控制液压流向，从而控制舵叶向左或向右转动，放开NFU手柄马上归零，舵叶马上停止。
3.1 自动舵初次通电调试步骤
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自动舵调试分简单操舵、随动操舵、自动操舵三个阶段。三个阶段要分别进行调试，先简单操舵，再随动操舵，最后自动操舵。操舵地点先舵机舱后驾驶室。控制系统及机组按顺序调试。
3.2 力矩电机和差动变送器的调试
在液压舵机装置的控制系统中力矩电机和变送器组成的环节替代了机械反馈环节，简化了舵机装置的结构，也是目前国外液压舵机装置常用的控制系统反馈环节。
3.2.1 电缆接线的检查
在断电状态下，断开力矩电机和差动变送器外部接线，用万用表测量外部电缆接线是否正确，如图3所示。
TM1、TM2为力矩电机内阻，约为5±1 Ω，力矩电机的轴左右转动时电阻值会变化；
FG1、FG2为差动变送器电阻为10±0.5 Ω；
FT1、FT2为差动变送器电阻为39±2 Ω；
卸荷电磁阀线圈电阻为 9.5±0.5 Ω(空载值)；
舵角左舷限位开关常闭触点 LMP～LMPC 闭合 (0 Ω)；
舵角右舷限位开关常闭触点 LMS～LMPC 闭合 (0 Ω)。
3.2.2 力矩电机设置的检查
力矩电机冲程刻度设置约3/4满刻度处,要求舵的转速达到设定值≤28 s/65°(左舷35°～右舷30°, 右舷35°～左舷30°)。
3.2.3 舵机零位调整
在调试舵角指示器时应急操舵。启动No.1舵机控制箱,并需切断自动舵电控箱电源,按下卸荷电磁阀手动按钮并锁紧.手动旋转力矩电机旋纽从零到左再到右,检查舵叶旋转方向。当放开力矩电机旋纽回到零位时,检查舵机是否漂移,如有漂移需请钳工调整舵机零位,反复几次直到稳定。
舵机系统在确保船舶航行安全性、可靠性上具有重要作用，其自动舵控制系统是关键，因
此，涉及到技术专利、内部核心技术数据的调整，设备厂都会派遣服务商上船调试，并与船厂一起向船东、验船师提交设备系统。作为船厂施工人员则应该积极配合服务商调试，同时要了解调试的项目内容，确保系统调试质量，掌握施工进度。以PR-6000-DW-SS3自动舵为例，服务商需调试、确认的项目内容有以下几点。
(1) DW2-DWD-10控制板的调整。
设备之间接线的确认；电源电压与保险丝的确认；DWD-10PWBDE跳线的确认；自动舵反馈装置连接杆平行四边形的确认；力矩电机、差动变送器、卸荷电磁阀、限位开关等参数测定。
(2) NFU MODE 的确认和调整。
电源电压的确认；舵机运转状态的确认；NFU左舵、右舵限位开关及有关电压的确认；力矩电机两端电压的调整与确认；转舵速度与限位角度及其有关电压的确认。
(3) FU 模式的确认和调整。
七组输出电压的确认；力矩电机的追从确认；TM LVDT 的零位调整；TP3的最大饱和电压的调整与确认；TM LVDT 的输出调整TM 间隔(宽度)的调整；电机控制失效，计时的调整；力矩电机“抖动”电压的确认和调整；先进角的确认和调整；并列运转先进角的确认和调整；STEP 灯的调整；PWM 追=最小脉冲宽度的确认；PWM 计时的确认；舵机运转，动作电压的确认。
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