某艇經航調節器檢測電路板故障維修分析

吳言鳳，張 娜，劉 明

(海軍潛艇學院，山東 青島 266042)

現代電氣設備日益向復雜化和自動化的方向發展，目前艦艇上的電氣設備大多采用定期維修制度，不論設備是否有故障，都按人為計劃的時間定期檢修，這樣做可以使艦艇的電氣設備故障在很大程度上得到消除。但是在艦艇航行的過程中，仍然很難預防各種隨機因素引起的故障。在航行的過程中，能否及時排除故障，保證艦艇電氣設備的正常功能，對保證艦艇的隱蔽性和戰斗力都非常重要。

艇員級維修保障是保證艦艇處于良好戰斗狀態的關鍵，近年來我國海軍艦艇部隊執行遠海任務頻繁，任務時間增長，維修保障困難，如何提高艇員級維修保障水平是目前維修保障體系建設中的重要課題之一[1]。尤其是潛艇，作為特殊的軍用艦船，在其訓練或執行任務時，通常遠離后方基地，是一個相對獨立的作戰群體，設備一旦出現緊急情況或發生故障，不可能得到后方基地的直接援助，只能依靠艇員自救。因此，艇員既是裝備的使用者，又是裝備的維修者，潛艇官兵裝備維修能力的高低，將直接影響潛艇的戰斗力和生命力[2]。

在保證潛艇定期維修和預知維修的基礎上，提高艇員級維修水平，在潛艇執行海上任務、出現電氣設備故障時，才能夠及時、迅速、有效地排除故障。本文給出了某艇經航調節器檢測電路板故障時的故障現象及排除方法，以對今后類似故障的迅速判斷和排除提供借鑒作用。

1 故障現象

常規動力潛艇航行工況主要有水下航行、水面航行和通氣管航行幾種工況[3]。在現代反潛技術條件下，對隱蔽航行而言，實際的水下工作狀態只能是主航工況和經航工況。據此，通常把速度小于均衡航速的經濟航行工作制(簡稱經航工況)的航行稱為低速航行[4]，而控制主電機進行經航工況航行的調節器，稱為經航調節器。

某常規動力潛艇主電機有2種運行控制方式，電機旁控制的板前手操運行控制模式和集控室集控臺控制電操運行控制模式，這2種控制模式可以互相切換。不論是主航工況，還是經航工況，都可以由板前手操模式和集控室電操模式互相切換。

某艇在海上航行中，推進系統由主航電操轉經航電操時，在集控室的推進集控臺操作按下斬波經航“運行”鍵后，斬波經航“運行”鍵指示燈亮。隨即推進集控臺經航調節器“Z-7調節器”故障報警，主電機電樞自動斷開。操作人員馬上將電機控制模式轉到板前手操，發現無法接通電樞斷路器，經檢查，發現電樞斷路器伺服電機熔斷器燒壞。更換該熔斷器后，可接通和斷開電樞斷路器。重新轉入集控臺經航電操，按下斬波經航“運行”鍵后，斬波經航調節器“運行”燈不亮，集控臺再次發出“經航調節器故障”報警，同時電樞斷路器自動斷開。再次轉到板前操作經航時，當經航調節器操作軸轉到“準備”位置后，電樞斷路器自動斷開，經航調節器操作軸無法繼續轉動。

2 故障診斷

因為經航調節器操作軸到“準備”位置后主電機電樞自動斷開，此時經航調節器操作軸被電樞斷路器聯鎖，經航調節器操作軸電鎖線圈上電，故而手操無效。所以首先要查找電樞自動斷開的原因。經檢查發現經航調節器的故障可以導致經航板內相應中間繼電器動作，其2個觸頭閉合，使電樞斷路器斷開。因此，查找故障的重點應放在確定引起經航調節器故障的原因上。

引發經航調節器故障報警有3種情況：①由大功率晶體管(GTR)組成的斬波管工作溫度過高；②經航調節器控制電路欠壓；③斬波管過流。具體是哪種原因引起經航調節器故障，可通過檢測電路板(SP板)故障顯示板指示燈的狀態來確定。觀察檢測電路板(SP板)，發現顯示板上超溫指示燈亮，指示GTR工作溫度過高，但這與當時的工作實際不相符。因為經航調節器尚在工作初期，故一般不會發生GTR高溫故障報警，所以認定為檢測電路板本身故障。

經航調節器通過溫度繼電器ST檢測GTR器件的工作溫度，經航調節器超溫保護控制電路如圖1所示。

圖1 經航調節器超溫保護控制電路

溫度繼電器ST安裝在GTR器件的散熱器上，由于風機故障或支路電流過大等原因均會引起GTR器件溫度過高，導致ST對應觸點閉合，使N1D輸出低電平，N13C輸出高電平，超溫報警燈HL7發出光報警；同時N13D輸出低電平，U1A輸出高電平。N1C輸出低電平，又使N16A輸出高電平，由定時器N15組成的振蕩器工作，喇叭發出聲報警。同時相應的控制電路接通，使得集控臺發出報警信號；電樞斷路器電操電路中相應常開觸頭接通，電樞電路器的相應釋放線圈得電，通過脫扣裝置使處于閉合狀態的電樞斷路器斷開，集控臺報警。最終確定溫度繼電器ST，運算放大器N1D、N13及其相關器件出現故障，造成經航調節器誤報警。

3 搶修過程及經驗總結

對檢測電路板SP中的運算放大器N1D、N13的外圍元件(電阻、電容)進行檢測，均未發現問題，排除故障重點轉為更換運算放大器N1D、N13。先更換N13，經測試故障仍未排除，然后更換N1D，經測試后檢測電路板工作正常，則故障排除。此后，對N1D、N13的故障檢測功能進行檢驗，即將溫度繼電器ST輸出端短接，人為送出一超溫故障信號，N1D、N13工作正常，說明故障檢測電路板功能正常，故本例故障為運算放大器N1D損壞所致。

診斷電子設備故障，應透過現象看本質。有時，從表象上看，故障現象與故障原因幾乎沒有直接的聯系，但實際上兩者之間確實通過許多中間環節聯系在一起。

本例故障就是運算放大器N1D損壞，通過檢測電路板和接觸器板與電樞斷路器脫扣器構成內在的聯系，而電樞斷路器又與經航調節器操作軸存在聯鎖關系。不了解這一點，故障原因很難找到。診斷本例故障時，最初將精力集中在電鎖和電樞脫扣相關電路上，沒有及時認定經航調節器本身存在的故障，以致走了彎路，浪費了寶貴的時間。

為了節省搶修時間，在判斷經航調節器檢測電路板工作不正常后，本例故障可直接更換檢測電路板，恢復經航調節器運行，在返回基地后，再對故障電路板進行研究，更換器件后作為備用。

4 結束語

本文從某一例實艇的經航調節器檢測電路板故障維修案例入手，通過故障的現象，深入分析了引起故障的原因，并最終確定故障的位置，順利排除了故障，通過故障診斷的案例，對故障診斷的過程進行了經驗總結，為艇員的實艇維修，積累了工作經驗。