CINRADCD型天氣雷達伺服系統方位電機故障實例分析

畢明林 于躍 姚維華 劉志鵬 蘇華

摘要：CINRAD/CD型新一代天氣雷達是我國目前使用的高穩定度的全相參多普勒數字化雷達，本文根據朝陽（CINRAD/CD）新一代天氣雷達的一次伺服系統方位電機故障現象分析并總結了此類故障的原因，為準確判斷此類故障現象，并在短時間內確定故障部位，總結故障排除方法，為新一代天氣雷達的維護以及維修工作積累經驗。

關鍵詞：新一代天氣雷達；方位電機；故障現象；排除方法

中圖分類號： P415.2 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.19.055

伺服系統作為新一代天氣雷達的主要分系統，用來驅動雷達天線系統俯仰及方位轉動。伺服系統除了伺服機柜外，還包括天線座及信號處理柜的主控分機，相距較遠，連線也比較多，因此每一個元件的故障都可能導致伺服系統故障，因此伺服系統的故障定位十分重要。

1 伺服系統的組成及工作原理

CINRAD/CD型雷達伺服系統包括方位和俯仰伺服部分，主要由伺服分機、方位、俯仰驅動分機、方位和俯仰直流電機、減速器、同步機等組成。

伺服系統負責完成具體的驅動雷達天線方位、俯仰轉動的任務，終端計算機發出控制指令，伺服系統將代表當前天線位置信息的同步機三項定子電壓和單項轉子電壓，送至RVP8的I/O62控制板，將同步機電壓變成16位方位角碼和16為俯仰角碼，送往伺服驅動單元， 通過驅動單元產生驅動雷達天線方位和俯仰運動的誤差電壓，送往伺服分機，經過伺服分機處理、放大后的誤差電壓經過驅動分機處理產生足夠大的驅動信號，驅動執行電機帶動天線運動。

2故障現象

2012年8月17日，發現天線轉速減慢，并有卡頓現象，原來一個體掃時間為5分30秒，而出現這一現象后用時將近7分鐘，誤差電壓抖動，伺服系統卻無報警提示。

3 故障分析及檢查

雷達天線轉速不穩定，伺服系統無報警提示，說明伺服系統電源部分正常，檢查伺服放大器，懷疑伺服放大器內存在放大器自激，調節增益可調電位器RP6，調節后觀察轉速無明顯變化，通過設置天線轉數檢查，發現天線轉速依然不變，因為伺服電源部分正常，檢查線纜連接也正常，因此判定是方位電機故障而引起天線轉速故障。

首先切換到應急工作狀態下，判斷是否為方位電機故障。如果應急狀態下正常，說明傳動系統及方位電機正常。檢查發現應急狀態下天線依然不正常，說明故障可能由于方位電機損壞或傳動系統故障引起，于是斷電后用手推天線，若一人無法推動天線轉動，松開方位聯軸器后一人可輕松推動天線，說明傳動系統未壞，卸下方位電機線纜接頭，轉動方位電機發現無法擰動，確認方位電機損壞引起故障。

4 故障排除方法

故障確定之后，需要更換新的方位電機，取下蓋板，拆下連接電機與減速器的4個安裝螺釘，將電機沿軸方向取出。將新電機沿著舊電機相反方向慢慢裝入，當電機與減速器中齒輪對合時，新電機就裝好了，裝好螺釘，連接好電機電纜。在更換電機時要注意驅動和阻尼的極性與舊電機保持一致，電機2、3角為驅動信號，1、4角為阻尼（測速）信號。

換好電機之后，要先在應急模式下檢查是否正常，經檢查應急模式下，天線轉動正常，手控模式下天線正常，開驅動，啟動天線正常，故障排除。微調伺服放大器的RP6電位器調節天線轉速，開始正常工作。

5結語

本文通過對一次伺服系統方位電機故障進行了分析和總結，在天線轉動異常時，首先檢查伺服系統是否有故障，通過伺服系統故障報警情況進行分析，如果無報警時天線系統不正常，應該想到檢查方位電機和天線傳動部分，通過觀察誤差電壓示值，在應急模式下檢查判定是否為方位電機故障，手控或推動天線檢查天線傳動部分。

工作中應熟練掌握伺服系統工作原理，避免盲目的對故障進行檢查或調整，不但問題得不到解決，還可能造成連帶故障。

天線的方位、俯仰電機應定期進行檢查和清潔保養。對電機六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、金屬等物質。

更換電機時，要注意驅動和阻尼的極性，可以一人轉動電機軸，另一人用萬用表（直流20V）測試電機插座的驅動兩極，萬用表顯示正電壓或負電壓。測試新電機和舊電機，萬用表顯示正負一致時，說明兩電機驅動極性一致，否則則說明兩電機驅動極性不一致，需要交換電機兩根驅動線（插座或插頭）。

參考文獻

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作者簡介：畢明林，本科學歷，朝陽市氣象局，助理工程師，研究方向：新一代天氣雷達技術保障。