西銳飛機(jī)電源系統(tǒng)故障分析

楊鑫

摘 要：西銳飛機(jī)電源系統(tǒng)是飛機(jī)重要系統(tǒng)之一，為整架飛機(jī)提供通訊，導(dǎo)航及操縱系統(tǒng)控制所需電能。西銳飛機(jī)電源系統(tǒng)因出廠早晚有著明顯差異。該文主要介紹了由兩臺(tái)發(fā)電機(jī)，兩個(gè)電瓶和一個(gè)MCU所組成的電源系統(tǒng)，并針對使用維護(hù)中出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：西銳飛機(jī) 電源系統(tǒng) 發(fā)電機(jī) 電瓶 MCU

中圖分類號(hào)：V224 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）04（b）-0035-01

1 西銳飛機(jī)電源系統(tǒng)概述

1.1 西銳飛機(jī)發(fā)電機(jī)

西銳飛機(jī)電源系統(tǒng)的組成包括兩臺(tái)直流發(fā)電機(jī)，兩個(gè)電瓶，一個(gè)MCU。西銳飛機(jī)配備的28V直流電源系統(tǒng)以減小電源系統(tǒng)故障的風(fēng)險(xiǎn)。該系統(tǒng)為飛機(jī)的電子設(shè)備，飛行儀表，燈光系統(tǒng)和其它電氣操縱和控制系統(tǒng)提供不間斷的電能。

1號(hào)發(fā)電機(jī)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)右前部，由皮帶傳動(dòng)。2號(hào)發(fā)電機(jī)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)后部，由齒輪傳動(dòng)。兩臺(tái)發(fā)電機(jī)都是三相交流發(fā)電機(jī)，每臺(tái)發(fā)電機(jī)的內(nèi)部都有整流器，用兩個(gè)二極管整流每一相的輸出電流。另外，這些二極管起到阻止反向電流的作用。兩臺(tái)發(fā)電機(jī)通過MCU內(nèi)部的調(diào)壓器來自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電壓，兩個(gè)調(diào)壓器所設(shè)最大輸出電壓不同：2號(hào)發(fā)電機(jī)略高于1號(hào)發(fā)電機(jī)。因此，兩個(gè)調(diào)壓器不可互換。調(diào)壓器還提供了過壓保護(hù)，1號(hào)發(fā)電機(jī)被調(diào)節(jié)在28V，2號(hào)發(fā)電機(jī)被調(diào)節(jié)在28.75V。在駕駛艙斷路器板上，每個(gè)發(fā)電機(jī)有各自的5A斷路器，用以保護(hù)發(fā)電機(jī)。

在MCU內(nèi)部，1號(hào)發(fā)電機(jī)用100A保險(xiǎn)絲保護(hù)，2號(hào)發(fā)電機(jī)用80A保險(xiǎn)絲保護(hù)。在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，1號(hào)發(fā)電機(jī)對1號(hào)主分配匯流條供電，2號(hào)則對2號(hào)主分配匯流條供電。兩個(gè)主分配匯流條間通過80A保險(xiǎn)絲和一個(gè)二極管相連，此二極管阻止2號(hào)發(fā)電機(jī)向1號(hào)主分配匯流條供電。

每臺(tái)發(fā)電機(jī)的輸出電壓取決于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)和發(fā)電機(jī)所承擔(dān)的負(fù)載數(shù)量。在低轉(zhuǎn)速時(shí)，發(fā)電機(jī)將需要較高的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以提供相同電壓，增加電氣負(fù)載。任何時(shí)候，一臺(tái)發(fā)電機(jī)因轉(zhuǎn)速過低而退出工作，駕駛艙的顯示器上會(huì)出現(xiàn)警告信息，可通過提高轉(zhuǎn)速來“重啟”發(fā)電機(jī)。當(dāng)2號(hào)發(fā)電機(jī)掉線，1號(hào)發(fā)電機(jī)將通過MCU內(nèi)部的1號(hào)主分配匯流條向基本設(shè)備匯流條供電。當(dāng)1號(hào)發(fā)電機(jī)掉線，2號(hào)發(fā)電機(jī)將通過MCU內(nèi)部的2號(hào)主分配匯流條向基本設(shè)備匯流條供電。

1.2 西銳飛機(jī)電瓶

1號(hào)電瓶是24V，12芯，10A時(shí)鉛酸航空型電瓶并配備防溢出通風(fēng)蓋。該電瓶安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙。1號(hào)電瓶用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)2號(hào)電瓶或任一一臺(tái)發(fā)電機(jī)發(fā)生故障時(shí)也可以作為應(yīng)急電源。1號(hào)電瓶提供的所有電能用于起動(dòng)飛機(jī)。當(dāng)1號(hào)發(fā)電機(jī)故障時(shí)，1號(hào)電瓶還為著陸燈提供電源。1號(hào)電瓶由駕駛艙飛行員面板BAT1開關(guān)獨(dú)立控制。該開關(guān)接通了MCU內(nèi)部1號(hào)電瓶繼電器，將1號(hào)電瓶連接到主分配匯流條上。

2號(hào)電瓶是免維護(hù)密封鉛酸充電電瓶，由兩個(gè)12V，6芯，7A時(shí)的電瓶串聯(lián)提供24V直流電到基本設(shè)備匯流條。2號(hào)電瓶安裝在行李艙222隔框后，使用飛行員面板BAT2開關(guān)獨(dú)立控制。該開關(guān)接通了位于行李艙222隔框后繼電器，將2號(hào)電瓶連接到MCU內(nèi)部基本設(shè)備匯流條。2號(hào)電瓶主要用來為基本設(shè)備匯流條供電?；驹O(shè)備匯流條分配電源到警告燈，轉(zhuǎn)彎側(cè)滑儀，姿態(tài)儀，HSI，失速警告和2號(hào)發(fā)電機(jī)。

1號(hào)電瓶故障不會(huì)影響2號(hào)電瓶向基本匯流條提供必要的電源。因?yàn)槎O管的保護(hù)，1號(hào)電瓶失效或故障不會(huì)影響2號(hào)電瓶或任一一臺(tái)發(fā)電機(jī)的輸出。

1.3 MCU

MCU是西銳飛機(jī)電源系統(tǒng)的核心部件，控制1號(hào)、2號(hào)發(fā)電機(jī)，起動(dòng)機(jī)，著陸燈，外部電源，為外部電源提供反極性保護(hù)，對1號(hào)、2號(hào)發(fā)電機(jī)提供過壓保護(hù)。MCU內(nèi)部包括的部件有：著陸燈繼電器，1號(hào)電瓶繼電器，地面電源繼電器，起動(dòng)繼電器，1號(hào)、2號(hào)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁模塊等。MCU在西銳飛機(jī)電源分配起到關(guān)鍵作用，其內(nèi)部的1號(hào)、2號(hào)主要分配匯流條和基本分配匯流條分別向斷路器板的相關(guān)匯流條供電?；痉峙鋮R流條通過兩個(gè)50A保險(xiǎn)絲接受1號(hào)主要分配匯流條和2號(hào)主要分配匯流條電源，通過30A保險(xiǎn)絲向斷路器板的ESS BUS1和ESS BUS2供電。1號(hào)主要分配匯流條通過100A保險(xiǎn)絲接受1號(hào)發(fā)電機(jī)電源，并通過一個(gè)7.5A保險(xiǎn)絲向著陸燈直接供電，通過兩個(gè)30A保險(xiǎn)絲向斷路器板的A/C BUS1、A/C BUS2和MAIN BUS3供電。2號(hào)主要分配匯流條通過80A保險(xiǎn)絲接受2號(hào)發(fā)電機(jī)電源，并通過30A保險(xiǎn)絲向斷路器板的MAIN BUS1、MAIN BUS2和NON ESS BUS供電。

1號(hào)電瓶、2號(hào)電瓶、1號(hào)發(fā)電機(jī)、2號(hào)發(fā)電機(jī)都可為基本分配匯流條供電，在緊急情況下，四個(gè)電能來源中的一個(gè)保持正常，基本分配匯流條就能為所有關(guān)鍵的飛行儀表提供連續(xù)的電源，提高了飛機(jī)電源系統(tǒng)的可靠性。

2 常見故障及分析

發(fā)電機(jī)常見故障：發(fā)電機(jī)不發(fā)電，主要表現(xiàn)為飛機(jī)座艙相應(yīng)電流指示為零。主要原因：（1）發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線路松動(dòng)或斷開，無法為發(fā)電機(jī)提供激磁所需必要磁場。（2）發(fā)電機(jī)內(nèi)部電刷磨損超標(biāo)，造成與電樞間的開路。（3）MCU中勵(lì)磁模塊燒壞，以致無法將發(fā)電機(jī)輸出電能運(yùn)送到飛機(jī)匯流條上。（4）較低的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。第五，對應(yīng)的發(fā)電機(jī)斷路器跳出，發(fā)電機(jī)承受的負(fù)載過大，可適當(dāng)減少負(fù)載。

電瓶常見故障：（1）無法起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，即將磁電機(jī)開關(guān)扳到起動(dòng)位，螺旋槳不轉(zhuǎn)。主要原因是1號(hào)電瓶作為起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的電源，長時(shí)間頻繁使用，導(dǎo)致電瓶虧電。（2）1號(hào)電瓶不能斷電，即關(guān)閉BATTERY 1電門，飛機(jī)仍處在供電狀態(tài)。此故障是由于起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電流過大，造成1號(hào)電瓶繼電器觸點(diǎn)粘連，使得供電線路一直處于閉合狀態(tài)。

MCU常見故障：勵(lì)磁控制模塊故障，1號(hào)、2號(hào)發(fā)電機(jī)分別對應(yīng)各自的勵(lì)磁控制模塊，更換時(shí)必須一一對應(yīng)，不可混用。 保險(xiǎn)絲燒，可根據(jù)故障情況，查找對應(yīng)的保險(xiǎn)絲并更換。

參考文獻(xiàn)

[1] AIRPLANE MAINTENANCE MANUAL For the CIRRUS DESIGN SR20[S].