해양 전자 조향 장치의 장점과 단점: 전문 선택 가이드

01선박 전자 조타 장치의 5가지 핵심 장점

1. 컴팩트한 구조로 객실 공간 절약

이는 전기 모터, 감속 기어박스 및 구동 컨트롤러와 직접 통합된 전기 조향 기어로, 원래의 유압 펌프 스테이션과 수십 미터의 파이프라인 시스템을 제거합니다.5,000톤급 벌크선을 예로 들면, 전동 조타기로 전환한 후 조타실이 차지하는 면적을 약 4~6㎡까지 줄일 수 있어 다른 장비의 배치에 더 큰 유연성을 제공합니다.. 이러한 장점은 공간이 제한된 예인선은 물론 어선 및 소형 작업선에 특히 중요합니다.

2. 에너지 효율성 향상 및 운영 비용 절감

유압 조향 기어가 조향되지 않는 경우에도 시스템 압력을 유지하려면 오일 펌프가 항상 작동해야 합니다. 부하가 사용되지 않을 때 에너지 소비량은 40~60%를 차지합니다. 전기 스티어링 기어는 "주문형 작업" 모드를 사용합니다. 즉, 방향타 블레이드가 움직일 때만 전기 모터가 작동하기 시작합니다. 대기상태이며 조향상태가 아닐 때에는 에너지를 소모하지 않습니다.실제 내비게이션을 통해 얻은 데이터에 따르면 일반 노선에서 전자식 조향 장치의 일일 평균 전력 소비는 동일한 사양의 유압식 조향 장치의 25~35%에 불과합니다.. 선박이 연간 300일 항해하고 공업용 전기요금이 킬로와트시당 1.2위안이라고 가정하면, 중형 화물선의 경우 연간 평균 1만8000~2만5000위안 정도의 전기요금을 절약할 수 있다.

3. 정밀한 제어와 빠른 응답

최신 AC 서보 전기 조향 기어는 절대 인코더와 일치하며 방향타 각도 제어 정확도는 ±0.1°에 도달할 수 있습니다. 이 정확도는 일반적으로 유압 조향 기어의 ±0.5°를 훨씬 초과합니다. 선박 전기 조향 장치의 장점과 단점 중 이러한 고정밀 기능은 빈번하고 정밀한 조향이 필요한 DP 동적 위치 제어 선박, 로로 선박 및 페리에 특히 적합합니다. 예를 들어, 승용차 여객선을 전자식 조타기로 교체한 후 접안 시 정렬 시간을 40% 단축하여 운영 효율성을 크게 향상시켰습니다.

4. 누출 위험이 없어 기내 안전이 향상됩니다.

유압식 조향장치의 경우 가장 골치 아픈 문제는 파이프라인의 노후화나 밀봉 불량으로 인한 유압유 누출로, 이는 환경 오염을 유발할 뿐만 아니라 엔진룸의 고온 환경에서 화재 위험을 초래할 가능성이 높습니다. 특히, 최근 해상인명안전협약(SOLAS)에 따른 기관실 화재 안전 요구사항에 따라 전동조타기 교체 후 조타실이 원래의 '규정에 따른 유류오염 정기 청소'에서 '청소가 거의 필요 없는' 상태로 바뀌었다고 다수의 선주들이 보고했다.

5. 유지보수가 용이하여 유지보수 기술의 한계를 낮춥니다.

유압 조향 기어의 오일 레벨을 정기적으로 점검하고, 필터 요소를 교체하고, 오일 탱크를 청소하고, 압력 밸브 그룹을 테스트해야 하며, 이는 엔지니어의 높은 전문 기술이 필요합니다. 전동 스티어링 기어의 유지 관리 작업은 2,000시간마다 기어박스 그리스를 점검하고 5,000시간마다 모터 절연 저항을 측정하는 데 중점을 둡니다. 전문적인 유압 유지보수 도구나 지식이 필요하지 않으며 일반 엔지니어가 이를 수행할 수 있습니다. 특정 어선단이 27척의 어선을 전동 방향타로 교체한 후 방향타 시스템 고장에 대한 연간 유지보수 시간이 선박당 평균 11일에서 2일로 단축되었습니다.

02선박 전자 조타 장치의 네 가지 중요한 단점

1. 단일 투자 비용이 높다

일반적으로 초기 구매 가격은 광범위한 적용을 제한하는 핵심 요소입니다.동일한 사양에서 전자 조향 장치의 초기 구매 비용은 유압 조향 장치보다 40~80% 더 높습니다.. 이는 주로 전기 서보에는 고토크 서보 모터, 정밀 감속기, 고출력 드라이브 등 핵심 부품이 장착되어야 하기 때문입니다. 예를 들어 3,000톤급 선박에 적합하지 않은 전동조타기의 가격은 12만~18만위안 정도인 반면, 유압식 조타기의 가격은 8만~12만위안에 불과하다.그러나 에너지 소비, 유지보수, 유압 오일 교체 등을 포함한 전체 수명주기 비용 계산을 기반으로 전기 서보는 일반적으로 2~3년 이내에 초기 추가 비용을 회수할 수 있습니다.。

2. 고전력 애플리케이션에서 크기와 무게의 단점

유조선이나 100,000톤 이상의 컨테이너 선박과 같이 방향타 토크 요구 사항이 매우 높은 대형 선박의 경우 전자 조향 기어가 단점이 될 수 있습니다. 토크가 지속적으로 증가함에 따라 모터와 드라이버의 부피와 무게는 비선형적인 증가 추세를 보입니다. 이때 유압 조타 장치의 동력 밀도 비율이 더 많은 장점을 갖습니다. 따라서 선박용 전자 조타 장치의 장점과 단점은 다양한 톤수 선박에서 다양한 상황을 보여줍니다. 5,000톤 미만 선박용 전자 조타 장치의 장점은 매우 중요합니다. 그러나 톤수가 매우 큰 선박에서는 여전히 유압식 조향 장치를 주류로 사용하고 있습니다.

3. 전원 공급 장치 품질 및 안정성에 대한 높은 요구 사항

전자 조향 장치의 제어 시스템은 전압 변동 및 고조파 간섭에 매우 민감합니다. 선박 전력망에서는 대형 장비 시동 및 발전기 전환과 같은 작업 조건으로 인해 전압 강하(예: 440V에서 360V로 강하)가 발생할 수 있습니다. 이때 일반 전기 조향 장치는 보호 차단을 유발할 수 있습니다. 솔루션에는 저전압 지연 기능이 있는 전용 전원 공급 장치 회로 구성, DC 지원 모듈 설치 또는 넓은 전압 범위 드라이버(예: 300V - 480V 적응형) 선택이 포함됩니다. 그러나 위의 조치로 인해 지원 비용이 약 15% 증가하게 됩니다.

4. 전자파 소음 및 충격 내성

전기 조타 장치가 작동 중일 때 전원 모듈의 고주파 스위칭으로 인해 전자기 소음이 발생하여 선박 무선 통신 장비를 방해할 수 있습니다. 적격 제품이 해상용 전자파 적합성(EMC) 인증을 성공적으로 통과했지만, 노후 선박을 교체할 때 조타 장치의 설치 위치와 안테나, 레이더 및 기타 장비 사이의 거리를 평가하는 것이 여전히 필요합니다. 또한, 고부하 조건에서 기어 감속기의 기계적 충격 소음은 약 75~85데시벨로, 이는 유압 시스템의 유체 소음인 65~75데시벨보다 약간 높습니다.

03선정 결정 및 자주 묻는 질문(Q/A)

04실제 적용사례 참고

사례 1(장점 제시): 총톤수 6,800톤의 연안 로로여객선이 있고 항행구역은 발해만이다. 선박의 원래 유압 조타 장치에서는 매년 약 400리터의 유압 오일이 누출되었습니다. 로 교체한 후kpower서보 전동 조향기어를 적용한 후 24개월 동안 누수 현상이 없었고 연간 전기료도 평균 36,000위안에서 11,000위안으로 줄었습니다. 기장은 “과거에는 정박할 때마다 조타실의 슬러지를 청소해야 했지만 이제는 조타실에 들어갈 때 걸레로 먼지만 닦아내면 된다”고 피드백을 줬다.

사례 2(단점 검증): 주 엔진 출력이 1200kW인 특정 해양 트롤 어선이 토크 45kN·m의 고출력 전자 조타 장치를 개조하려고 했습니다. 그러나 작동 중에 윈칭 기계가 항상 자주 시작되어 그리드 전압이 ±22%의 변동 범위로 변동되었습니다. 지난 6개월 동안 전자 조향 장치는 과전압 보호 경보를 무려 17번이나 작동시켰습니다. 마지막으로 유압 시스템이 복원되어 사용할 수 있게 되었고, UPS 안정화 전원 공급 장치가 추가되었습니다.

이 두 사례는 위에서 분석한 장단점을 객관적으로 확인하고 있다. 전동 조향 장치는 전능하지 않습니다. 선박의 특정 작동 조건은 물론 전력망 조건 및 예산 주기를 기준으로 선택해야 합니다.

05최종 선정 권고사항(행동지향)

전체 수명주기에 대한 경제성 및 신뢰성 분석을 기반으로 다음과 같은 계층적 조치 권장 사항이 제안됩니다.

1. 전기 서보를 즉시 사용하기에 적합한 시나리오:

선박 톤수 측면에서 5,000톤 이하의 화물선을 포함하여 이러한 선박이 있습니다. 예인선, 어선, 엔지니어링 보트, 요트도 있습니다.

운항의 특징은 페리, 도선선, 과학연구선 등 조타가 빈번한 것으로 DP 측위나 정확한 항로 유지가 필요한 선박이다.

관리상의 문제점으로는 여러 번의 금지 조치에도 멈추지 않는 작동유의 누출, 엔진룸의 공간이 극도로 협소한 상태, 터빈 기술자의 수준에 일정한 제한이 있다는 점 등이 있습니다.

2. 유압 조향 기어를 신중하게 평가하고 선택하는 것이 권장되는 시나리오:

10만톤 이상의 초대형 유조선, 광석선, 컨테이너선 다.

노후된 지 15년 이상 된 선박은 전력망 전환에 어려움이 있고, 발전기 용량 과잉이 20% 미만인 경우는 어떻습니까?

극지방이나 고위도 지역의 저온조건에서는 연평균기온이 영하 20도 이하로 예열 및 보온조건을 제공할 수 없습니다.

3. 하이브리드 솔루션, 즉 절충안은 다음과 같다. 새로 건조되는 선박의 경우 전자 조향장치의 설치 위치를 설계 단계에서 확보할 수 있다. 첫 번째 단계에서는 비용을 관리하기 위해 유압 조향 장치가 선택됩니다. 가동 후 2~3회의 특별 점검 주기를 거쳐 유압 시스템의 노후화와 유지 관리 비용의 증가를 반영하여 전동 조향 기어로 전환하게 됩니다.. 그때쯤이면 전자 조향 장치의 기술이 더욱 성숙해지고 가격도 낮아질 것입니다.

다음은 재작성된 내용입니다. 요약하자면, 선박 전기 조향 장치의 장점과 단점은 특정 적용 시나리오에 따라 크게 달라집니다. 누출이 없고 에너지 효율이 높으며 유지보수가 용이한 특성을 갖고 있으며 해양 조타기 기술의 발전 방향을 나타냅니다. 그러나 고토크 적용에 따른 높은 비용, 전원 품질에 대한 민감도 등 무시할 수 없는 한계가 있습니다. 선주와 설계 연구소는 선박의 실제 항해 조건 및 예산 계획과 결합하여 "전체 수명주기에서 총계정원장을 계산"하는 관점에서 과학적인 결정을 내리는 것이 좋습니다. 추가 기술 매개변수 비교표 또는 분류 협회 인증 목록이 필요한 경우 주요 전기 조향 장치 제조업체에 문의하여 TA라고도 알려진 제품 유형 승인 인증서와 세부 선택 계산을 얻을 수 있습니다.