航空交流發電機的故障分析及維修方法

那宇

（天津航大雄英航空工程有限公司 天津 300308）

目前，仍然有很多航空裝置是依靠電能來運作的，需要在飛機裝配工作中安裝發電裝置。在這種情況下，如何保障發電機的穩定運行狀態，確保供電設備能夠為飛機電力系統持續不斷地供電，是技術人員在安裝、維修發電機時要關注的重點問題之一。本文以交流發電機為例，在日常進行發電機故障分析工作時，要收集以往的設備使用資料，找到故障分析的方向及方法，關鍵任務是要準確地識別故障，并分析引發故障問題的原因，從中研究出有效降低故障問題發生概率的策略［1-2］。

1 航空交流發電機的組成結構及基本運行原理

1.1 設備組成結構

從基本組成結構來分析，發電機內部的零部件比較多，最重要的零件是定子、轉子及軸承。定子內鐵芯安裝位置、繞組方式及圈數都將直接關系到發電機能否產生交流電。與此同時，轉子主要用來形成獨特的磁場，保障發電工作過程穩定及安全，確保電能可以順利傳輸出來。市面上常見的航空交流發電機的類型來包括有單相、三相兩種類型。因不同類型的裝置內部組成結構及設備實際運行原理、功能特點、適用范圍都存在較大差異，所以工作人員要結合航空發電、供電工作的基本需求對設備進行合理的選擇［3-4］。

1.2 設備運行原理

在航空交流發電機在運行過程中處理經常出現的故障問題時，要提前做好故障分析及處理工作，必須要事先了解設備的基本運行原理，這需要工作人員從整流工作角度來分析。

首先，交流發電機與傳統發電機的區別在于交流發電機會在工作中產生交流電，而且，發電過程要基于電磁感應及電磁力定律，有一些基本的工作原則需要遵守，具體要根據不同發電機類型來區分，常見的有單相發電機和三相發電機。工作時，應要求工作人員具備靈活發揮交流發電機使用價值的能力。

其次，在整流環節中，需要使用具有導電能力的構件，如通過硅二極管來完成基礎的整流任務。以三相交流電為例，其運行原理是：區分二極管的正負極后，讓正極與繞組線的起始點連接在一起，完成單一方向的導電工作，通過電磁感應來傳遞電流。發電過程中，應集中將電能供應給蓄電池，完成為航空裝置的續航工作。為保證航空設備的運行安全，工作人員必須要結合設備基本工作原理做好故障分析及維修工作［5-6］。

2 航空交流發電機出現故障的原因及故障分析過程

當發現航空交流發電機存在故障問題時，應結合具體的問題類型，找到引發問題的根本原因，并要結合故障發生時的常見現象，準確識別故障，還要展開故障嚴重程度的診斷，以此來確定后續的設備運維管理方向。

2.1 充電指示燈顯示功能異常

發電機組需要與蓄電池相連接，完成發電任務后，將電能傳輸給蓄電池，直到把電池充滿。一般工作人員會通過指示燈的變化來判斷發電機的運行情況，要求人們重點關注指示燈是否存在顯示功能異常的問題。該裝置主要應安裝在航空設備的駕駛艙中，在正常狀態下不會亮起，只有在設備出現故障問題時才會亮燈。如果在設備無異常狀態的情況下出現指示燈常亮的問題，或在設備異常時指示燈不亮，就表示指示燈的功能異常。出現這個問題通常會與電壓是否穩定、指示燈內部電路是否存在接觸不良的情況有一定關系，基于此，工作人員在落實故障分析工作時，可以著重排查這兩個方面的問題。

2.2 發電機出現不充電的情況

發電機發電后要及時充滿蓄電池，但實際工作時，經常會遇到發電機不充電的情況。影響發電機的正常運作狀態的原因有很多，例如，蓄電池與發電機組之間的連接松動，無法通過輸電線路完成充電任務；導電所用的二極管出現短路的情況、繞線電阻受到電磁干擾、出現斷路問題都會導致發電機不充電；調節器的故障問題等。因此，在故障分析工作中，工作人員應結合上述幾點常見問題的誘因，全面展開故障的排查工作，最終以具體排查結果作為判斷設備是否潛在安全隱患的重要依據。一般在遇到不充電的故障問題時，要先進行線路連接情況檢查，如果線路連接情況良好，沒有出現松動問題，做好相應的工作記錄后，再進行調節器故障的排查，逐步檢查出故障，有針對性地采取維修措施。

2.3 發電機充電電流異常狀態

在發電機正常充電的過程中，可能會出現充電電流異常的情況，要通過專業的故障分析工作，找到發生故障的原因，以此來落實基礎的故障維修任務。

2.3.1 電流過大

電流異常會引發供配電的運行安全風險問題。以電流過大為例，充電時電流異常增大，多與電壓過高有一定關系，這里主要指的是調節器的電壓，說明調節器與充電電流是否存在異常現象有密切關聯；除此之外，調節器在搭鐵環節存在異常也會造成短時間內充電電流過大的問題，容易損傷輸電線路，引發設備故障問題。針對這一情況，工作人員在進行故障分析工作時，還要考慮發電機的使用頻率、各個零件的使用壽命等方面的問題，關鍵要在前期分析環節中完成故障診斷任務，為找到故障問題的根源、提升故障維修效率和效果奠定良好基礎。

2.3.2 電流過小

發生電流過小的問題時，要根據具體情況來判斷設備發電、供電過程中是否存在故障。例如，如果蓄電池即將充滿，無法存儲過多的電能，則充電電流會相應地減少，直至充滿后，就會停止傳輸電能，這種情況不存在故障問題，屬于正常現象。但如果蓄電池剛開始充電就出現了電流過小的問題，通常應重點檢查發電機皮帶的松緊度、二極管的質量問題，并對輸電線路的實際連接情況進行仔細的檢查。在檢查過程中，就可以完成故障分析任務，找到引發故障問題的根源，從中判斷出后續的設備維修及保養工作重心。

2.3.3 電流不穩定

針對電流的異常狀態而言，最常見的問題就是電流傳輸時缺乏穩定性。在故障診斷工作中，通過直觀地觀察用于檢測電流的儀表中指針是否存在頻繁變動的情況，就可以初步斷定電流的穩定性是否達標。當電流大小異常變化出現電流忽高忽低的狀況時，應先查找問題的主要原因，具體包括以下幾個方面：發電機履帶打滑；充電裝置及繞組接頭連接效果不佳；設備內部堆積灰塵；零部件磨損問題嚴重，導致設備接觸不良，進而引發電流不穩定的問題，影響交流發電機在航空設備中的使用價值。因此，在落實設備檢修任務時，工作人員會將重心放在對電流運行狀態的檢查工作上。

2.4 保護裝置誤觸動的情況

為了保護航空交流發電機的良好運行狀態，有效降低設備的使用安全隱患，通常會在發電、供電線路當中安裝繼電器，作用是在發現短時間內通過的電流、電壓異常增大時，為避免燒毀電路或設備，依靠該裝置采取自動切斷線路的保護措施，在風險排查工作結束后，再由工作人員手動恢復系統的電路連接狀態。實際工作中，經常會出現保護裝置誤觸動的情況，特點是在電流、電壓穩定的狀態下，裝置誤判斷為存在異常狀態，自動切斷運行設備的電源。出現這個問題，需要從電磁干擾、機械故障等角度來分析問題，做好故障原因的分析與管理。

3 航空交流發電機常見故障的維修處理方法

3.1 充電指示燈的故障維修

使用充電指示燈后，能在故障發生的第一時間提示工作人員來處理問題。維修人員抵達現場并定位發電機故障位置之后，應當先圍繞著充電指示燈的運行原理來處理問題，找到控制及監測指示燈運行狀態的方法。首先，比較常見的一種故障維修手段就是在工作中使用中性點電壓，這需要先關注發電機內部定子的連接方式。一般情況下，航空交流發電機中的定子整體連接形態呈現為“Y 形”，正確找出連接線路的中性點，可以控制電壓，并在此基礎上，通過繼電裝置完成充電指示燈的控制任務。其次，應從電磁感應的角度分析問題、處理問題。例如，使用二極管來導電時，科學調節電流輸送端和接收端之間的電壓差，能在一定程度上降低指示燈出現異常問題的概率。

3.2 發電機充電功能故障維修

實際展開發電機的維修管理工作時，應結合造成充電功能異常的主要原因，編制維修計劃。日常工作中，要先進行線路絕緣保護狀態的檢查，還要判斷線路使用壽命、線路連接情況：當發現線路老化問題時，及時更換新的輸電線；如果線路連接狀態不理想，應及時進行調整，關鍵應采取緊固處理措施。再者，還要重點關注輸電線路正負極的連接方向是否正確，做好線路的布局設計工作。同時，在維修任務中，可以進行設備拆卸處理，發現零部件磨損問題過于嚴重、無法繼續使用時，要按照規定更換設備。此外，應調查一塊蓄電池理論上的充電、放電次數，判斷是否要更換電池。在整體維修工作結束后，要對充電功能展開測試，確保符合航空設備的用電需求后，才能將交流發電機重新投入到使用環節中。

3.3 發電機充電電流故障維修

基于發電機充電電流變化情況與調節器之間有較大的關聯，工作人員在落實基礎的維修管理任務時，應當將工作重心放在調節器的修理、更換、拆卸等環節上，通過一系列專業的維修手段，讓調節器恢復正常運作狀態，調節充電電流。如果存在線路、零部件連接方面的問題，則應當在斷電狀態下，用測電筆檢測安全無誤后，人工展開線路、發電機皮帶、零件的緊固工作。此外，還要及時拆卸發電裝置的外殼，進行內部灰塵清理工作，這些都是新時期合理消除設備故障的基本方法。以電流過小的情況為例，通常要先檢查發電機的驅動皮帶，如果皮帶松動，要及時進行緊固處理，或者考慮是否要更換新的皮帶，同時，將端子接線拆除，將“F”搭鐵。檢查蓄電池的充電量是否發生了明顯變化，根據不同情況找到故障維修的方向，優化維修思路，例如，如果充電量仍然沒有變化，還是存在不充電、電流過小的問題，則應當更換新的調節器。

3.4 保護裝置的故障維修

針對保護裝置經常容易出現的誤觸動問題，工作人員在維修環節中應當以預防為主，從提高保護裝置自動化故障識別能力的角度出發，進行設備的優化升級。例如，可以增加信號線纜上的電流，提高設備抗干擾能力，或者可以根據航空交流發電機的運行原理，嘗試提高分壓電阻，這樣做的目的是增加設備采取保護措施時的冗余動作，解決設備誤觸動的問題。另外，應記錄設備的使用時長，結合預計使用壽命，按時更換設備零部件，避免由于設備自身質量而引發安全問題。這些都是現階段用于處理故障問題的基本方法，有較高的實踐應用價值，但仍然有一些注意事項需要提高重視。例如，在更換零件時，要選用質量達標、型號及大小與原有零部件相同的零件。一般為了處理突發故障，工作人員會選擇儲備一些備用的零件，這樣在設備出現故障問題后能在最短的時間內處理問題，恢復設備的穩定運行狀態。

4 科學降低航空交流發電機故障發生概率的方法

4.1 規范設備操作行為

由于發電機對航空裝置的動力系統運行安全狀態有直接的影響，如何降低發動機出現故障問題的概率，是目前應解決的一項重點難題。實際上，由于工作人員在使用發電機時的行為會與設備使用壽命、質量產生關聯性，因此，操作設備的人才必須要了解發電機的運行原理，自覺端正設備操作行為，以避免由于人為因素造成設備故障的問題。目前，很多航空設備的質量管理部門都會結合國家管理機制的更新情況建立健全的管理結構體系，以此來約束人才的行為，最終全面發揮出設備的使用價值。應注意進行文化建設工作，以企業文化來培養員工的工作素質，順利完成高質量、高水平人才的培訓教育工作，組建專業的人才隊伍，依靠人才的力量，提高后續設備故障分析及維修管理水平。

4.2 設備日常保養工作

維修工作應當以定期維修任務為主，要根據發電機的使用頻率來確定維修工作的間隔時長。常見的維修方式有很多，分別是事前預防性維修及事后的故障修復工作兩大類。事前防范工作也被稱為日常保養工作，工作任務主要包括清潔設備、進行設備的防潮、防腐蝕管理等，上述工作必須要由專業技術人員來完成，并應當將每次工作情況記錄下來，具體包括工作時間、負責人信息、工作內容，配合基礎的責任監督機制來端正工作人員的態度，方便在設備發生故障問題時可以找到誘發故障的根源，為預防故障和消除故障提供基礎支持。除此之外，通常應當在每次設備使用完成后都進行一次全面的保養任務，通過保養，可以減少設備出現故障的概率，還能延長設備使用壽命。如果在事后保養和檢查工作中發現了故障，則要專項進行具體的故障維修工作，應要求維修人員能夠主動自覺地完成本職工作任務，解決發電機的運維管理難題［7-8］。

4.3 現代化技術的應用

在故障分析、維修工作中，除了傳統依靠人才的力量進行現場設備故障逐一排查及維修的方式之外，還可以使用信息技術。我國已經進入了信息化時代，借助大數據技術，可以實時收集發電機在運行過程中的參數信息，智能判斷出設備是否存在異常狀況。基于此，相關工作人員應主動學習信息技術，找到將日常故障分析、維修工作與信息技術結合在一起的方法。實際工作時，首先，要注意結合以往工作中遇到的故障問題，全面收集工作資料，提取故障特征，為后續故障診斷及維修工作提供參考數據，關鍵要進行故障風險的識別工作，精細化地展開風險控制任務。其次，要建立數據庫，將收集到的數據信息以共享管理的方式存儲在網絡平臺上，方便工作人員結合航空交流發電機實際出現的故障調用這些數據資料，找到最有效的處理方法。最后，應用信息技術還能在維修工作中讓工作人員相互溝通交流，共同分享維修經驗，降低故障維修難度，提高維修效果。

5 結語

故障維修人員在進行故障分析及處理時，應收集以往的工作資料，不斷豐富個人知識底蘊，為靈活應對故障問題、恢復交流發電機的正常運作狀態奠定基礎。重點要了解定子連接方式、調節器的應用價值，還要定期做好對設備線路連接情況、零部件磨損情況的檢查。并應當規范工作人員對航空交流發電機設備的操作行為，避免由于人為因素引發故障問題。同時，著重從預防性維修和實際故障處理兩個角度解決問題，完善日常設備維護工作的流程。在時代發展進程中，可以考慮引進現代化信息技術，為故障分析及維修工作提供技術支持，全面提升故障處理水平。