APOYO TÉCNICO
Publicado 2026-05-05
Con las características de un control preciso, el aparato de gobierno eléctrico para barcos se utiliza cada vez más en los sistemas de automatización de barcos modernos y su control es preciso. Con sus características de respuesta rápida, el aparato de gobierno eléctrico para barcos se utiliza cada vez más en los sistemas de automatización de barcos modernos y su respuesta es rápida. El aparato de gobierno eléctrico del barco tiene un control preciso y una respuesta rápida. Su principal ventaja es que, en comparación con el mecanismo de dirección hidráulico, el mecanismo de dirección eléctrico elimina la necesidad de bombas de aceite, tuberías y componentes hidráulicos complejos, como tanques de aceite. La estructura del sistema se simplifica enormemente, los costos de mantenimiento se reducen entre un 30% y un 50% y no hay riesgo de que una fuga de aceite hidráulico contamine la sentina. Este artículo, basado en los requisitos reglamentarios de la Organización Marítima Internacional (OMI) y los requisitos reglamentarios de las principales sociedades de clasificación como ABS, DNV y CCS, realiza un análisis objetivo de las principales ventajas y desventajas de los aparatos de gobierno eléctricos para barcos y utiliza como evidencia casos de aplicaciones prácticas de buques mercantes, remolcadores y buques pesqueros comunes, proporcionando así una referencia de selección autorizada para los diseñadores de buques, el personal de gestión de mantenimiento y los miembros de la tripulación.
1. Estructura compacta, que ahorra espacio en la cabina.
Es un mecanismo de dirección eléctrico integrado directamente con un motor eléctrico, una caja reductora y un controlador de accionamiento, eliminando la estación de bomba hidráulica original y las decenas de metros de sistema de tuberías.Tomando como ejemplo un granelero de 5.000 toneladas, después de convertirlo en un aparato de gobierno eléctrico, el área ocupada por la sala del aparato de gobierno se puede reducir entre 4 y 6 metros cuadrados, lo que proporciona una mayor flexibilidad para la disposición de otros equipos.. Esta ventaja es particularmente crítica para los remolcadores con limitaciones de espacio, así como para los buques pesqueros y los pequeños barcos de trabajo.
2. Mayor eficiencia energética y menores costos operativos
Incluso cuando el mecanismo de dirección hidráulica no está dirigiendo, la bomba de aceite siempre debe funcionar para mantener la presión del sistema. Cuando no se utiliza carga, el consumo de energía representa del 40% al 60%. El mecanismo de gobierno eléctrico utiliza el modo "trabajo bajo demanda", lo que significa que el motor eléctrico sólo comenzará a funcionar cuando las palas del timón estén en movimiento. Está en espera y no consume energía cuando no está en estado de dirección.Los datos obtenidos de la navegación real muestran que el consumo medio diario de energía de los aparatos de dirección eléctricos en rutas convencionales es sólo del 25% al 35% del de los aparatos de dirección hidráulicos de la misma especificación.. Suponiendo que el barco navegue durante 300 días al año y que el precio de la electricidad industrial sea de 1,2 yuanes por kilovatio hora, un buque de carga de tamaño mediano puede ahorrar entre 18.000 y 25.000 yuanes en facturas de electricidad en promedio al año.
3. Control preciso y respuesta rápida
El moderno mecanismo de dirección servoeléctrico de CA se combina con un codificador absoluto y la precisión del control del ángulo del timón puede alcanzar ±0,1°. Esta precisión supera con creces los ±0,5° que generalmente poseen los mecanismos de dirección hidráulica. Entre las ventajas y desventajas del aparato de gobierno eléctrico para barcos, una característica de alta precisión de este tipo es especialmente adecuada para barcos con posicionamiento dinámico DP, barcos de transbordo rodado y transbordadores que requieren un gobierno frecuente y preciso. Por ejemplo, después de sustituir un ferry de pasajeros por un mecanismo de dirección eléctrico, el tiempo de alineación durante el atraque se redujo en un 40%, mejorando así significativamente la eficiencia operativa.
4. Sin riesgo de fugas, mejorando la seguridad en la cabina
Para los mecanismos de dirección hidráulica, el problema más problemático son las fugas de aceite hidráulico debido al envejecimiento de las tuberías o fallas en los sellos, lo que no solo causa contaminación ambiental, sino que también es más probable que cause riesgos de incendio en el ambiente de alta temperatura de la sala de máquinas. El mecanismo de gobierno eléctrico elimina por completo la posibilidad de fugas de aceite, especialmente en cumplimiento de los últimos requisitos para la seguridad contra incendios en la sala de máquinas según el Convenio Internacional para la Seguridad de la Vida Humana en el Mar (SOLAS), varios armadores han informado que después de reemplazar el mecanismo de gobierno eléctrico, la sala del mecanismo de gobierno ha cambiado del modo de trabajo original de "limpieza regular de la contaminación por petróleo de acuerdo con las regulaciones" a un estado en el que "casi no hay necesidad de limpieza".
5. Fácil mantenimiento, reduciendo el umbral técnico de mantenimiento.
Es necesario comprobar periódicamente el nivel de aceite del mecanismo de dirección hidráulica, reemplazar el elemento filtrante, limpiar el tanque de aceite y probar el grupo de válvulas de presión, lo que requiere altas habilidades profesionales del ingeniero. Los trabajos de mantenimiento del mecanismo de dirección eléctrico se centran en: comprobar la grasa de la caja de cambios cada 2.000 horas y medir la resistencia de aislamiento del motor cada 5.000 horas. No se requieren herramientas ni conocimientos profesionales de mantenimiento hidráulico; los ingenieros comunes pueden hacerlo. Después de que cierta flota pesquera reemplazó 27 barcos pesqueros con timones eléctricos, el tiempo de mantenimiento anual por fallas en el sistema de timón se redujo de un promedio de 11 días por barco a 2 días.
1. El costo único de inversión es alto
Normalmente, el precio de compra inicial es un factor clave que limita su aplicación generalizada.Con las mismas especificaciones, el coste de compra inicial de un sistema de dirección eléctrica es entre un 40% y un 80% mayor que el de un mecanismo de dirección hidráulico.. Esto se debe principalmente al hecho de que los servos eléctricos deben estar equipados con componentes centrales como servomotores de alto par, reductores de precisión y accionamientos de alta potencia. Por ejemplo, el precio de un aparato de gobierno eléctrico que no es adecuado para un barco de 3.000 toneladas es de aproximadamente 120.000 a 180.000 yuanes, mientras que un aparato de gobierno hidráulico sólo cuesta entre 80.000 y 120.000 yuanes.Sin embargo, según los cálculos del costo del ciclo de vida completo, incluido el consumo de energía, el mantenimiento, el reemplazo del aceite hidráulico, etc., los servos eléctricos generalmente pueden recuperar el precio adicional inicial en un plazo de 2 a 3 años.。
2. Desventajas de tamaño y peso en aplicaciones de alta potencia
Para buques grandes con requisitos de par de timón extremadamente altos, como petroleros y portacontenedores de más de 100.000 toneladas, el aparato de gobierno eléctrico puede tener desventajas. A medida que el par continúa aumentando, el volumen y el peso del motor y del conductor muestran una tendencia de crecimiento no lineal. En este momento, la relación de densidad de potencia del mecanismo de dirección hidráulica tiene más ventajas. Por lo tanto, las ventajas y desventajas de los aparatos de gobierno eléctricos para buques muestran situaciones diferentes en buques de diferente tonelaje: las ventajas de los aparatos de gobierno eléctricos para buques de menos de 5.000 toneladas son extremadamente significativas; sin embargo, los barcos con un tonelaje extremadamente grande todavía utilizan mecanismos de gobierno hidráulicos como corriente principal.
3. Altos requisitos en cuanto a calidad y estabilidad del suministro de energía.
El sistema de control del mecanismo de dirección eléctrico es bastante sensible a las fluctuaciones de voltaje y a las interferencias armónicas. En la red eléctrica del barco, las condiciones de trabajo, como la puesta en marcha de equipos grandes y la conmutación de generadores, pueden provocar caídas de tensión (como una caída de 440 V a 360 V). En este momento, un mecanismo de dirección eléctrico normal puede provocar un apagado de protección. Las soluciones incluyen: configurar un circuito de suministro de energía dedicado con función de retardo de subtensión, instalar un módulo de soporte de CC o seleccionar un controlador de amplio rango de voltaje (como un tipo adaptativo de 300 V a 480 V). Sin embargo, las medidas anteriores aumentarán el costo de apoyo en aproximadamente un 15%.
4. Ruido electromagnético y tolerancia al impacto.
Cuando el mecanismo de gobierno eléctrico está en funcionamiento, la conmutación de alta frecuencia del módulo de potencia generará ruido electromagnético, que probablemente interfiera con los equipos de comunicación por radio del barco. Aunque los productos calificados han pasado con éxito la certificación de compatibilidad electromagnética (EMC) para uso marino, al reemplazar barcos viejos, aún es necesario evaluar la distancia entre la posición de instalación del aparato de gobierno y la antena, el radar y otros equipos. Además, en condiciones de carga pesada, el ruido de impacto mecánico del reductor de engranajes es de aproximadamente 75 a 85 decibelios, que es ligeramente superior al ruido del fluido del sistema hidráulico, que es de 65 a 75 decibeles.
R: No aplicable. Los más adecuados son los barcos pequeños y medianos, es decir, de menos de 5.000 toneladas, los remolcadores, los pesqueros y los yates. Los buques mercantes muy grandes todavía necesitan evaluar el par específico del timón antes de tomar una decisión.
R: Sí. La configuración estándar del mecanismo de dirección eléctrico es con redundancia de motor dual o una manija de derivación mecánica. Cuando un conjunto de motores se daña, se puede cambiar a un motor de respaldo, que cumple con los requisitos de dirección de emergencia SOLAS.
R: ¡Generalmente no se requieren operaciones adicionales! La interfaz de la base del mecanismo de dirección eléctrica está diseñada de acuerdo con la Organización Internacional de Normalización, es decir, las normas ISO. Mantiene las mismas dimensiones de instalación que el mecanismo de dirección hidráulica con el mismo par, por lo que puede ser reemplazado directamente.
R: Esta situación existe. Cuando la temperatura es inferior a -15 grados Celsius, es necesario instalar una correa calefactora en la caja de engranajes reductora para comenzar a precalentar. De lo contrario, la viscosidad del aceite lubricante puede ser demasiado alta, lo que puede provocar una protección contra sobrecarga del motor.
R: De 8 años a 12 años, la vida útil del cuerpo del motor es la más larga. Los principales componentes limitantes son el engranaje reductor, cuya vida útil es de 20.000 horas de trabajo, y el condensador de accionamiento, que es de unas 15.000 horas.
R: No, el panel de operación es más simple que el sistema hidráulico. Solo incluye funciones como inicio y parada, rotación hacia adelante y hacia atrás y visualización de ángulo. Un ingeniero corriente puede dominarlo en diez minutos leyendo el manual.
R: Me temo que el nivel de protección debe alcanzar IP56 o superior. De lo contrario, si hay olas en la plataforma o condensación en el compartimiento del aparato de dirección, la placa de circuito sufrirá un cortocircuito y se corroerá, por lo que es muy importante revisar el anillo de sellado con regularidad.
Caso 1 (Presentación de Ventajas): Se cuenta con un buque costero de pasaje ro-ro con un arqueo total de 6.800 y una zona de navegación de la Bahía de Bohai. El mecanismo de gobierno hidráulico original del barco perdía unos 400 litros de aceite hidráulico cada año. Después de reemplazarlo conkpotenciaDespués del mecanismo de dirección servoeléctrico, no ha habido fugas durante 24 meses y la factura anual de electricidad ha bajado de un promedio de 36.000 yuanes a 11.000 yuanes. El capitán dio su opinión: “Antes, tenías que limpiar el lodo de la sala del aparato de gobierno cada vez que atracabas, pero ahora solo necesitas limpiar el polvo con un trapo al entrar a la sala del aparato de gobierno”.
Caso 2 (verificación de deficiencias): Cierto arrastrero de alta mar con una potencia de motor principal de 1200kW intentó modificar el mecanismo de dirección eléctrico de alta potencia con un par de 45kN·m. Sin embargo, durante la operación, la máquina del cabrestante siempre se ponía en marcha con frecuencia, lo que provocaba fluctuaciones en el voltaje de la red, con un rango de fluctuación de ±22%. En estos 6 meses, el mecanismo de dirección eléctrico activó alarmas de protección contra sobretensión hasta 17 veces. Finalmente, se restableció el uso del sistema hidráulico y se agregó una fuente de alimentación estabilizada UPS.
Estos dos casos confirman objetivamente las ventajas y desventajas analizadas anteriormente. El mecanismo de dirección eléctrico no es omnipotente. La selección debe basarse en las condiciones operativas específicas del barco, así como en las condiciones de la red eléctrica y el ciclo presupuestario.
A partir del análisis económico y de confiabilidad de todo el ciclo de vida, se proponen las siguientes recomendaciones de actuación jerárquicas:
1. Escenarios adecuados para el uso inmediato de servos eléctricos:
En términos de tonelaje de buques, existen tales buques, incluidos los buques de carga de 5.000 toneladas de peso muerto o menos. También hay remolcadores, barcos de pesca, barcos de ingeniería y yates.
Las características de la operación son que hay un gobierno frecuente, que involucra transbordadores, barcos prácticos y buques de investigación científica, que son el tipo de barcos que requieren un posicionamiento DP o un mantenimiento preciso del rumbo.
Los puntos débiles en la gestión incluyen la fuga de aceite hidráulico, que no se ha detenido incluso después de repetidas prohibiciones, el espacio en la sala de máquinas es extremadamente reducido y existen ciertos límites en el nivel de los técnicos de turbinas.
2. Escenarios en los que se recomienda evaluar cuidadosamente y aun así elegir un mecanismo de dirección hidráulica:
Petroleros, buques mineros y portacontenedores de gran tamaño, de más de 100.000 toneladas;
¿Qué pasa con los barcos viejos que tienen más de 15 años, hay dificultades en la transformación de la red eléctrica y el excedente de capacidad del generador es inferior al 20%?
En las condiciones de baja temperatura de las regiones polares o latitudes altas, la temperatura media anual es inferior a -20 grados Celsius y no se pueden proporcionar condiciones de precalentamiento y conservación del calor.
3. La solución híbrida, es decir, la sugerencia de compromiso, es la siguiente: para un barco de nueva construcción, la posición de instalación del aparato de gobierno eléctrico puede reservarse en la etapa de diseño. En la primera fase, se seleccionará un mecanismo de dirección hidráulico para controlar los costos. Una vez puesto en funcionamiento, tras dos o tres ciclos de inspección especiales, el envejecimiento del sistema hidráulico y el aumento de los costes de mantenimiento se aprovecharán para convertirlo en un mecanismo de dirección eléctrico.. Para entonces, la tecnología del mecanismo de dirección eléctrica puede estar más madura y el precio será más bajo.
El siguiente es el contenido reescrito: En resumen, las ventajas y desventajas del aparato de gobierno eléctrico para barcos dependen en gran medida del escenario de aplicación específico. Tiene las características de ausencia de fugas, alta eficiencia energética y fácil mantenimiento, y representa la dirección de desarrollo de la tecnología de aparatos de gobierno marinos. Sin embargo, tiene limitaciones como el alto costo de la aplicación de un par elevado y la sensibilidad a la calidad del suministro de energía, que no se pueden ignorar. Se recomienda que los armadores y los institutos de diseño tomen decisiones científicas desde la perspectiva de "calcular el libro mayor a partir de todo el ciclo de vida", combinado con las condiciones reales de navegación del barco y el presupuesto. plan de acción.联系主要的电动舵机制造商,进而获取产品型式认可证书,也就是TA,以及详细的选型计算书.
Hora de actualización: 2026-05-05
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