【船機幫】船舶自動操舵儀故障及排除方案

對于船舶而言，要使其能在航線上穩(wěn)定而安全的運行，那么則需要保證自動操舵儀能夠正常工作。

實際上，其中舵機震蕩帶來的問題的發(fā)生頻次最高。

在我國，船舵制造行業(yè)在近幾十年來已經(jīng)發(fā)展得較為成熟，特別是小型船舶，年制造數(shù)量非常驚人，并且性能相當可靠。

因此，我國自主制造的船舶自動操舵儀完全符合國際主流水平。

筆者將對自動操舵儀這一部件進行一些簡單介紹，繼而重點針對船舶自動操舵儀的常見 故障提出故障診斷與檢測方案，旨在通過有益的探討不斷豐富船舶控制技術經(jīng)驗，為提高船舶的自動控制水平建言獻策。

常規(guī)自動操舵通常是指用電羅經(jīng)或磁羅經(jīng)檢測航向偏差，在通過航向控制器進行舵角操縱，達到航向糾偏。

羅經(jīng)對船舶實際的航行方向進行實時把控，我們由此可以了解船舶的航行是否存在方向誤差以及多大的誤差，得到信號數(shù)據(jù)之后，自動操舵儀可以直接對轉(zhuǎn)動舵進行控制，以此來調(diào)整航行方向。

對于自動操舵儀而言，目前一般存在兩種主要的操作方式，它們分別是手動與自動。

當船只是在大海中運行時，一般自動操舵的工作方案比較完善，這種能夠大大提高航行方向不出現(xiàn)錯誤，由此可以減輕工作人員的工作強度并且避免不必要的資源浪費。

而如果船只需要在港灣轉(zhuǎn)向時，這種情況下人工操舵更加靈活，另外當海面上能見度較低之時也不宜采用自動操舵方案。

筆者繪制了圖1以表示自動操舵儀的工作方案。

圖1 自動舵工作原理

首先，操舵儀可以接受指令，對舵機實施控制以達到讓其一直保持在正確航線上。

當前，一些性能較強的操舵儀的精度控制范圍相比于人工控制顯得更具優(yōu)勢，幾乎不會發(fā)生偏航的問題，這對于航程的行進與資源的合理調(diào)配都是非常友好的。

用于海洋船舶的操舵儀操舵范圍應為±35°，用于內(nèi)河船舶的操舵范圍應為±40°。

自動操舵有兩種工況：

一種是自動穩(wěn)定航向；

另一種是改變航向。

對于平常的自動舵而言，它只能做到保持不變的方向行進的功能，而如果是航跡舵，則能夠根據(jù)實際情況對航行方向進行調(diào)整。

搭配著ECDIS，自動操舵儀對于航跡的控制非常嚴格。

1.自動舵不工作 

①檢查液壓舵機的電源、機械傳動、電動機電磁閥是否出現(xiàn)異常。

②檢查舵機和操舵系統(tǒng)的電源。

對于操舵系統(tǒng)，重點檢查其電源、變壓器是否能正常通電，確認其無故障后用手柄操 舵，看與舵機連接的電源是否已接入，配套的電路是不是能正常通電，等等。

③檢查自動舵指令發(fā)訊部分。

自動舵指令發(fā)訊常用電位器或自整角機。

自整角機舵令發(fā)訊包括：

舵令發(fā)送機、接收機和相敏整流。

如果我們調(diào)整航向整定旋鈕的話，那么整角 發(fā)送機與相敏整流則會對外進行輸出，一般來說，會有1V交流電壓輸入至自整角機。

相敏整流應有0.8V的直流電壓輸出。

另外我們是通過旋轉(zhuǎn)的方向來控制電壓的極性。

通過上述的工作，我們可以分別對指令法迅各個零部件做出故障排查。

④檢查機械傳動部分，觀察齒輪的嚙合狀態(tài)。

⑤放大電路和開關電路作如下檢查：

檢查信號比較單元、運算放大器電路、脈沖形成與開關電路以及繼電開關或可控硅電路的工作狀態(tài)。

2.自動舵不準確修理

(1) 零部件的檢查與診斷

檢查舵葉機械零位、分羅經(jīng)跟隨主羅經(jīng)是否準確，接收機機械傳動，其阻力矩是不是超過了規(guī)定值 0.01N·m；檢查舵訊的發(fā)送、接受時，以自整角機作為例子，則需要分別對以下幾個方面檢驗：

①自整角機的校零，其方法為：

找到零位，取下機器外殼的固件，利用萬用表對其輸出電壓進行監(jiān)測，需要調(diào)整時，可以直接用手轉(zhuǎn)動外殼，但是不能去調(diào)整轉(zhuǎn)子。

這時接線間的電壓會慢慢降低，待到變成 0.1V 時停止操作。

如果仍然為零點，便可以將取下的固件安裝回原位。

②當以上操作無誤時，如果沒有辦法找到零點，可以初步判斷激磁繞組是否存在故障，比如當其發(fā)生斷路時，便可能產(chǎn)生上述情況，當然，另外如果整步繞組是處于短路的狀態(tài)，也會造成此類現(xiàn)象。

這個時候先修好它們再進行零點的校正即可。 

(2) 相敏整流電路的檢查與診斷

查看輸出功率是否存在異常，正常情況下，如果整流電路沒有輸入時，其輸出的電壓會在0.02V以下。

除此之外，還需要對付邊電壓的對稱性進行檢查。

另外，當橋臂電阻不符合二極管特性時也是不行的。

只要這些部件都不存在問題，我們則可以直接對其進行相應調(diào)整，直至平衡為止。

(3) 放大電路的檢查與診斷

對于放大電路而言，檢查結點的電壓工作是非常重要的，只有所有電壓都符合要求之時，才能保證放大器的靈敏度。

另外，還應當注意各個電路開關與閥門的狀態(tài)，以及最終的電機是否正常工作。

(4) 自動舵機的檢查與診斷

一般來說，自動舵在長期的工作當中，各個小部件是很容易被磨損的，由此我們需要對它們的狀態(tài)有一個清晰的了解。

比如傳動部件的摩擦是否過大，各類電器元件是否正常。

3.自動舵不穩(wěn)定修理

①查看放大器的狀態(tài)，如若增益太大，整個系統(tǒng)便會發(fā)生不正常震動的問題。

另外，對于開關放大器電路而言，由于其具備明顯的繼電器特征，一定得保證靈敏度大于寬度的兩倍方可，否則系統(tǒng)容易崩潰。

另外，不穩(wěn)定檢修還包括各個指令的發(fā)送與接收以及反饋的監(jiān)測。

②監(jiān)測指令輸入輸出是否正常，舵機的旋轉(zhuǎn)速度存不存在過大的現(xiàn)象，另外，液壓系統(tǒng)如果發(fā)生漏油的問題，也會造成系統(tǒng)崩潰的問題。

③在完成所有的檢測與維護工作之后，是有一些儀器設備再次對維護成果進行二次檢查，并且恢復施工現(xiàn)場的整潔。

END