關于A320飛機主電源系統的分析

許銘

摘 要 伴隨航空航天事業的快速發展，對飛機各系統綜合性能提出更高的要求。然而從當前飛機運行現狀看，部分系統故障問題仍屢見不鮮，如較為典型的電源系統，要求正確認識主電源構成與系統特征，降低故障發生可能性。本次研究將對A320飛機主電源結構與運行原理進行介紹，在此基礎上，結合電源系統特征與故障表現提出故障處理建議，旨在為相關人士提供借鑒。

關鍵詞 A320飛機；主電源系統；故障處理

中圖分類號 V2 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）17-0039-01

作為A320飛機系統之一，主電源系統性能直接影響飛機整體運行。盡管近年來技術發展環境下使飛機各系統性能強化，但系統故障問題仍是設計與維護中考慮的主要內容，如主電源系統如何保持可靠運行以及故障的有效處理等。因此，本文對A320飛機主電源系統的研究，具有十分重要的意義。

1 A320飛機主電源結構分析

關于A320飛機電源系統，其主要指可用于產生電能、調節電能、變換電能以及控制電能的系統，在系統構成上主要以主電源、地面電源、二次電源、應急電源與輔助電源等為主。其中在主電源方面，以發電機、控制保護設備以及調節設備等構成，是滿足飛機飛行中供電需求的關鍵。具體剖析A320飛機主電源，以CSCF（恒速恒頻）作為飛機電源系統，所以發電機采用IDG組合傳動發電機，該發電機實質為交流發電機、恒速傳動裝置（CSD）組成的裝置。其中CSD裝置、發電機分別以機械壓差動式、三級無刷式等類型為主[1]。

2 A320飛機主電源運行原理

2.1 A320發電機控制保護器運行原理

A320在發電機保護控制器方面主要為GCU，其在功能上表現為機內自檢、發電機指示與警告、發電機控制保護以及電壓調節等，整個裝置供電來源為永磁式副勵磁機或備用電源。以其中機內自檢為例，自檢內容主要體現在運行與維護兩方面自檢上，發電機運行中的自檢可用于故障原因分析，而維護中自檢則會將故障信息顯示出來，為機務人員排故提供參考。而在GCU警告與指示方面，當IDG失效、廚房設備失效、發電機過載等情況出現時，都會有GCU警告信息產生，而指示信息的則在滑油壓力、滑油溫度與發電機頻率異常下出現，所有信息均于ECAM系統中顯示。對于發電機保護與控制，一般發電機持續運行下，易產生相序錯誤、過載、欠頻、欠壓、過壓或過頻等情況，且存在其他如交流發電機與永磁式副勵磁機短路，此時GCU將會對電流供應切斷，包GLC、GCR的切斷等，降低安全事故發生可能性。另外，在調壓功能方面，發電機運行中，GCU調壓模塊將根據永磁式副勵磁機頻率做調節。

2.2 組合傳動發電機運行原理

主電源系統中，組合傳動發電機在結構上涉及交流發電機GEN、恒速傳動裝（CSD）。其中CSD裝置運行中，強調在發動機利用其恒定轉速將輸出變化轉速向交流發電機傳遞。假定對發電機輸入轉速、電機磁極對數與發電機輸出頻率分別以n、P、f表示，則有f=。從該式中可發現，恒頻交流電的輸出應以發電機轉速n的恒定為前提。飛機飛行中，發動機轉速有極大變化，將借助CSD裝置發電機傳遞相應的轉速，一般為12 000r/m。如圖1，為CSD裝置的結構示意圖。

由圖1中可發現，調速系統分為伺服油缸、調速器，傳動系統以差動齒輪、液壓泵與液壓馬達為主。整個裝置運行中，首先需依托于差動齒輪傳輸轉速，同時借助液壓馬達傳輸轉速使發動機轉速變化得以補償，二者配合下保證輸出軸轉速穩定。另外，為判斷恒速傳動裝置轉速輸出情況，需借助轉速器反映，使伺服油缸工作得以控制，在此基礎上對液壓泵可動斜盤角度調整，使液壓馬達、液壓泵間打油方向、打油量得以控制，在此基礎上實現齒輪轉速的調節，保證恒定輸出。除此之外，整個裝置中滑油系統、保護系統也可發揮一定的作用，如其中滑油系統，可起到散熱、潤滑齒輪作用，而保護系統則負責對故障的恒速傳動裝置與發動機脫開，防止擴大故障[2]。

此外，從A320交流發電機看，主要以無刷式交流發電機為主，主要以交流發電機組、交流勵磁機以及永磁式副勵磁機為主。

3 A320飛機主電源系統特征與故障處理建議

3.1 A320飛機主電源系統特征

本次研究中，主要選擇A320飛機電源系統為研究對象，從整個主電源系統特點看，主要表現為：第一，由于系統為恒速恒頻，需在CSD恒速傳動裝置的應用下做恒速恒頻控制，恒速傳動裝置的功率將通過差動齒輪傳遞，僅有小部分功率需借助液壓馬達與液壓泵傳遞，其意味馬達、液壓泵在重量與體積上都較小；第二，組合傳動發電機應用下，主要取潤滑用油、發電機冷卻用油等供給動回油系統、注油系統，在散熱器、油槽與油源上均相同，所以整個發電機結構重量較輕，結構簡單。

3.2 A320飛機主電源系統常見故障與處理

結合近年來A320飛機電源系統常見故障表現，主要涉及：1）發電機不發電，一般表現為儀表板有主警戒燈亮，且有音響故障，其產生的原因除發電機連續工作下故障外，也可能為內部控制組件GCU故障、外部接線故障等；2）發電機過載，除主警戒燈亮外，有其他如GALLEY按鈕開關故障燈亮表現；3）IDG滑油出口溫度過高、滑油低壓等情況。針對這些故障問題，需行之有效的故障處理措施。其中故障排除的程序主要表現在故障或異常情況出現后，需結合廠商服務信函對故障情況判斷，若確定為故障需根據相關手冊排除，如線路故障可選擇裝配線路手冊為依據，而附件的檢測與更換需以維護手冊為依據。具體排故中，如對于發動機不發電情況，考慮做IDG滑油量檢查、發電機外殼溫度檢查、發電機絕緣電阻值檢查、線圈檢查等，同時注意控制裝置GCU、控制開關的檢查，針對其中的故障部分，采取針對性的處理措施[3]。

4 結論

綜上所述，A320飛機主電源系統性能是影響飛機整體飛行安全的關鍵。本次研究中對A320飛機主電源結構與A320飛機主電源運行原理進行剖析，在此基礎上結合主電源系統特征，提出主電源系統故障表現與原因，需行之有效的故障排除與處理策略，以此使A320飛機主電源系統安全穩定運行。

參考文獻

[1]譚小伍，陳建軍，蔣麗.某型飛機主電源系統慢車狀態不供電故障分析[J].航空維修與工程，2015（6）：58-60.

[2]梁春光.空客A320飛機起落架系統非典型故障分析[J].航空維修與工程，2015（5）：43-45.

[3]姚超峰，劉靜.A320飛機雷達系統常見故障分析與維護[J].中國民航飛行學院學報，2005（6）：57-58.endprint