關(guān)于直升機(jī)APU交流發(fā)電機(jī)電壓顯示異常的故障分析

郭凱翔　樊訊池　鄭天田

摘要：根據(jù)某型號直升機(jī)的關(guān)于APU交流發(fā)電機(jī)電壓顯示而出現(xiàn)的問題進(jìn)行了一系列的分析，然后提出了解決的辦法，經(jīng)過一系列的實驗證明了解決辦法的正確性，從而達(dá)到了不錯的效果。

關(guān)鍵詞：APU交流發(fā)電機(jī);電壓顯示異常;試驗驗證;

在2018年，就發(fā)生了一件引人注目的事情。一臺直升機(jī)在天空試飛的時候，飛行員將APU交流發(fā)電機(jī)打開以后，并將與之共同作用的TRU也隨之開啟，結(jié)果發(fā)現(xiàn)APU交流發(fā)電機(jī)的電壓值低于正常的電壓值[1]。引起了科學(xué)界眾多科學(xué)家的思考。因此本文就借以交流發(fā)電機(jī)電壓低于正常值這個問題，進(jìn)行一系列的分析研究，找到問題的根本所在，從而找到問題的解決辦法，為整個飛行界解決一大難題。

一、 故障出現(xiàn)的原來的情景

當(dāng)直升機(jī)在空中進(jìn)行一系列的試飛以后，需要降臨到地面。這時，飛行員對電壓設(shè)備進(jìn)行檢查，當(dāng)開啟電源以后，APU交流發(fā)電機(jī)的電壓屬于正常值，但是如果再把轉(zhuǎn)換器也打開以后，這時候的電壓顯示值卻下降到正常值以下。這時候讓大家都匪夷所思。因此，有的飛行員把交流發(fā)電機(jī)與轉(zhuǎn)換器之間的連接斷開。這時候發(fā)現(xiàn)電壓值又回歸了正常值，經(jīng)過無數(shù)次的反復(fù)嘗試，發(fā)現(xiàn)都是一樣的結(jié)果。因此有的科學(xué)家提出交流發(fā)電機(jī)與轉(zhuǎn)換器有著緊密的聯(lián)系，它們會互相影響。這也就是為什么電壓值發(fā)生偏離的原因。

二、 對于故障出現(xiàn)進(jìn)行原因的探索與研究，并找到發(fā)生故障的位置所在

根據(jù)交流發(fā)電機(jī)的工作原理來看，電壓值出現(xiàn)的原因是，首先APU交流發(fā)電機(jī)起著重要的輸電作用。它為兩臺主機(jī)同時發(fā)電。分別是交流電所貫穿整個機(jī)上的網(wǎng)絡(luò)和轉(zhuǎn)換器。在這其中，之所以能夠采集到電壓值是因為交流發(fā)電機(jī)由一臺控制整個系統(tǒng)的主機(jī)所掌控著，它的一切輸出、故障和發(fā)生任何問題都是由主機(jī)進(jìn)行掌管，并且監(jiān)視著，從而保護(hù)整個系統(tǒng)。這時候，為了方便人進(jìn)行操控，因此需要采集輸電的電壓，電流等數(shù)值，傳輸?shù)诫娔X上供人們進(jìn)行核查。

因為在實時操作的時候，發(fā)生了前所未有的故障。物理學(xué)家在它工作的機(jī)理的基礎(chǔ)上提出了幾個發(fā)生原因的看法。

（一）因為轉(zhuǎn)換器的開啟，從而導(dǎo)致其交流發(fā)電機(jī)發(fā)生故障，也就間接的導(dǎo)致了電壓顯示值偏離正常值的現(xiàn)象。

（二）在轉(zhuǎn)換器打開的基礎(chǔ)上，它先導(dǎo)致了整個系統(tǒng)主控的主機(jī)發(fā)生問題，因為主機(jī)連接著顯示器，因此也就導(dǎo)致了電壓值發(fā)生了偏離。

（三）無關(guān)主機(jī)控制器和交流發(fā)電機(jī)，是由于打開了轉(zhuǎn)換器以后，直接引發(fā)了顯示器的顯示錯誤，數(shù)值發(fā)生了誤差[2]。APU交流發(fā)電機(jī)的電壓如果發(fā)生故障，則會直接影響所有機(jī)上用電設(shè)施的使用。也會間接的影響直流電的發(fā)電效率。

在這些猜測的基礎(chǔ)上，物理學(xué)家進(jìn)行實時的操作，分別對轉(zhuǎn)換器打開與關(guān)閉的時候，進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集。

通過實驗結(jié)果表明：當(dāng)轉(zhuǎn)換器打開以后，交流發(fā)電機(jī)傳輸?shù)斤@示器的電壓值和顯示器采集以后顯示的電壓值都是一個數(shù)字。因此可以看出交流發(fā)電機(jī)采集電壓的時候發(fā)生了故障。

因為交流發(fā)電機(jī)有很多臺，因此為了辨別到底是一臺發(fā)生了問題，還是整個系統(tǒng)發(fā)生了問題。因此先更換了一臺交流發(fā)電機(jī)，重新進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，發(fā)現(xiàn)根本無法解決這個問題，數(shù)值還是錯誤，因此也就得出了問題發(fā)生的原因，不是由于交流發(fā)電機(jī)的問題，而是因為在采集的過程中發(fā)生了故障。

三、 對發(fā)生原因進(jìn)行研究分析

通過一系列的實驗研究和合理的猜測驗證以后，可以發(fā)現(xiàn)問題發(fā)生的原因是由于采集的過程中發(fā)生了不明所以的狀況。當(dāng)然，為了探索事情發(fā)生的真相，那么就要再進(jìn)行實驗研究，因此物理學(xué)家在實驗室對交流電進(jìn)行實驗，并實時的進(jìn)行采集數(shù)據(jù)。當(dāng)看到電流的峰值比上電流的平均值這個數(shù)據(jù)的時候，出現(xiàn)了正弦的波線，也就出現(xiàn)了一個穩(wěn)定的范圍。

轉(zhuǎn)換器打開以后，交流發(fā)電機(jī)的波峰比值發(fā)生了改變，進(jìn)行一系列的探測以后，物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)，這是因為轉(zhuǎn)換器的變壓器中，最重要的一部分也就是鐵芯部分，它的磁通量發(fā)生了改變，鐵芯的選取的時候，它的密度超過一般的正常值，因此磁通量過小，也就意味著，容易發(fā)生磁線全部充滿的情況，在這時候，變壓器也就降低了峰值的電壓，電壓改變，那么電流肯定也隨之改變[3]。

通過上面的分析，也就知道了原因所在：

（一）當(dāng)設(shè)計轉(zhuǎn)換器的時候，選取變壓器的鐵芯的磁通量太小，很容易充滿磁線，這時候就導(dǎo)致了電流發(fā)生了變化，也影響了波峰值。

（二）顯示器采集數(shù)據(jù)的時候，沒有分辨正確的那個，而是在波線發(fā)生了改變的時候，采集了不正確的值，也就導(dǎo)致了電壓值的錯誤。

四 、解決的辦法

經(jīng)過這一系列的研究，對于發(fā)生故障的現(xiàn)象，找到了以下的解決辦法：

（一）改變轉(zhuǎn)換器中變壓器的磁通量。可以選取具有很高的傳導(dǎo)速率的材料來做鐵芯，經(jīng)過一系列的計算發(fā)現(xiàn)，選取的最佳值是轉(zhuǎn)換器的增加值在原先的基礎(chǔ)上增加480克。

（二）對于數(shù)據(jù)的采集采取更加有效的辦法，可以購買市面上比較有效的芯片，提高測量的精確性。

總結(jié)：在對直升機(jī)設(shè)計的時候，要進(jìn)行全方位的精準(zhǔn)的設(shè)計，對整個系統(tǒng)進(jìn)行精準(zhǔn)的測量和改善。APU交流發(fā)電機(jī)屬于直升機(jī)中一個重要的部分，它起著輔助電源的作用。它的作用眾多，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）如果主流的發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障問題的時候，由APU交流發(fā)電機(jī)來提供電源。（2）APU交流發(fā)電機(jī)提供給機(jī)上的是交流電，而除此之外，起著重要作用的TRU則發(fā)揮著轉(zhuǎn)換為直流電的功效。

參考文獻(xiàn)：

[1]王堯君，劉沖，蔣慧.兩種測量電壓有效值方法的比較[J].中國測試，2013，39（03）：27-30.

[2]任明翔，楊娟.飛機(jī)交流電源特性參數(shù)測量研究[J].計算機(jī)測量與控制，2016，24 （09）：19-22+31.

[3]魏志軒，王永強(qiáng)，高秀麗，劉會，魏書田.電壓有效值檢測方法研究[J].電工技術(shù)，2018 （10）：35+38.