營口新一代天氣雷達伺服系統電機故障淺析

孫永聯 劉丙章 姚 文 崔福濤 吳 揚 原久淞

（營口市氣象局，遼寧 營口115001）

營口新一代天氣雷達出現“方位電機過溫”、“俯仰跳變”報警，經過處理，現已工作正常。保障人員在故障處理后寫了一點小小的總結，提出來與大家共享。

故障一：2007年3月29日，雷達停機，出現“方位電機過溫”報警。

故障處理：

1）關閉雷達電源。用手觸摸方位電機，溫度過高。

2）檢查方位碳刷，不能正常彈出。取出碳刷發現有2個碳刷彈簧被燒斷。

3）和敏視達公司聯系，等待廠家更換新電機。

4）更換新電機，開機運行檢查，正常。

故障二：營口雷達出現“俯仰跳變”現象已經有一段時間，考慮到汛期的觀測任務緊張，為確保雷達能夠正常運行，于6月初對雷達進行徹底的汛期維護，重點對俯仰測速機處理，解決了雷達在體掃角度的俯仰跳變、在關機時不能正常PARK，并伴有巨大聲響的問題。

根據營口雷達電機出現的故障，其現象歸納起來，主要表現在以下三個方面：

一、電機碳刷有打火現象；

二、電機彈簧有燒斷現象；

三、電機長期運行后，測速機電阻值變大。

1 故障原因分析

1）電機碳刷打火的主要原因有：（1）接觸不好，彈簧壓力減小；（2）刷腔內有積碳，導致彈刷在刷腔內不能正常運動。

2）電機彈簧燒斷的主要原因有：（1）導電頭接觸不良；（2）導線截面小。

3）測速機電阻值變大的主要原因有：（1）電刷導電性能差；（2）換向器表面氧化；（3）測速機刷腔內積碳，影響了測速機碳刷在刷腔內運動的靈活性。

2 故障處理部分

分析營口雷達出現的上述故障及故障原因，保障人員深知電機維護的重要性和必要性。要定期對電機進行檢查維護：對電機四個碳刷和測速機碳刷內腔部分及電機表面作清潔，清潔時應注意碳刷內腔的整流子上不允許沾有油、水、金屬等。當電機連續工作2個月時，應對電機碳刷和測速機碳刷進行一次清潔檢查。

以下是維修人員維護電機部分內容。電機實物如圖1、圖2

圖1

圖2

3 維護及處理

3.1 電機碳刷部分

（1）取出電機碳刷

先找到電機下方4個碳刷的緊固壓帽，旋下緊固壓帽時，注意不要讓彈出的碳刷掉下,要用手接住彈出的碳刷。在正常情況下碳刷支架的彈簧導電壓片自身有能力會自動彈出電機刷腔一部份，并且有少量的碳末彈出。這說明碳刷支架彈簧彈力正常，碳刷能正常前進給電機轉子供電。旋下緊固壓帽后，如果碳刷支架的彈簧沒有自動彈出電機刷腔，說明碳刷支架彈簧可能因刷腔內濕度大、有油污，工作時可能有打火等現象，導致碳刷支架的彈簧燒斷。此時取碳刷時，要用手輕輕把燒斷的碳刷支架彈簧抽出，在仔細檢查刷腔和取出的碳刷是否有滲油和燒傷現象，如有滲油和燒傷現象，并用精密電子清潔劑或酒精清洗和維修，嚴重時應更換新的碳刷。

（2）碳刷清潔

天線罩內環境好的情況下，運行的積碳成干燥粉末，一般都積存在刷腔內，所以刷腔內碳末比較好清潔。用吹吸風機就可以吸出刷腔內碳末，不需要用電子清潔劑進行清洗。在日常維護時，把吹吸風機軟管口對準電機碳刷的一個內腔，進行清潔，并同時另一人用手搖動電機手輪或推動天線慢慢轉動，第一次天線按順時針方向移動，依次清潔四個碳刷腔內。第二次讓天線按逆時針方向轉動，再次清潔四個碳刷腔內，可以多次重復，直到換向器表面露出干凈紫紅色為止。

（3）碳刷更換

新碳刷近似22mm長，當碳刷出現以下現象時，這個碳刷應及時更換：碳刷磨損到6mm長；刷線損壞或碳刷有裂紋；碳刷不能有效供電；碳刷彈簧或銅線燒壞；其它嚴重損壞現象。

（4）正確放置碳刷

把碳刷小心地放入電機刷腔時，看電機碳刷是否能自由進入電機刷腔內，把碳刷導電銅片的導向固定角，正確地插入電機刷腔，用手壓住碳刷的導電銅片，不讓彈簧彈出刷腔，再把碳刷帽安裝好（如卸下碳刷沒有對號安裝，裝好碳刷后可推動天線正反項轉動幾圈，讓碳刷和電機換向器表面更好接觸）。通電檢查電機是否正常運轉。刷腔如圖3、圖4。

圖3

圖4

3.2 測速機碳刷部分

營口雷達使用的是國產電機，測速機端蓋是密封的（出于防塵的考慮），因此在清潔俯仰測速機解決“俯仰跳變”告警時很麻煩。

（1）進入到俯仰檢修門，可見電機是橫著安裝在俯仰減速機后面。擰開電機供電的航空接頭，用萬用表測量電機上的插頭，正常電機各個輸出端的電阻值是：2個粗針是電機供電輸入端對應字母為I、H電阻值一般在5Ω左右；2個細針對應字母為A、B是電機測速機輸入端，天線在禁止狀態下電阻值一般在24Ω至35Ω左右（當時測值已達到上千歐）；2個細針對應字母為E、F是電機溫度傳感器輸入端，電阻值一般1Ω左右。如電阻值超出正常范圍比較大，說明電機碳刷和轉子接觸端面有積碳和氧化物，應及時進行清潔維修，必要時需要更換碳刷及電機。

（2）因端蓋密封，首先分別用扳手和螺絲刀拆下手輪和與測速機相連接的手輪支架（見圖5）。

圖5

（3）將固定電機組插座中的4個螺釘卸下，將與插座相連的導線焊開，并標記清楚每根導線的焊接位置。H，I接線很粗，不容易焊，很費勁。卸下測速機后端的聯軸節，用內六角扳手卸下固定測速機端蓋的6個螺釘，然后卸下端蓋，注意在卸下端蓋的過程中，不要將導線拽斷。端蓋拆卸很麻煩，因缺少2腳拆卸器，維修人員用了半個小時才將其取下。后將其密封蓋車床掉，這樣以后不用卸下就可以直接清洗測速機的換向器。電機電纜如圖6。

圖6

電機測速機的碳刷和換向器外觀如圖7。

圖7

（4）測速機轉子端面換向器表面上有黑色氧化物，用鑷子夾住一小片細砂紙，貼在測速機換向器表面進行清潔，推動天線慢慢上下轉動，使砂紙能夠均勻打磨掉換向器表面的氧化層，直到換向器表面露出光滑干凈紫紅色為止。用砂紙磨掉換向器表面氧化層后，再用藥棉沾上無水乙醇或用電子清潔劑對準測速機碳刷和測速機轉子端面換向器進行清潔，清潔時一人需要在下面把天線同時拉動，把維修后的污染物清潔干凈。清洗完成后，要特別注意測速機內的絕緣紙要保持原來的位置，絕對不允許碳刷上的導線與外殼短路。清洗過程如圖8、圖9。

圖8

圖9

（5）再次用萬用表測量A、B兩腳間的電阻值，應在24Ω至35Ω左右。超過40Ω應繼續清潔。測量值為27Ω。

（6）將測速機端蓋重新固定好。將導線焊到電機組插座的相應位置上，然后將電機組插座固定好。

（7）分別用螺絲刀和扳手安裝上手輪支架和手輪，測速機維護完成。

以上是營口雷達保障人員在解決故障后總結的引發此類故障的一些原因及處理辦法，并根據處理總結出日常電機維護的一些步驟和方法。保障人員根據電機的故障現象分析，認為如果天線出現不規則運轉和震動，天伺噪音大或天線推著很沉等不正常現象時，需要停機對天伺設備的方位/俯仰減速機及方位/俯仰電機進行檢查。在日常電機使用過程中，一定要定期對電機進行保養和維護。根據營口雷達站的工作環境，在雷達運行2個月后，應對電機碳刷和電機測速機碳刷進行檢查和維護，使電機具有優良的運行穩定性能和技術狀態，保持運轉精度，延長電機使用壽命，減少故障的發生。

由于水平有限，不足或不恰當之處敬請批評指正。

［1］北京敏視達公司.中國新一代多普勒天氣雷達CINRDA/SA用戶手冊.2004,11.