某型飛機(jī)右發(fā)電機(jī)故障及斷恒裝故障原因分析

■ 尹偉 黃磊/國(guó)營(yíng)蕪湖機(jī)械廠(chǎng)

組合傳動(dòng)發(fā)電機(jī)是飛機(jī)電源系統(tǒng)的重要組成部分，其主要功能是為機(jī)載產(chǎn)品提供頻率、電壓穩(wěn)定的交流電源。交流電源系統(tǒng)故障模式包括頻率超差、電壓超差、發(fā)電機(jī)滑油溫度高、發(fā)電機(jī)滑油壓力低等。本文根據(jù)外場(chǎng)某架飛機(jī)飛行中連續(xù)報(bào)發(fā)電機(jī)等故障的處理情況，分析故障產(chǎn)生的原因，尋求合理的應(yīng)對(duì)措施和處理方式。

1 故障現(xiàn)象

某型飛機(jī)飛行時(shí)，空中告警信號(hào)盤(pán)（ЭКРАН）打印“右發(fā)電機(jī)”故障，飛行員解鎖后故障消失。著陸后進(jìn)行線(xiàn)路測(cè)量、試車(chē)，均良好；更換電壓調(diào)節(jié)器、控制保護(hù)器、右組合傳動(dòng)發(fā)電機(jī)，試車(chē)檢查良好。

飛機(jī)再次飛行時(shí)，空中ЭКРАН仍打印“右發(fā)電機(jī)”故障。飛行員解鎖兩次，故障依舊；第三次解鎖，故障消失。著陸后線(xiàn)路測(cè)量、試車(chē)，均良好；更換控制保護(hù)器、控保器框架、2號(hào)交流接觸器盒、動(dòng)力控制板，試車(chē)檢查良好。

第三次飛行中，起飛滑跑時(shí)油門(mén)桿在加力狀態(tài)，ЭКРАН打印“右發(fā)電機(jī)”故障；飛機(jī)離陸1min后，ЭКРАН打印“斷開(kāi)右恒裝”故障，解鎖不消失，飛行員手動(dòng)斷開(kāi)恒裝。返場(chǎng)著陸后重新試車(chē)，故障不復(fù)現(xiàn)。

2 故障原因分析

2.1 發(fā)電機(jī)故障

發(fā)電機(jī)故障的原因有短路、過(guò)壓、線(xiàn)電壓不對(duì)稱(chēng)、欠壓、欠頻、欠欠頻、過(guò)頻。

如圖1所示，當(dāng)發(fā)電機(jī)正常工作時(shí)，控制保護(hù)器內(nèi)P5繼電器常閉觸點(diǎn)接通，經(jīng)БУС-9放大后驅(qū)動(dòng)P12繼電器，P12繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使電壓調(diào)節(jié)器內(nèi)P1繼電器工作，接通次勵(lì)磁機(jī)電源，經(jīng)過(guò)電壓調(diào)節(jié)器功率放大電路的控制，為勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁繞組提供勵(lì)磁電流，在勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生交流電壓，再經(jīng)旋轉(zhuǎn)整流器變?yōu)橹绷麟妷鹤鳛橹靼l(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，主發(fā)電機(jī)的定子繞組感應(yīng)產(chǎn)生三相交流電壓。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓達(dá)到額定值時(shí)，控制保護(hù)器分離工作部件ВСГБ1А輸出信號(hào)經(jīng)БУС-9放大后驅(qū)動(dòng)P7繼電器，P7繼電器觸點(diǎn)接通，使發(fā)電機(jī)輸出主接觸器23-Э11工作，右發(fā)電機(jī)開(kāi)始向主匯流條供電。當(dāng)發(fā)電機(jī)故障時(shí)，一般故障信號(hào)經(jīng)控制保護(hù)器處理后，發(fā)送故障保護(hù)指令并同時(shí)向相關(guān)系統(tǒng)發(fā)送故障信息，控制保護(hù)器內(nèi)的頻率保護(hù)組件БСГЧ5600和分離工作部件ВСГБ1А分別對(duì)頻率和電壓進(jìn)行檢測(cè)和實(shí)施相應(yīng)保護(hù)。

1）電壓保護(hù)

當(dāng)分離工作部件檢測(cè)到短路、過(guò)壓、線(xiàn)電壓不對(duì)稱(chēng)、欠壓不正常信號(hào)時(shí)，相應(yīng)的故障信號(hào)一路經(jīng)БУС-9放大后驅(qū)動(dòng)P5繼電器工作，P5繼電器常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，P12繼電器斷電，電壓調(diào)節(jié)器內(nèi)P1繼電器斷電，切斷發(fā)電機(jī)勵(lì)磁；另一路信號(hào)使P7繼電器斷電，發(fā)電機(jī)輸出主接觸器23-Э11斷開(kāi)，切斷發(fā)電機(jī)與機(jī)上電網(wǎng)的連接。此時(shí)發(fā)電機(jī)故障繼電器22-Э11工作，向ЭКРАН報(bào)“右發(fā)電機(jī)”故障。過(guò)壓保護(hù)的電壓應(yīng)在124.5～127.5V范圍內(nèi)，保護(hù)電路工作延遲時(shí)間為0.5±0.15s；欠壓保護(hù)的電壓應(yīng)在102.5～105.5V范圍內(nèi)，保護(hù)電路工作延遲時(shí)間為6±0.9s；線(xiàn)電壓不平衡應(yīng)在20～40V范圍內(nèi)，保護(hù)電路工作延遲時(shí)間為6±0.9s；短路而導(dǎo)致保護(hù)電路工作時(shí)，沒(méi)有時(shí)間延遲。

圖1 交流電源系統(tǒng)原理圖（局部）

2）頻率保護(hù)

發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器送出5600Hz的頻率信號(hào)給控制保護(hù)器，當(dāng)頻率保護(hù)組件檢測(cè)到欠頻、過(guò)頻、欠欠頻等信號(hào)時(shí)，相應(yīng)的故障信號(hào)經(jīng)БУС-9放大后驅(qū)動(dòng)P5繼電器工作，與電壓保護(hù)一樣，斷開(kāi)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁和發(fā)電機(jī)輸出主接觸器并報(bào)“右發(fā)電機(jī)”故障。過(guò)頻保護(hù)的頻率應(yīng)在5905～5995Hz范圍內(nèi)，欠頻保護(hù)的頻率應(yīng)在5210～5295Hz范圍內(nèi)，過(guò)頻、欠頻保護(hù)有6±0.9s的時(shí)間延遲。欠欠頻保護(hù)的頻率應(yīng)在4550～4690Hz范圍內(nèi)，欠欠頻保護(hù)沒(méi)有時(shí)間延遲。

2.2 斷恒裝故障

斷恒裝故障的原因有過(guò)過(guò)頻、滑油溫度高、滑油壓力低。

1）過(guò)過(guò)頻保護(hù)的頻率應(yīng)在6530～6670Hz范圍內(nèi)，過(guò)過(guò)頻保護(hù)沒(méi)有時(shí)間延遲。當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出的“過(guò)過(guò)頻”信號(hào)輸入到БСГЧ5600頻率保護(hù)部件時(shí)，該信號(hào)經(jīng)比較放大后，驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)電路，使繼電器P9工作，P9常開(kāi)觸點(diǎn)“2-5”接通，從而使恒速傳動(dòng)裝置中的電磁離合器工作，恒裝與發(fā)電機(jī)脫開(kāi)，ЭКРАН打印“斷恒裝”。

2）當(dāng)發(fā)電機(jī)滑油壓力下降到低于允許值時(shí)，壓力傳感器觸點(diǎn)接通，產(chǎn)生“斷開(kāi)恒裝”告警，提醒飛行員手動(dòng)斷開(kāi)恒裝。

3）當(dāng)發(fā)電機(jī)滑油超溫，溫度傳感器觸點(diǎn)熔化時(shí)，斷恒裝電磁鐵接通，直接斷開(kāi)發(fā)電機(jī)恒裝。

2.3 ЭКРАН誤報(bào)警

經(jīng)過(guò)飛參判讀，每次報(bào)故障前，左右交流匯流條電壓都有輕微差別。報(bào)故障時(shí)，右交流匯流條電壓會(huì)有1～2.5V的短時(shí)下降，然后左右兩邊交流匯流條電壓相等。這種現(xiàn)象說(shuō)明，報(bào)故障時(shí)左右交流匯流條在轉(zhuǎn)換，故障發(fā)生后右發(fā)電機(jī)退出了電網(wǎng)。而ЭКРАН誤報(bào)警不會(huì)導(dǎo)致匯流條供電的切換。

2.4 其他原因

前期已更換了發(fā)電機(jī)、控制保護(hù)器、電壓調(diào)節(jié)器、控保器框架等相關(guān)附件，檢查了插頭插拔力，對(duì)線(xiàn)路導(dǎo)通性、絕緣性測(cè)量了多次，因此排除附件和線(xiàn)路導(dǎo)通、絕緣問(wèn)題。經(jīng)過(guò)飛參判讀，交流匯流條電壓穩(wěn)定，沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)高、過(guò)低現(xiàn)象，因此排除發(fā)電機(jī)輸出過(guò)壓、線(xiàn)電壓不對(duì)稱(chēng)、欠壓故障。檢查發(fā)現(xiàn)滑油溫度傳感器觸點(diǎn)沒(méi)有熔化，因此排除滑油超溫故障。那么，發(fā)電機(jī)故障和斷恒裝故障的共同原因就是過(guò)過(guò)頻信號(hào)發(fā)送至控制保護(hù)器。

3 故障排除

為驗(yàn)證發(fā)電機(jī)工作時(shí)是否有過(guò)過(guò)頻信號(hào)發(fā)送至控制保護(hù)器，從右發(fā)電機(jī)插頭20-Э11-2的9、10號(hào)線(xiàn)分別引出兩根屏蔽線(xiàn)，外接示波器，檢查右發(fā)電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速頻率5600Hz是否產(chǎn)生變化。檢查發(fā)現(xiàn)，在發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)車(chē)過(guò)程中，該頻率值多次出現(xiàn)大于6kHz的情況，瞬間達(dá)到9～12kHz，說(shuō)明線(xiàn)路存在被干擾的可能，推斷飛機(jī)在飛行時(shí)受到短波電臺(tái)或其他電磁閥等工作時(shí)產(chǎn)生的電磁干擾較大，導(dǎo)致右發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速頻率傳輸線(xiàn)路出現(xiàn)過(guò)頻、過(guò)過(guò)頻信號(hào)，造成發(fā)電機(jī)故障和斷恒裝故障。

為此，更換由發(fā)電機(jī)插頭20-Э11-2的9號(hào)、10號(hào)到控保器框架26-Э11-1插頭的11號(hào)、22號(hào)之間的雙絞屏蔽線(xiàn)。為防止發(fā)電機(jī)線(xiàn)路偶爾出現(xiàn)的短路情況，更換由發(fā)電機(jī)插頭20-Э11-1到控保器框架以及互感器之間的導(dǎo)線(xiàn)，更換由互感器18-Э11的4號(hào)、5號(hào)接線(xiàn)到控保器框架26-Э11-1插頭的14號(hào)、35號(hào)之間的雙絞屏蔽線(xiàn)。

之后，經(jīng)過(guò)試車(chē)、飛行驗(yàn)證，電源系統(tǒng)工作良好。

4 預(yù)防措施及建議

1）發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)車(chē)前務(wù)必檢查發(fā)電機(jī)滑油系統(tǒng)油量，如果滑油量不足，可能導(dǎo)致供壓壓力不穩(wěn)，繼而可能出現(xiàn)瞬間供壓壓力低于壓力信號(hào)器的起動(dòng)壓力值，造成報(bào)故，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響發(fā)電機(jī)的輸出頻率。

2）檢查發(fā)電機(jī)的油液清潔度，清潔度應(yīng)不低于GJB-420B的10級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。如果油液中的固體顆粒度超標(biāo)，固體顆?？赡芏氯趬毫π盘?hào)器的油液入口處，使供壓壓力瞬間降低，從而使傳感器觸點(diǎn)接觸，線(xiàn)路接通，出現(xiàn)故障代碼。

3）檢查發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器輸出線(xiàn)的屏蔽層是否屏蔽到位，屏蔽引出線(xiàn)接地電阻值是否符合要求。檢查發(fā)電機(jī)插頭根部電纜焊接情況，在發(fā)動(dòng)機(jī)艙工作時(shí)應(yīng)注意不觸碰發(fā)電機(jī)插頭。為防止因線(xiàn)路老化引起的電磁干擾對(duì)頻率傳輸線(xiàn)路的影響，工廠(chǎng)已在飛機(jī)第三次大修時(shí)對(duì)發(fā)電機(jī)頻率傳輸線(xiàn)固定換新。