H2203 轮一次锚机刹车故障的分析
H2203 轮一次锚机刹车故障的分析
杨学华 黄郁健
（中国卫星海上测控部）
[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。
[关键词]锚机刹车装置 电气控制 整流桥 整流二极管
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
縠
，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
縠
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
縠
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.
杨学华 黄郁健
（中国卫星海上测控部）
[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。
[关键词]锚机刹车装置 电气控制 整流桥 整流二极管
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
縠
，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
縠
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
縠
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.
