通航飛機(jī)發(fā)電機(jī)電壓故障處理研究

杜濤

摘 要：用于通航飛機(jī)飛行過(guò)程中通信，導(dǎo)航和照明等眾多領(lǐng)域的發(fā)電機(jī)的正常工作在保障飛機(jī)飛行安全方面具有十分重要的意義。文章對(duì)通航飛機(jī)發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了介紹，在此基礎(chǔ)上對(duì)常見(jiàn)的引起電壓故障的原因進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的解決方案，在指導(dǎo)通航飛機(jī)發(fā)電機(jī)電壓故障排除方面具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：通航飛機(jī)；交流-直流發(fā)電機(jī)；電壓故障

中圖分類號(hào)：TP15 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）21-0193-02

1 概述

CESSNA 172型飛機(jī)和PA-44-180型飛機(jī)是典型的、應(yīng)用最為普遍的通航領(lǐng)域飛機(jī)，其電源系統(tǒng)的穩(wěn)定工作可以提高其出勤率和保障其飛行訓(xùn)練任務(wù)的安全性。通航飛機(jī)的電源系統(tǒng)包括主電源（交流-直流發(fā)電機(jī)）、應(yīng)急電源以及接線盒和供電網(wǎng)絡(luò)等[1]。用于通航飛機(jī)上的發(fā)電機(jī)主要功能是為飛機(jī)上的各種電子設(shè)備進(jìn)行供電，或者將電能轉(zhuǎn)化為熱能進(jìn)行加熱操作，如對(duì)皮托管加溫，還有就是電能和機(jī)械能的轉(zhuǎn)換，帶動(dòng)起動(dòng)機(jī)和各種型號(hào)泵的工作，以及為飛機(jī)提供照明服務(wù)[2，3]。這種發(fā)電機(jī)對(duì)飛機(jī)的通訊，導(dǎo)航，照明燈都具有重要的意義，如果在發(fā)電機(jī)工作時(shí)發(fā)生電壓故障會(huì)對(duì)飛機(jī)的飛行安全造成嚴(yán)重的影響，釀成不可挽回的重大飛行事故。因此通航飛機(jī)發(fā)電機(jī)電壓故障的檢測(cè)和排除在飛機(jī)的日常維護(hù)工作中意義重大。本文對(duì)通航飛機(jī)發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了闡述，在此基礎(chǔ)上對(duì)幾種常見(jiàn)的電壓故障進(jìn)行了分析并對(duì)提出了相應(yīng)的故障排除解決方案，為保障通航飛機(jī)發(fā)電機(jī)的正常工作，解決電壓故障提供了指導(dǎo)參考。

2 通航飛機(jī)發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

圖1所示為通航飛機(jī)發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，主要包括：主發(fā)電機(jī)和勵(lì)磁機(jī)，如圖1所示，并且主發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組和勵(lì)磁機(jī)的電樞繞組通過(guò)旋轉(zhuǎn)整流器連接，當(dāng)勵(lì)磁機(jī)的電樞繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)，這時(shí)通過(guò)整流橋給主發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組供電。在交流勵(lì)磁能力小于直流勵(lì)磁能力，將切換成直流勵(lì)磁，通過(guò)二極管整流后，使得勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流能從交流電轉(zhuǎn)換成直流電，是一個(gè)可實(shí)現(xiàn)的平滑過(guò)渡過(guò)程。目前CESSNA172型通航飛機(jī)主要采用一種9910591-11型電機(jī)，主要參數(shù)為28V直流，60A額定電流，這種發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上裝有勵(lì)磁線圈，電刷和滑環(huán)將勵(lì)磁電流加載與線圈上，磁場(chǎng)處于不停旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，電樞線圈以三項(xiàng)星型的方式連接，位于定子上交流可以通過(guò)二極管（6只）被整流成直流電，之后輸出。

3 通航飛機(jī)發(fā)電機(jī)常見(jiàn)電壓故障分析及處理方法

3.1 碳刷問(wèn)題導(dǎo)致的電壓故障

發(fā)電機(jī)中碳刷的作用是將位于勵(lì)磁線圈上的導(dǎo)電環(huán)連接起來(lái)，而發(fā)電機(jī)在工作時(shí)以較高的轉(zhuǎn)速不斷旋轉(zhuǎn)，勵(lì)磁線圈起到轉(zhuǎn)子的作用，此時(shí)，碳刷與位于勵(lì)磁線圈上的導(dǎo)電環(huán)摩擦劇烈，所以會(huì)導(dǎo)致電壓故障的產(chǎn)生。針對(duì)這種故障形式的處理方法見(jiàn)圖2。

3.2 ACU問(wèn)題導(dǎo)致的電壓故障

發(fā)電機(jī)控制組件ACU安裝在飛機(jī)電源接線盒內(nèi)，電源接線盒（J-BOX）安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙防火墻的左側(cè)。發(fā)電機(jī)控制組件的功能包括了電壓的自動(dòng)調(diào)節(jié)、過(guò)壓保護(hù)、低壓警告、反流割斷等控制和保護(hù)功能，飛機(jī)正常發(fā)電時(shí)，自動(dòng)控制電壓的大小保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，所以當(dāng)飛機(jī)供給的電壓過(guò)高或過(guò)低時(shí)，可以采取更換新的ACU來(lái)排除電壓故障。

3.3 線路短路問(wèn)題導(dǎo)致的電壓故障

線路短路將導(dǎo)致發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置作動(dòng)，使發(fā)電機(jī)發(fā)電失效，針對(duì)問(wèn)題應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的線路檢查。檢查發(fā)電機(jī)B導(dǎo)線是否短路接地，查找場(chǎng)效導(dǎo)線和發(fā)電機(jī)B導(dǎo)線之間是否短路，根據(jù)需要修理或更換。檢查發(fā)電機(jī)和ACU之間的連接線路是否短路接地。斷開(kāi)PB018接線盒接頭的連接，查找從JB018插口C到發(fā)電機(jī)繼電器和ACU的紅線是否短路接地。查找在發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)和接線盒之間的發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)導(dǎo)線是否短路。針對(duì)短路或破損的線路，根據(jù)需要進(jìn)行修理或更換，從而排除電壓故障。

3.4 發(fā)電機(jī)繼電器問(wèn)題導(dǎo)致的電壓故障

飛機(jī)的發(fā)電機(jī)繼電器損壞也將影響飛機(jī)的供電，一般更換為新件后電壓恢復(fù)正常。在地面飛機(jī)不開(kāi)車，將發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)打開(kāi)，對(duì)發(fā)電機(jī)繼電器的兩個(gè)大接頭的電瓶電壓進(jìn)行檢查，如果只有一個(gè)大接頭上檢測(cè)有電瓶電壓，則更換新的發(fā)電機(jī)繼電器，電壓故障排除。

3.5 線圈問(wèn)題導(dǎo)致的電壓故障

位于發(fā)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子上的線圈的絕緣性決定了發(fā)電機(jī)的使用壽命，線圈發(fā)生破損后導(dǎo)致絕緣性能下降會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)的輸出電壓造成影響。

對(duì)于線圈問(wèn)題導(dǎo)致的電壓故障的處理方法如圖3所示，在進(jìn)行該類電壓故障的檢修時(shí)，應(yīng)將電阻檢測(cè)、肉眼檢測(cè)和性能檢測(cè)三種檢測(cè)方法相結(jié)合，當(dāng)線圈電阻減小、絕緣漆層損壞和性能檢測(cè)結(jié)果不合格時(shí)，需要對(duì)絕緣層進(jìn)行修補(bǔ)。這種修補(bǔ)方法可以修補(bǔ)線圈的絕緣漆層，達(dá)到改善線圈絕緣性能的目的。

3.6 電容問(wèn)題導(dǎo)致的電壓故障

電容在通航飛機(jī)發(fā)電機(jī)中起到濾波的作用，這種電容可以將波動(dòng)的起伏電流過(guò)濾掉，使控制飛機(jī)的精密儀表和器械免于波動(dòng)電流的干擾。當(dāng)電容受損時(shí)會(huì)使飛行設(shè)備無(wú)法正常工作，同時(shí)還會(huì)使發(fā)電機(jī)的輸出電壓產(chǎn)生波動(dòng)。

針對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行故障檢測(cè)，處理方法流程見(jiàn)圖4，在進(jìn)行電容問(wèn)題導(dǎo)致的電壓故障檢修時(shí)，應(yīng)當(dāng)同時(shí)進(jìn)行電容容量和接線片的檢測(cè)，前者主要檢測(cè)電容的大小變化，后者側(cè)重于接線片是否發(fā)生腐蝕。當(dāng)電容大小變化劇烈時(shí)必須更換新的電容，而對(duì)于接線片發(fā)生腐蝕的情況，需要對(duì)接線片打磨后涂抹油脂防止其腐蝕。

3.7 軸承問(wèn)題導(dǎo)致的電壓故障

圖5為軸承問(wèn)題導(dǎo)致電壓故障的處理方法流程。

軸承是通航飛機(jī)發(fā)電機(jī)的重要組成部分，其作用是減小摩擦和支撐發(fā)電機(jī)主軸，當(dāng)軸承發(fā)生損毀時(shí)轉(zhuǎn)子和定子會(huì)發(fā)生掃膛和對(duì)地等現(xiàn)象，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)發(fā)生損壞，影響電壓的輸出。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述， 造成通航飛機(jī)發(fā)電機(jī)電壓故障的主要故障區(qū)域有發(fā)電機(jī)內(nèi)電刷、線圈、電容和軸承等。本文在分析發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上對(duì)相應(yīng)電壓故障的產(chǎn)生原因進(jìn)行了分析，并提出了對(duì)應(yīng)的解決方案。日常維修對(duì)于通航飛機(jī)的飛行安全和使用壽命意義重大，故障排除不僅要求工作者能夠遵照維修手冊(cè)進(jìn)行操作，還要求維修者善于總結(jié)日常工作中的經(jīng)驗(yàn)，提高維修工作的質(zhì)量和效率。

參考文獻(xiàn)：

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