任務(wù)機(jī)風(fēng)機(jī)不工作故障分析

王鵬 尚浩

摘? 要：綜合任務(wù)處理機(jī)（簡稱任務(wù)機(jī)）作為某型飛機(jī)航空電子系統(tǒng)的核心和總線控制器，由各個功能模塊和集成機(jī)箱以及安裝架組成。在地面工作時通過任務(wù)機(jī)安裝架上的風(fēng)機(jī)能夠解決機(jī)上環(huán)控系統(tǒng)提供任務(wù)機(jī)通風(fēng)散熱不足的問題。當(dāng)風(fēng)機(jī)不工作時，會引起任務(wù)機(jī)機(jī)箱過熱、內(nèi)部各個功能模塊過熱出現(xiàn)模塊損壞以及其他系統(tǒng)機(jī)上不能完成自檢測功能的現(xiàn)象。該文針對某型機(jī)在飛行準(zhǔn)備時發(fā)現(xiàn)任務(wù)機(jī)風(fēng)機(jī)不工作現(xiàn)象進(jìn)行一定的分析，確定了故障原因，并制定了相應(yīng)的解決措施，提出了一定的建議，為排除后續(xù)該類任務(wù)機(jī)故障積累了經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：任務(wù)機(jī);風(fēng)機(jī);繼電器;故障分析

中圖分類號：TD441? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

綜合任務(wù)處理機(jī)（簡稱任務(wù)機(jī)）是某型飛機(jī)航空電子系統(tǒng)的核心和總線控制器，采用1553B總線與統(tǒng)一光纖網(wǎng)絡(luò)混合構(gòu)型、模塊化技術(shù)和分區(qū)操作系統(tǒng)等先進(jìn)綜合化技術(shù)。

任務(wù)機(jī)是由模塊和集成機(jī)箱以及安裝架組成的，實現(xiàn)系統(tǒng)控制管理、戰(zhàn)術(shù)決策、航路管理、火控管理、響應(yīng)管理、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)鏈信息處理、數(shù)字地圖處理和嵌入訓(xùn)練等功能，是航電系統(tǒng)的任務(wù)處理核心。

任務(wù)機(jī)安裝架上的風(fēng)機(jī)為地面通電時，輔助解決機(jī)上環(huán)控系統(tǒng)提供任務(wù)機(jī)通風(fēng)散熱不足的問題。當(dāng)風(fēng)機(jī)不工作時，會引起任務(wù)機(jī)機(jī)箱過熱、內(nèi)部模塊過熱出現(xiàn)模塊損壞以及其他系統(tǒng)機(jī)上不能完成自檢測功能的現(xiàn)象。

該文對某型機(jī)飛行準(zhǔn)備時發(fā)現(xiàn)任務(wù)機(jī)風(fēng)機(jī)不工作現(xiàn)象進(jìn)行了分析和討論，對相應(yīng)的設(shè)計提出建議。

1 故障現(xiàn)象

某型機(jī)在進(jìn)行飛行前機(jī)務(wù)準(zhǔn)備時，通電檢查發(fā)現(xiàn)任務(wù)機(jī)安裝架上風(fēng)機(jī)無聲音，不工作。對任務(wù)機(jī)機(jī)箱進(jìn)行檢查，無法啟動風(fēng)機(jī)。對任務(wù)機(jī)安裝架進(jìn)行檢查，安裝架功能正常，風(fēng)機(jī)可以正常工作。進(jìn)一步對機(jī)箱內(nèi)部的繼電器進(jìn)行靜態(tài)檢測，繼電器電路連接關(guān)系正確，對機(jī)箱通電檢測，繼電器A、B、C三相均無輸出，確認(rèn)繼電器失效。

2 故障原因分析

故障現(xiàn)象為任務(wù)機(jī)風(fēng)機(jī)不工作，機(jī)箱內(nèi)部繼電器失效。根據(jù)風(fēng)機(jī)工作原理結(jié)合故障現(xiàn)象，任務(wù)機(jī)風(fēng)機(jī)不工作可分為2個原因：機(jī)箱中風(fēng)機(jī)控制電路故障、安裝架風(fēng)機(jī)故障。建立故障樹如圖1所示。

2.1 機(jī)箱中風(fēng)機(jī)控制電路故障

繼電器故障、電路焊接點開路或短路、電路相序焊接錯誤會引起機(jī)箱中風(fēng)機(jī)控制電路故障。

2.1.1 電路焊接點開路或短路

故障機(jī)架及安裝架返回所內(nèi)后，通過靜態(tài)電路測試，未發(fā)現(xiàn)電路存在焊接點開路或短路情況，此故障分支可以排除。

2.1.2 電路相序焊接錯誤

通過靜態(tài)對機(jī)箱內(nèi)部風(fēng)機(jī)控制電路檢測，未發(fā)現(xiàn)電路相序焊接錯誤情況，此故障分支可以排除。

2.1.3 繼電器故障

對機(jī)箱內(nèi)部的繼電器進(jìn)行靜態(tài)檢測，繼電器的電路連接關(guān)系正確，觸點通斷正常。通電情況下檢測發(fā)現(xiàn)，A、B、C 三相均無法控制，確認(rèn)繼電器失效。

對失效的繼電器進(jìn)行失效分析，分析結(jié)論為使用過程中引入異常電壓，導(dǎo)致其內(nèi)部大面積打火燒蝕，引起繼電器失效。

通過對該型繼電器參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢查對比。1）該型繼電器的環(huán)境溫度指標(biāo)為-65℃～+125℃，任務(wù)機(jī)要求環(huán)境溫度指標(biāo)為-55℃～+70℃，滿足任務(wù)機(jī)使用要求。2）該型繼電器的加速度指標(biāo)為750 m/s2，任務(wù)機(jī)要求使用指標(biāo)為y：-3～+9g;Z：-2～+2g;X：-2.5～+2.5g，滿足任務(wù)機(jī)使用要求。3）該型繼電器的低氣壓指標(biāo)為1 kPa，任務(wù)機(jī)要求指標(biāo)為2.55 kPa，滿足任務(wù)機(jī)使用要求。4）該型繼電器的介質(zhì)耐壓值指標(biāo)為正常：500Vr.m.s.@50 Hz，低氣壓（4.4 kPa）：200Vr.m.s.@50Hz，任務(wù)機(jī)要求指標(biāo)為GJB181—86的耐浪涌（過壓180 V，欠壓70 V）和耐尖峰電壓（600 V），低于要求（低氣壓摸底試驗通過）。5）該型繼電器的使用壽命指標(biāo)為阻性負(fù)載5 A，28.5Vd.c，+125℃使用壽命次數(shù)5×104次，任務(wù)機(jī)要求指標(biāo)為風(fēng)機(jī)啟動電流2.5 A，額定電流0.55 A，5×104使用壽命滿足要求。相關(guān)廠所人員對繼電器進(jìn)行耐浪涌電壓測試，環(huán)境溫度為70℃，3項180VAC供電，5 A負(fù)載條件下，繼電器壽命將急劇衰減，遠(yuǎn)小于手冊50 000次壽命，壽命衰減原因為浪涌電壓條件下，拉弧現(xiàn)象會加劇，繼電器簧片燒蝕。

通過以上對比發(fā)現(xiàn)，在浪涌電壓條件下，由于拉弧現(xiàn)象會加劇，繼電器簧片燒蝕，壽命將急劇衰減。繼電器失效會出現(xiàn)無電壓輸出、電壓輸出缺項等故障模式，與故障現(xiàn)象吻合，此故障分支無法排除。

2.2 安裝架風(fēng)機(jī)故障

風(fēng)機(jī)通過一個漏斗型的結(jié)構(gòu)件安裝在任務(wù)機(jī)安裝架上。風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)件變形擠壓風(fēng)機(jī)翅片卡滯和風(fēng)機(jī)線圈故障都會導(dǎo)致安裝架風(fēng)機(jī)故障。

2.2.1 風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)件變形引起風(fēng)機(jī)卡滯故障

任務(wù)機(jī)通過安裝架固定于飛機(jī)上。如果操作保護(hù)不當(dāng)，在安裝或拆卸安裝架過程中風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)件會有被外物撞擊變形的可能。通過目視和檢查未發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)件有變形的情況。此故障分支可以排除。

2.2.2 風(fēng)機(jī)線圈故障

風(fēng)機(jī)內(nèi)部線圈為0.2 mm 漆包線，連續(xù)工作電流應(yīng)小于1 A，瞬時電流應(yīng)小于3 A。通過將故障安裝架返實驗室對風(fēng)機(jī)進(jìn)行拆解，內(nèi)部線圈已全部燒結(jié)無法分析。實際測量缺相狀態(tài)下（兩相供電）流經(jīng)風(fēng)機(jī)線圈電流為2.16 A（風(fēng)機(jī)線圈長時間工作流應(yīng)小于1 A），長時間持續(xù)大電流會燒毀風(fēng)機(jī)線圈，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)不工作。當(dāng)繼電器失效輸出缺項時會導(dǎo)致風(fēng)機(jī)線圈燒毀風(fēng)機(jī)無法正常工作，該故障分支與繼電器故障相關(guān)。

3 解決措施及建議

通過排查，導(dǎo)致任務(wù)機(jī)風(fēng)機(jī)不工作的故障原因，定位在機(jī)上浪涌電壓導(dǎo)致繼電器拉弧現(xiàn)象加劇，繼電器簧片燒蝕，壽命急劇衰減。繼電器失效會出現(xiàn)無電壓輸出、電壓輸出缺項等故障模式，當(dāng)繼電器無電壓輸出時會導(dǎo)致風(fēng)機(jī)不工作，當(dāng)繼電器輸出缺項時會造成風(fēng)機(jī)過流燒毀。

更換新的繼電器后，通電檢查任務(wù)機(jī)風(fēng)機(jī)工作正常。

通過對故障現(xiàn)象的分析：a）建議相關(guān)廠家，從繼電器選型（主要考慮電壓耐受）方面研究避免浪涌電壓對繼電器造成損傷的措施。b）建議相關(guān)廠家更改產(chǎn)品規(guī)范，將繼電器作為有壽件進(jìn)行管理。

參考文獻(xiàn)

[1]孔祥平，張哲，尹項根，等.計及勵磁調(diào)節(jié)特性影響的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障電流特性[J].電工技術(shù)學(xué)報，2014，29 （4）：256-265.

[2]張少敏，毛冬，王保義.電力大數(shù)據(jù)處理技術(shù)在風(fēng)電機(jī)組齒輪箱故障診斷與預(yù)警中的應(yīng)用[J].系統(tǒng)自動化，2018（9）：162-163.

[3]任巖，畢亞雄，王德寬，等.風(fēng)電機(jī)組傳動鏈的故障樹智能診斷技術(shù)[J]. 排灌機(jī)械工程學(xué)報，2016（4）：328-331.

[4]李輝，胡姚剛，李洋，等.大功率并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷研究綜述[J].電力自動化設(shè)備， 2018（2）：123.