譚志楊　黃　華

[摘要]自動操舵儀是船舶的重要裝置,保證航行安全不可缺少的裝置之一,絕對不能出現(xiàn)故障的,舉一種常見故障的排除方法為例,在保障設(shè)備的安全方面具有實(shí)際應(yīng)用的意義。

[關(guān)鍵詞]自動舵 故障 原理分析

中圖分類號:TP2文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0910021-01

一、故障現(xiàn)象

某型自動操舵儀在隨動操縱方式開機(jī)工作十幾分鐘后,出現(xiàn)來回跑左右滿舵的故障現(xiàn)象,操縱系統(tǒng)無法控制舵機(jī)正常工作,直接影響到航行安全。

二、故障原理分析

從原理上解析,這是一個舵角隨動系統(tǒng)。被控制對象為舵機(jī),被控制量是舵角,給定量為給定電機(jī)所給,誤差信號△U,是由于被控制量和給定量之間的差。誤差信號△U經(jīng)過放大后,控制舵機(jī)帶動舵葉直至誤差信號為零,舵機(jī)停止轉(zhuǎn)動。

自動舵系統(tǒng)里,有兩個負(fù)反饋系統(tǒng)。在自動的操縱方式下,包括舵角反饋和航向反饋兩個基本的反饋。而系統(tǒng)在隨動操縱方式時,舵角反饋成了基本反饋。

航差信號檢測變換部分和航向反饋環(huán)節(jié)部分可以不用考慮。而出現(xiàn)上述情況的故障,一般上來說,舵機(jī)硬件出現(xiàn)問題的情況,基本上很少。所以,我們要考慮到的是舵角反饋環(huán)節(jié),給定舵角信號環(huán)節(jié),放大裝置環(huán)節(jié)。這幾個環(huán)節(jié)是最有可能發(fā)生上述故障的可能性所在。假設(shè)在上述可能發(fā)生故障的環(huán)節(jié)沒有能夠找出故障源,那么就要嘗試查找舵機(jī)硬件是否出現(xiàn)故障,排除即可。

根據(jù)原理方框圖分析,以下情況可能會導(dǎo)致自動操舵儀的隨動系統(tǒng)出現(xiàn)上面的故障現(xiàn)象。一是線頭松動導(dǎo)致接觸不良或者信號對儀器殼體短路;二是舵角反饋回路上有問題,即是反饋電機(jī)及給定舵角信號電機(jī)故障;三是誤差信號△U在經(jīng)過比較檢測放大環(huán)節(jié)出現(xiàn)失控現(xiàn)象。

三、故障排除

(一)電機(jī)故障檢查

根據(jù)以上分析,針對故障開始初步排除故障源。首先檢查線路,保證線路通暢,各個電機(jī)勵磁電壓110v正常,檢查各開關(guān)、接線線頭是否由于風(fēng)浪較大,船舶振動厲害造成了脫落,導(dǎo)致信號無法正常通過或者接線頭對殼體對地短路導(dǎo)致信號無法返回抵消造成故障的。

如果上述是正常的,就要接著檢測舵角反饋電機(jī)性能是否正常,檢查勵磁繞組電阻是否在5060歐姆之間,同步繞組每兩相電阻是否在62-75歐姆之間,否則更換電機(jī);接著檢查隨動給定舵角電機(jī)的性能是否在正常的范圍內(nèi)(同上),否則更換。

(二)核心環(huán)節(jié)檢查排除

1.綜合放大裝置環(huán)節(jié)檢查。檢查自動操舵儀核心部分——比較檢測放大環(huán)節(jié),其包含兩個方面:一是綜合放大環(huán)節(jié),二是電源功放環(huán)節(jié)。檢測綜合放大板上的以下幾個關(guān)鍵點(diǎn)信號:

(1)給定舵角經(jīng)過相敏整流放大器N7輸出腳9、10腳的信號;

(2)舵角反饋相敏整流放大器N8輸出腳9、10腳信號;

這兩個相敏整流放大器是十分重要的要測量的兩個點(diǎn),必須要判斷這兩個器件是否完好,是保證系統(tǒng)正常工作的基本。下圖是其的原理圖。

從上圖可以看出,針對這個器件的重要性,從信號的輸入,參考電壓到9,10管腳的輸出,必須要測量其電壓是否正常;提供給這個芯片工作的電壓13,8腳是否正常;調(diào)零電阻是否短路。

(3)coms模擬開關(guān)N2輸出腳2的信號;

(4)后級觸發(fā)器N13-1、N13-2的12端輸出信號;

(5)V25、V26輸出信號。

2.電源功放模塊環(huán)節(jié)檢查。檢測電源功放板以下三個關(guān)鍵點(diǎn):

(1)輸入24v交流電源的18a、22b兩端;(2)三端穩(wěn)壓管(2N1)2、3腳輸出+15v直流電壓;(3)三端穩(wěn)壓管(2N2)1、2腳輸出的-15v直流電。

經(jīng)過以上的檢測,剛開始工作的時候,發(fā)現(xiàn)該幾個點(diǎn)的工作電壓是正常的,而舵機(jī)的控制也是正常的。但是經(jīng)過10幾分鐘之后,故障出現(xiàn)了。在重復(fù)檢查后發(fā)現(xiàn),每個點(diǎn)的電壓信號都沒有了。故障源不可能是以上所有的芯片。極有可能就是電源環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,以至于芯片無法工作。終于,最后發(fā)現(xiàn)供電的2N2三端穩(wěn)壓管的技術(shù)性能達(dá)不到技術(shù)指標(biāo),在工作一段時間后,-15v電壓消失了,造成核心芯片無法工作,控制信號失控,導(dǎo)致出現(xiàn)開始提到的故障現(xiàn)象,2N2芯片更換后,故障排除。

四、結(jié)論

給予我們思考的是,元件往往不是一下子就全損壞掉的,而是它的正常工作點(diǎn)發(fā)生了變化,造成線性不好,我們必須對元件的技術(shù)性能有所了解并且有足夠的耐心等待才能排除隱故障。

參考文獻(xiàn):

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作者簡介:

譚志楊(1981-),工程師,就職于海軍廣州保障基地91630部隊(duì)三中隊(duì);黃華(1982-),助理工程師,就職于海軍廣州保障基地91630部隊(duì)三中隊(duì)。