某型機(jī)發(fā)電機(jī)控制盒高壓無延時(shí)故障分析

摘要：本文主要列舉某型機(jī)發(fā)電機(jī)控制盒一起典型故障，通過對該產(chǎn)品過壓保護(hù)電路的原理進(jìn)行分析，研究過壓保護(hù)故障機(jī)理，提出解決該問題方法，為其它類似故障提供了借鑒。

關(guān)鍵詞：過壓保護(hù);延時(shí);故障分析

某型機(jī)發(fā)電機(jī)控制盒與發(fā)電機(jī)配套使用，為飛機(jī)直流電源系統(tǒng)提直流電源，供機(jī)上直流用電設(shè)備使用。發(fā)電機(jī)控制盒具有電壓調(diào)節(jié)、過壓保護(hù)、復(fù)位、壓差接通、反流保護(hù)、緊急跳閘及過壓自檢等功能。發(fā)電機(jī)控制盒作為飛機(jī)的核心元件，對飛行安全至關(guān)重要，因此，必須要保證該設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)。本文以發(fā)電機(jī)控制盒發(fā)生的典型故障為例，研究分析了該起故障的主要原因，從對產(chǎn)品原理分析到整個(gè)故障排除工作的介紹，為發(fā)電機(jī)控制盒的修理及排故提供指導(dǎo)作用。

一、故障現(xiàn)象

某型機(jī)發(fā)電機(jī)控制盒在試驗(yàn)臺上進(jìn)行過壓延時(shí)時(shí)間試驗(yàn)時(shí)，出現(xiàn)高電壓無延時(shí)時(shí)間故障。

二、原理分析

1、工作原理

過壓保護(hù)電路原理圖如圖1所示，由R201、RP200、R202組成的分壓電路輸出加于積分比較器N200的反相輸入端，V200提供一個(gè)基準(zhǔn)電壓，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓因某種原因超出調(diào)定電壓時(shí)，其分壓電路輸出電壓大于V200提供的基準(zhǔn)電壓，則積分比較器的輸出端電壓下降，從而使N201的輸出電位升高，觸發(fā)V205可控硅，磁保持繼電器Y1-Y2線圈通電動作，切斷激磁回路及發(fā)電機(jī)輸出。該過壓保護(hù)電路有反延時(shí)特性。

過壓保護(hù)還有另一個(gè)控制電路，觸發(fā)該電路核心元器件由V112、V113二極管和V206三極管組成。進(jìn)行過壓保護(hù)試驗(yàn)，若誤將電源電壓調(diào)整的過高（超過工藝要求允許最大值），電壓會經(jīng)過V112二極管，將V113穩(wěn)壓二級管擊穿，使V206三極管基極有電位，導(dǎo)致V206導(dǎo)通，觸發(fā)V205可控硅，磁保持繼電器Y1-Y2線圈通電動作，切斷激磁回路及發(fā)電機(jī)輸出。該過壓保護(hù)電路瞬間觸發(fā)，無延時(shí)特性。

在正常發(fā)電情況下，為了檢查保護(hù)電路是否正常，按壓發(fā)電機(jī)控制盒頂部的S開關(guān)使R200和R201并聯(lián)，積分比較電路輸出電位降低，從而切斷激磁回路及發(fā)電機(jī)輸出。發(fā)電機(jī)控制盒過壓保護(hù)后，若要重新工作應(yīng)將發(fā)電機(jī)開關(guān)扳至“復(fù)位”位置。

在飛行時(shí)遇到發(fā)動機(jī)著火或饋線短路時(shí)，接通“電源跳閘”開關(guān)，可切斷發(fā)電機(jī)激磁和供電電路。電源電壓使V206導(dǎo)通，KL的Y1-Y2線圈通電，使電源系統(tǒng)跳閘。若要重新使發(fā)電機(jī)建壓供電，也需先復(fù)位。

2、產(chǎn)品構(gòu)造

發(fā)電機(jī)控制盒由底座組件、印刷電路板組件Ⅰ、印刷電路板組件Ⅱ、印刷電路板組件Ⅲ、散熱板組件、外罩組件等組成。

發(fā)電機(jī)控制盒底座組件上裝有功率三極管、磁保持繼電器、插頭座等，并和功率管及續(xù)流二極管的散熱板組件相連接，組成發(fā)電機(jī)控制盒的主體框架。三塊印刷電路板組件上布置小體積的元件，其中印刷電路板組件Ⅰ主要布置了調(diào)壓及過壓保護(hù)電路的元件，印刷電路板組件Ⅱ主要布置了反流保護(hù)、壓差接通及接觸器控制等電路的元器件，印刷電路板組件Ⅲ用于印制電路板組件與底座的電交聯(lián)。發(fā)電機(jī)控制盒的頂部設(shè)有過壓保護(hù)自檢按鈕和電壓調(diào)節(jié)電位器的孔，供試驗(yàn)和調(diào)節(jié)用，與其它設(shè)備的電連接通過安裝在端部的插頭座來完成。

三、故障分析

針對以上故障信息進(jìn)行分析，誘發(fā)該故障的可能原因主要有兩個(gè)。可能原因一：由積分比較器N200、N201構(gòu)成的過壓保護(hù)電路出現(xiàn)異常情況，使磁保持繼電器提前動作，造成高電壓無延時(shí)時(shí)間。可能原因二：由V112、V113二極管和V206三極管構(gòu)成的過壓保護(hù)電路異常投入工作，使磁保持繼電器提前動作，造成高電壓無延時(shí)時(shí)間。

四、故障排除

對可能原因一進(jìn)行驗(yàn)證，首先對RP200可調(diào)電阻器進(jìn)行調(diào)整，故障仍存在，對積分電路C200電容器進(jìn)行更換，故障仍存在，V200穩(wěn)壓二極管為運(yùn)放比較器提供了一個(gè)基準(zhǔn)電壓，若V200在高壓下出現(xiàn)異常情況，將會導(dǎo)致延時(shí)時(shí)間異常，但50V情況下延時(shí)時(shí)間在0.25s左右，時(shí)間太短，無法測量V200的穩(wěn)壓值，對其進(jìn)行更換驗(yàn)證，經(jīng)通電試驗(yàn)，故障仍存在。用示波器監(jiān)測N201運(yùn)算放大器輸出情況，發(fā)現(xiàn)在產(chǎn)品保護(hù)時(shí)，輸出電位并沒有升高，所以判斷并不是該部分電路異常導(dǎo)致故障的出現(xiàn)。

對可能原因二進(jìn)行驗(yàn)證，將V112二極管從電路中斷開，進(jìn)行過壓延時(shí)時(shí)間檢查，發(fā)現(xiàn)故障消失，判斷故障為該部分電路異常導(dǎo)致。

首先將V113穩(wěn)壓二極管進(jìn)行更換，更換后故障現(xiàn)象仍在，判斷不是該穩(wěn)壓二極管的問題。用示波器對V206三極管的基極進(jìn)行監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)在產(chǎn)品保護(hù)時(shí)，該部位確實(shí)檢測到電壓信號，因此判斷V206三極管能夠正常工作，沒有故障。通過以上工作分析，故障應(yīng)該出現(xiàn)在V112二極管前端。

經(jīng)過對電路進(jìn)行分析，V112二極管的供電來源于三個(gè)支路，分別為K繼電器的K1觸點(diǎn)、V108二極管和V106三極管。通電檢查K繼電器的K1觸點(diǎn)，工作狀態(tài)良好，無故障。將V108二極管從電路中斷開，故障現(xiàn)象仍在，將其排除。將V108二極管恢復(fù)后，將V106三極管從電路中斷開，故障消失，因此判斷該起故障是V106三極管導(dǎo)致。對V106三極管進(jìn)行更換，后續(xù)進(jìn)行多次試驗(yàn)驗(yàn)證，過壓延時(shí)時(shí)間合格，故障排除。

五、故障結(jié)論

由于V106三極管性能下降，基極在無電壓情況下，集電極和發(fā)射極在高電壓作用下出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象，觸發(fā)過壓保護(hù)電路提前動作，導(dǎo)致該起故障的發(fā)生。

六、啟示及建議

1、對于過壓試驗(yàn)故障的排除，應(yīng)盡可能找到故障發(fā)生的規(guī)律，以便盡可能快速的捕捉到故障現(xiàn)象，進(jìn)行測量，對故障進(jìn)行快速定位，以免造成次生故障。

2、在進(jìn)行故障排除過程中，通過斷開部分電路進(jìn)行驗(yàn)證故障，應(yīng)分析透原理，不可在原理未分析透的情況下斷開部分電路，可能對故障判斷造成影響，且易發(fā)生次生故障。

參考文獻(xiàn)：

[1] 《某型飛機(jī)電氣設(shè)備》

作者簡介：李寶清，工程師，從事航空裝備工程特種設(shè)備專業(yè)技術(shù)工作。