某型飛機右發(fā)電機故障及斷恒裝故障原因分析

■ 尹偉 黃磊/國營蕪湖機械廠

組合傳動發(fā)電機是飛機電源系統(tǒng)的重要組成部分，其主要功能是為機載產品提供頻率、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)電機滑油溫度高、發(fā)電機滑油壓力低等。本文根據(jù)外場某架飛機飛行中連續(xù)報發(fā)電機等故障的處理情況，分析故障產生的原因，尋求合理的應對措施和處理方式。

1 故障現(xiàn)象

某型飛機飛行時，空中告警信號盤（ЭКРАН）打印“右發(fā)電機”故障，飛行員解鎖后故障消失。著陸后進行線路測量、試車，均良好；更換電壓調節(jié)器、控制保護器、右組合傳動發(fā)電機，試車檢查良好。

飛機再次飛行時，空中ЭКРАН仍打印“右發(fā)電機”故障。飛行員解鎖兩次，故障依舊；第三次解鎖，故障消失。著陸后線路測量、試車，均良好；更換控制保護器、控保器框架、2號交流接觸器盒、動力控制板，試車檢查良好。

第三次飛行中，起飛滑跑時油門桿在加力狀態(tài)，ЭКРАН打印“右發(fā)電機”故障；飛機離陸1min后，ЭКРАН打印“斷開右恒裝”故障，解鎖不消失，飛行員手動斷開恒裝。返場著陸后重新試車，故障不復現(xiàn)。

2 故障原因分析

2.1 發(fā)電機故障

發(fā)電機故障的原因有短路、過壓、線電壓不對稱、欠壓、欠頻、欠欠頻、過頻。

如圖1所示，當發(fā)電機正常工作時，控制保護器內P5繼電器常閉觸點接通，經БУС-9放大后驅動P12繼電器，P12繼電器常開觸點閉合，使電壓調節(jié)器內P1繼電器工作，接通次勵磁機電源，經過電壓調節(jié)器功率放大電路的控制，為勵磁機的勵磁繞組提供勵磁電流，在勵磁機轉子繞組中產生交流電壓，再經旋轉整流器變?yōu)橹绷麟妷鹤鳛橹靼l(fā)電機的勵磁電流，主發(fā)電機的定子繞組感應產生三相交流電壓。當發(fā)電機電壓達到額定值時，控制保護器分離工作部件ВСГБ1А輸出信號經БУС-9放大后驅動P7繼電器，P7繼電器觸點接通，使發(fā)電機輸出主接觸器23-Э11工作，右發(fā)電機開始向主匯流條供電。當發(fā)電機故障時，一般故障信號經控制保護器處理后，發(fā)送故障保護指令并同時向相關系統(tǒng)發(fā)送故障信息，控制保護器內的頻率保護組件БСГЧ5600和分離工作部件ВСГБ1А分別對頻率和電壓進行檢測和實施相應保護。

1）電壓保護

當分離工作部件檢測到短路、過壓、線電壓不對稱、欠壓不正常信號時，相應的故障信號一路經БУС-9放大后驅動P5繼電器工作，P5繼電器常閉觸點斷開，P12繼電器斷電，電壓調節(jié)器內P1繼電器斷電，切斷發(fā)電機勵磁；另一路信號使P7繼電器斷電，發(fā)電機輸出主接觸器23-Э11斷開，切斷發(fā)電機與機上電網的連接。此時發(fā)電機故障繼電器22-Э11工作，向ЭКРАН報“右發(fā)電機”故障。過壓保護的電壓應在124.5～127.5V范圍內，保護電路工作延遲時間為0.5±0.15s；欠壓保護的電壓應在102.5～105.5V范圍內，保護電路工作延遲時間為6±0.9s；線電壓不平衡應在20～40V范圍內，保護電路工作延遲時間為6±0.9s；短路而導致保護電路工作時，沒有時間延遲。

圖1 交流電源系統(tǒng)原理圖（局部）

2）頻率保護

發(fā)電機轉速傳感器送出5600Hz的頻率信號給控制保護器，當頻率保護組件檢測到欠頻、過頻、欠欠頻等信號時，相應的故障信號經БУС-9放大后驅動P5繼電器工作，與電壓保護一樣，斷開發(fā)電機勵磁和發(fā)電機輸出主接觸器并報“右發(fā)電機”故障。過頻保護的頻率應在5905～5995Hz范圍內，欠頻保護的頻率應在5210～5295Hz范圍內，過頻、欠頻保護有6±0.9s的時間延遲。欠欠頻保護的頻率應在4550～4690Hz范圍內，欠欠頻保護沒有時間延遲。

2.2 斷恒裝故障

斷恒裝故障的原因有過過頻、滑油溫度高、滑油壓力低。

1）過過頻保護的頻率應在6530～6670Hz范圍內，過過頻保護沒有時間延遲。當發(fā)電機輸出的“過過頻”信號輸入到БСГЧ5600頻率保護部件時，該信號經比較放大后，驅動開關電路，使繼電器P9工作，P9常開觸點“2-5”接通，從而使恒速傳動裝置中的電磁離合器工作，恒裝與發(fā)電機脫開，ЭКРАН打印“斷恒裝”。

2）當發(fā)電機滑油壓力下降到低于允許值時，壓力傳感器觸點接通，產生“斷開恒裝”告警，提醒飛行員手動斷開恒裝。

3）當發(fā)電機滑油超溫，溫度傳感器觸點熔化時，斷恒裝電磁鐵接通，直接斷開發(fā)電機恒裝。

2.3 ЭКРАН誤報警

經過飛參判讀，每次報故障前，左右交流匯流條電壓都有輕微差別。報故障時，右交流匯流條電壓會有1～2.5V的短時下降，然后左右兩邊交流匯流條電壓相等。這種現(xiàn)象說明，報故障時左右交流匯流條在轉換，故障發(fā)生后右發(fā)電機退出了電網。而ЭКРАН誤報警不會導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、控制保護器、電壓調節(jié)器、控保器框架等相關附件，檢查了插頭插拔力，對線路導通性、絕緣性測量了多次，因此排除附件和線路導通、絕緣問題。經過飛參判讀，交流匯流條電壓穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)過高、過低現(xiàn)象，因此排除發(fā)電機輸出過壓、線電壓不對稱、欠壓故障。檢查發(fā)現(xiàn)滑油溫度傳感器觸點沒有熔化，因此排除滑油超溫故障。那么，發(fā)電機故障和斷恒裝故障的共同原因就是過過頻信號發(fā)送至控制保護器。

3 故障排除

為驗證發(fā)電機工作時是否有過過頻信號發(fā)送至控制保護器，從右發(fā)電機插頭20-Э11-2的9、10號線分別引出兩根屏蔽線，外接示波器，檢查右發(fā)電機輸出的轉速頻率5600Hz是否產生變化。檢查發(fā)現(xiàn)，在發(fā)動機開車過程中，該頻率值多次出現(xiàn)大于6kHz的情況，瞬間達到9～12kHz，說明線路存在被干擾的可能，推斷飛機在飛行時受到短波電臺或其他電磁閥等工作時產生的電磁干擾較大，導致右發(fā)電機轉速頻率傳輸線路出現(xiàn)過頻、過過頻信號，造成發(fā)電機故障和斷恒裝故障。

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

之后，經過試車、飛行驗證，電源系統(tǒng)工作良好。

4 預防措施及建議

1）發(fā)動機開車前務必檢查發(fā)電機滑油系統(tǒng)油量，如果滑油量不足，可能導致供壓壓力不穩(wěn)，繼而可能出現(xiàn)瞬間供壓壓力低于壓力信號器的起動壓力值，造成報故，嚴重時會影響發(fā)電機的輸出頻率。

2）檢查發(fā)電機的油液清潔度，清潔度應不低于GJB-420B的10級標準。如果油液中的固體顆粒度超標，固體顆粒可能堵塞在壓力信號器的油液入口處，使供壓壓力瞬間降低，從而使傳感器觸點接觸，線路接通，出現(xiàn)故障代碼。

3）檢查發(fā)電機轉速傳感器輸出線的屏蔽層是否屏蔽到位，屏蔽引出線接地電阻值是否符合要求。檢查發(fā)電機插頭根部電纜焊接情況，在發(fā)動機艙工作時應注意不觸碰發(fā)電機插頭。為防止因線路老化引起的電磁干擾對頻率傳輸線路的影響，工廠已在飛機第三次大修時對發(fā)電機頻率傳輸線固定換新。