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船舶电动锚机的故障检修与维护
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H2203轮一次锚机刹车故障的分析
　　[摘 要]H2203轮在一次执行完任务停靠菲律宾达沃港期间 ，左锚机发生刹车故障。本文对此次故障的排查和处理过程进行分析和讨论，并对锚机的日常使用和管理提出建议。 中国论文网 http://www.xzbu.com/1/view-5902090.htm　　[关键词]锚机刹车装置 电气控制 整流桥 整流二极管 　　中图分类号：U664.42 文献标识码：A 文章编号：X（9-01 　　1 引言 　　锚机是船舶设备中最重要的组成部分，它除了能保证船舶在正常收、放锚功能的实现外，还能帮助船舶实现移动船舶位，在航行中因故暂时停航或遇到紧急情况时固定船位等作用。因此船舶锚机必须保持良好的性能和技术状态，否则船舶的海上航行安全会受到严重影响，甚至会造成致命的威胁，引起灾难性后果。 　　2 故障现象 　　H2203轮在执行完任务后停靠菲律宾达沃港时，在进行码头停靠作业的过程中，正在使用中的左锚机电机突然发出剧烈的“嗡嗡”异响声，随即电机转速明显降低，数秒钟后电机有黑烟溢出，并伴有烧焦的糊味。 　　电工维修人员，立即对该故障问题展开了分析排查，并针对故障现象制定了具体的分析方法和检查步骤。 　　3 故障分析和处理 　　3.1 初步分析 　　根据上述故障现象，初步判断为：一是锚机过载、电机断相等锚机保护装置出现故障；二是锚机刹车装置出现故障。 　　3.2 故障原因定位 　　3.2.1 保护装置和电机检查 　　首先对锚机保护装置和锚机电动机进行检查：（1）用万用表测量空气断路器、熔断器以及热继电器，测量结果为正常；（2）用兆欧表测量电机三相电源接线及三相绕组的绝缘电阻，测量结果均在工作要求范围内；（3）用万用表测量电机三相绕组电阻，三组绕组的三相绕组基本平衡，说明锚机电机绕组无断路、短路问题。 　　根据对锚机保护装置和锚机电动机的检查结果，可以得出以下结论：（1）锚机在此次故障中，运行中未出现过载情况；（2）锚机电动机无断相或绕组故障发生；（3）锚机电气系统绝缘情况良好。因此，可以排除锚机系统存在锚机保护装置和锚机电动机电气故障的可能。 　　3.2.2 刹车装置检查 　　刹车装置由机械装置和电气控制两部分构成，在故障排查的过程中，对其分别进行检查。 　　（一）机械装置部分检查 　　刹车制动盘、刹车毂、刹车线圈和弹簧组成（如图1所示）。锚机在刹车时，刹车制动盘在弹簧压力的作用下，紧贴在刹车毂上随电机一起转动，依靠刹车制动盘与刹车毂间的摩擦力使锚机电机停止转动；在启动运行时，刹车线圈得电，刹车制动盘在电磁力的作用下压紧弹簧，脱离刹车毂，使刹车制动盘与刹车毂间有一定间隙，这样锚机电机在无外加摩擦力的状态下自行转动。 　　打开锚机端盖检查刹车装置的机械部分，发现除刹车制动盘与刹车毂之间有少量的炭垢外，刹车制动盘、刹车毂和弹簧均处于正常状态，没有出现刹车间隙过小、端面不平或弹簧断裂等现象，因此可以排除锚机刹车装置机械部分故障的可能性。 　　（二）电气控制部分检查 　　锚机刹车装置的电气控制部分其工作原理是通过变压器JYB把AC380V电源变成AC110V，然后经过整流桥全波整流，把AC110V转换成DC110V。当锚机进行起锚或抛锚作业时，其主控电路的辅助触点FC或FZC接通，使锚机刹车装置控制电路的接触器ZDC得电闭合，刹车线圈ZDQ得电工作；当起锚或抛锚操作结束停机时，辅助触点FC或FZC断开接触器ZDC，使接触器ZDC失电断开，刹车线圈ZDQ失电停止工作。其中J是一个中间继电器，在锚机启动时得电闭合，短接电阻R1，全电压输出，使刹车线圈ZDQ在DC110V状态下进行工作，确保刹车装置能够瞬间脱开；锚机在启动无异常，转入正常运行后，中间继电器J失电断开，把电阻R1串接在电路中，给刹车线圈ZDQ提供一个约50V的维持电压，使刹车线圈ZDQ始终处于得电吸合的状态；电阻R2和二极管ZL5的作用是在刹车装置停止工作时，放掉刹车线圈ZDQ内的剩余电能。 　　对锚机进行故障状态复现检查。（1）用万用表对刹车线圈ZDQ电压进行测量，在启动瞬间时的端电压为70V左右，转入运行时的端电压为30V左右，分析可知：串联分压电阻R1分压功能正常，同时可知刹车线圈自身性能未现异常。因此，故障可能发生在刹车装置的电源部分。（2）用万用表测量变压器JYB次级电压，实际测量值为AC112V，由此可知，变压器JYB工作正常。（3）用万用表欧姆档静态测量整流桥的四只二极管ZL1―ZL4，其中整流二极管ZL3正方向电阻测量值均为高阻。由此可知：锚机刹车装置电气控制部分整流桥的整流二极管ZL3被击穿烧毁。 　　3.2 故障分析 　　3.2.1 故障机理分析 　　锚机刹车装置电气控制电路中，由整流桥ZL1―ZL4经过全波整流，实现将AC110V转换为DC110V的功能。 　　整流二极管ZL3击穿后，电流电路的全波整流变成半波整流，输出的电压就变成了DC70V左右。 　　由于作用在锚机刹车装置的上的初始电压由正常值DC110V下降为DC70V，刹车线圈产生的电磁吸合力不足以克服顶在刹车?上的弹簧组的反向弹力，致使刹车盘不能完全的脱开刹车?，造成锚机运行过程中，锚机刹车装置刹车盘的刹车片与刹车?之间形成“干磨”，最终导致锚机发热、冒烟和转速降低现象的发生。 　　3.2.2 故障原因分析 　　根据故障排查中发现的问题和故障机理分析，以及远望三号船逐渐的步入老龄化这一现象，可以对整流桥二极管ZL3被击穿烧毁的可能原因归纳为以下几个方面： 　　（1）发生故障的电子器件，工作电流较大，发热量大，容易过热，造成严重的热老化，使器件寿命缩短。 　　（2）锚机刹车装置刹车线圈启动电流较大，会产生较大的冲击电流，对整流器件产生影响较大。 　　（3）锚机刹车装置电气控制箱工作环境恶劣，高温、高湿的环境因素导致电气电路和电气元件可靠性降低。 　　（4）强烈的振动不仅影响电气系统的可靠性，而且直接造成了器件散热片的松动，导致故障发生。 　　3.3 故障处理 　　用电烙铁拆除被击穿烧毁的ZL3，对电路板进行清理，用同型号的整流二极管更换，并将散热片固定牢固。然后启动锚机，进行运行试验，结果锚机工作恢复正常。 　　4 结论 　　锚机刹车装置电气控制电路器件受启动冲击电流影响较大，受热老化的影响严重。而且工作环境较为恶劣，其可靠性受高温、高湿等环境因素的影响。特别是船舶振动的影响，会造成关键器件的散热片松动，导致散热不良而快速击穿烧毁。因此，在日常巡视和维护工作中，一定要注意和加强对以上这几个方面情况的检查；在有条件的基础上，对一些使用时间较长的、工作性能下降的电器元件要有针对性的进行更换；加强对控制箱工作环境的通风，尽量进行散热、除潮，确保控制电路器件有良好的工作环境。 　　参考文献 　　[1] 张作华.船舶电气设备.北京.人民交通出版社，2009. 　　[2] 陈胜林.船舶电气工程概论.哈尔滨.哈尔滨工程大学出版社，2008. 　　[3] 韩厚德.船舶辅机.北京.人民交通出版社，2009.
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