郝世勇 戰(zhàn)祥新

海軍航空工程學(xué)院青島分院，青島 266041

飛機(jī)電氣附件綜合試驗(yàn)臺的研制

郝世勇 戰(zhàn)祥新

海軍航空工程學(xué)院青島分院，青島 266041

飛機(jī)電氣附件種類繁多，故障現(xiàn)象復(fù)雜，全面檢測比較困難。本文研制了電氣附件綜合試驗(yàn)臺，通過電路連接，可完成各類飛機(jī)300余種電氣附件的測試，測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，綜合化程度高。

電氣附件；試驗(yàn)臺；綜合測試

引言

飛機(jī)電氣附件主要包括電路控制裝置、電路連接裝置、電路保護(hù)裝置、配電設(shè)備、各種電阻器件、分流器、互感器等。在整個(gè)飛機(jī)電氣設(shè)備中，電氣附件數(shù)量多、分布廣、形式多樣，工作原理各不相同。從功能區(qū)分，包括電能的輸送和分配裝置、電路短路或過載時(shí)的切斷和保護(hù)裝置、電能的分配裝置、相關(guān)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)裝置、各種電氣參數(shù)的敏感和顯示裝置等。從電能種類區(qū)分，包括直流器件和交流器件。從組成形式來看，含有機(jī)電裝置、電磁裝置、電力電子裝置等[1,2]。

從近年來飛機(jī)電氣設(shè)備故障統(tǒng)計(jì)分析得出，電氣附件出現(xiàn)的故障占有相當(dāng)大的比重，而且?guī)磔^大的安全隱患，直接影響著飛機(jī)的飛行質(zhì)量和飛行安全。故障現(xiàn)象種類多：如開關(guān)、繼電器、接觸器等控制裝置出現(xiàn)觸點(diǎn)接觸不良、接觸電阻過大；電路保護(hù)設(shè)備不能正常工作，性能指標(biāo)出現(xiàn)偏差；飛機(jī)上的供電匯流條由于機(jī)械損傷造成電壓降過大等等。因此，在地面機(jī)務(wù)維護(hù)工作中必須加強(qiáng)檢測，保證各電氣附件的性能指標(biāo)符合要求。為完成地面檢測工作，通常需要配置大量的檢測試驗(yàn)器。為實(shí)現(xiàn)同一試驗(yàn)臺完成多種電氣附件測試功能，本文提出了研制電氣附件綜合試驗(yàn)臺，綜合各類測試資源，通過不同的測試方法，完成電氣附件測試任務(wù)。

圖1 某型飛機(jī)電氣附件綜合試驗(yàn)臺原理框圖

1、試驗(yàn)臺工作原理及結(jié)構(gòu)、功能

該綜合試驗(yàn)臺為臥式儀器。具體組成主要包括：直流穩(wěn)壓電源、直流電壓表、直流電流表、低阻表、雙脈沖計(jì)時(shí)表、毫伏表、毫安表、可調(diào)負(fù)載電阻、信號燈、測試線及導(dǎo)線、控制開關(guān)/按鈕、臥式工作臺等[3]。

1.1 試驗(yàn)臺工作原理及組成框圖

試驗(yàn)臺組成及原理框圖如圖1所示。

綜合試驗(yàn)臺測試原理如下：整套實(shí)驗(yàn)臺包括帶工作臺的臥式機(jī)柜以及兩臺低壓直流穩(wěn)壓電源，輸出分別為60V/5A和30V/50A。根據(jù)被測電氣附件的技術(shù)特點(diǎn)，按使用說明，連接對應(yīng)的測試儀器，直接得出或計(jì)算出被測參數(shù)。其中，內(nèi)部24V直流電源以及低阻表完成0～100mΩ接觸電阻的測量任務(wù)；利用外部直流穩(wěn)壓電源和毫伏表實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)壓差、觸點(diǎn)電阻的測量；利用雙觸發(fā)計(jì)時(shí)表完成繼電器、接觸器等設(shè)備動作時(shí)間測量；利用直流電壓表、直流電流表以及50A可調(diào)負(fù)載完成電氣附件帶載能力測量；利用直流毫安表、3W可調(diào)電阻、5V電源實(shí)現(xiàn)電流型繼電器電流信號檢測。

實(shí)驗(yàn)臺設(shè)計(jì)成工作臺的形式，方便人員操作以及配套設(shè)備的存放。

1.2 試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)、性能

整套試驗(yàn)臺包括一體式試驗(yàn)臺、兩臺直流穩(wěn)壓電源（輸出功率分別為60V/5A，30V/50A）以及配套的測試線。

圖2 觸點(diǎn)壓差測量和動作時(shí)間測量面板

試驗(yàn)臺工作臺面上方是操縱控制面板，安裝面板的機(jī)柜左側(cè)裝有試驗(yàn)臺電源（AC220V、50Hz）輸入接口、兩臺外部電源引入端口，實(shí)現(xiàn)外部電源的控制。

面板左側(cè)是電源控制部分，依次為外部交流電源電壓表顯示、試驗(yàn)臺供電開關(guān)、外部電源（1）控制開關(guān)、外部電源（2）控制開關(guān)。

電源控制面板右側(cè)為接觸電阻測量面板，依次為低阻表，用于顯示被測設(shè)備的接觸電阻；接觸電阻測量控制開關(guān)，接通開關(guān)，低阻表開始進(jìn)行接觸電阻測量；24V+、24V-，用于提供接觸電阻測量所需直流電源，進(jìn)行測量時(shí)，將這兩個(gè)端口連接到被測設(shè)備兩端；U+、U-，接觸電阻測量端口，測量時(shí)，將接觸電阻測量兩端連接至該接口。

觸點(diǎn)壓差測量面板如圖2所示，上方毫伏表顯示的是被測觸點(diǎn)的觸點(diǎn)壓差，單位mV；下方左側(cè)為測量接口，將被測觸點(diǎn)兩端連接至該接口；右側(cè)是觸點(diǎn)壓差測量開關(guān)，接通開關(guān)，接通電路，開始測量，毫伏表顯示壓差數(shù)值。進(jìn)行觸點(diǎn)壓差測量時(shí)，需利用外部直流穩(wěn)壓電源和試驗(yàn)臺上的負(fù)載電阻，使被測設(shè)備工作于額定狀態(tài)，然后進(jìn)行壓差測量。

動作時(shí)間測量面板如圖2所示，包括有計(jì)時(shí)表、計(jì)時(shí)表測量接口S1、S2、GND以及計(jì)時(shí)表控制開關(guān)。計(jì)時(shí)表分為雙端和單端測量，通過計(jì)時(shí)表上的控制按鈕進(jìn)行切換，切換到對應(yīng)模式，計(jì)時(shí)表上的“單端”或“雙端”燈燃亮，計(jì)時(shí)表上的顯示按鈕用于控制顯示屏是否顯示；測量完畢進(jìn)行下一次測量前，通過“復(fù)位”按鈕清空當(dāng)前數(shù)據(jù)。當(dāng)模式為雙端時(shí)，S1、S2分別連接被測設(shè)備的先后兩個(gè)信號輸入，兩個(gè)信號地都連接至GND端；當(dāng)模式為單端時(shí)，用S2和GND接受信號輸入。

面板右側(cè)為負(fù)載調(diào)節(jié)與控制模塊，如圖3所示。上方的直流電壓表、直流電流表分別指示負(fù)載電阻兩端的電壓以及流過負(fù)載的電流，表下的接口留作檢定使用；右側(cè)的直流毫安表用于電流型繼電器動作電流測量，其下接口為測量接口，當(dāng)需要該表測量毫安電流時(shí)，將表串入電路。負(fù)載控制部分位于整個(gè)模塊中下部，可通過接通對應(yīng)開關(guān)接通負(fù)載，負(fù)載總開關(guān)控制負(fù)載以及負(fù)載風(fēng)扇的接通和斷開，總負(fù)載電流不能超過50A，負(fù)載工作中，應(yīng)注意風(fēng)扇是否工作，若不工作，應(yīng)停機(jī)檢查。負(fù)載的接口位于面板右下方。右側(cè)中央的3W可調(diào)電阻用于和其上方的毫安表配合使用，當(dāng)測量電流型繼電器動作電流時(shí)，將其和毫安表串聯(lián)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

圖3 負(fù)載調(diào)節(jié)與控制模塊面板

2、試驗(yàn)臺使用方法和檢查操作步驟

2.1 電纜連接

通過配套的專用電源電纜將試驗(yàn)器交流供電插座與AC220V/50Hz交流插座可靠連接；通過配套的專用測試線將試驗(yàn)臺檢測插座與對應(yīng)的電氣附件可靠連接。

2.2 典型電氣附件（JK型繼電器）性能檢查操作步驟

2.2.1 準(zhǔn)備工作

連接試驗(yàn)臺電源，接通實(shí)驗(yàn)臺供電開關(guān)，實(shí)驗(yàn)臺供電電壓表指示電網(wǎng)電壓，試驗(yàn)臺控制面板上各測量儀表進(jìn)行上電自檢，自檢結(jié)束，除低阻表、毫伏表、毫安表外，其余儀表均指示零。

2.2.2 檢查繼電器的接觸電阻，額定電壓下線圈工作電流

① 按圖4接線，圖中，繼電器線圈供電電源采用外部可調(diào)直流穩(wěn)壓電源APS3005S-3D，將電源的輸出端連接到試驗(yàn)臺左側(cè)的外部電源（1）接線柱上，再連接到繼電器線圈；將繼電器觸頭連接到接觸電阻測量面板部分的“24V+”、“24V-”接線柱上，再將繼電器觸頭兩端連接到接觸電阻測量面板下放的“U+”、“U-” 接線柱上，為防止線路電阻影響，此導(dǎo)線盡量選用粗短導(dǎo)線，并確保與繼電器觸頭的可靠連接。

圖4 繼電器接觸電阻、線圈工作電流測量接線圖

② 將外部可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的電壓調(diào)整為27V，接通“外部電源（1）控制開關(guān)”，將接觸電阻測量面板中央的“接觸電阻測試”開關(guān)接通，此時(shí)，接觸電阻測量面板上方的低阻表顯示窗口中顯示值即接觸電阻，外部可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的電流表指示即為此繼電器線圈額定狀態(tài)下的線圈電流，斷開“接觸電阻測試”開關(guān)，將測量端從繼電器觸點(diǎn)兩端取下并短接，將剛才測得的接觸電阻減去線路電阻，即得此繼電器被測觸頭的接觸電阻，記錄繼電器接觸電阻以及額定線圈電流數(shù)值。

③ 重復(fù)前面步驟，測量其余觸點(diǎn)接觸電阻。

2.2.3 檢查繼電器吸動電壓或電流、吸動動作時(shí)間

① 按圖5接線；

② 吸動電壓測試：

將外部可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的電壓降至0V，接通“外部電源（1）控制開關(guān)”，緩慢升高直流穩(wěn)壓電源電壓，當(dāng)聽到繼電器吸合動作時(shí)，停止調(diào)節(jié)，此時(shí)，可調(diào)直流穩(wěn)壓電源面板上電壓表顯示的電壓即為繼電器吸動電壓，記錄此電壓值。

③ 吸動動作時(shí)間測試：

準(zhǔn)備工作：將外部可調(diào)直流穩(wěn)壓電源電壓調(diào)至27V，將接觸電阻測量面板中央的“接觸電阻測試”開關(guān)接通，接通動作時(shí)間測量面板右下方的控制開關(guān)，通過按壓計(jì)時(shí)表右側(cè)的“控制”鍵使計(jì)時(shí)表工作于“雙端”狀態(tài)，“雙端指示燈”燃亮。

測量：按壓計(jì)時(shí)表右側(cè)“復(fù)位”鍵，接通“外部電源（1）控制開關(guān)”，繼電器動作，雙觸發(fā)計(jì)時(shí)表顯示數(shù)值即為繼電器吸動動作時(shí)間，記錄吸動動作時(shí)間。

圖5 繼電器吸動電壓、吸動動作時(shí)間測量接線圖

保持上圖接線不變,可以檢查繼電器釋放電壓或電流、釋放動作時(shí)間。

3、試驗(yàn)臺的優(yōu)點(diǎn)

該電氣附件綜合試驗(yàn)臺與國內(nèi)外同類產(chǎn)品相比具有以下特點(diǎn)：

3.1 分體化設(shè)計(jì)，操作使用方便，測試工作效率較高。

該試驗(yàn)臺在設(shè)計(jì)上將大功率負(fù)載控制柜和試驗(yàn)器進(jìn)行了分體化設(shè)計(jì)，適于部隊(duì)的轉(zhuǎn)場訓(xùn)練，同時(shí)具有較高的通用能力。

3.2 測試精度、準(zhǔn)確度高。

該試驗(yàn)臺所有面板儀表全部選用了盤裝式智能化數(shù)字儀表，能夠測量各種電參數(shù)的真有效值、觸電的接觸電阻、電磁控制設(shè)備的動作時(shí)間，使試驗(yàn)臺具有較高的測試精度。

3.3 較高的可靠性和安全性。

該試驗(yàn)臺設(shè)計(jì)了完整的試驗(yàn)臺和被測電氣附件檢測安全報(bào)警系統(tǒng)，具有較高的可靠性和安全性。

3.4 維護(hù)檢定方便，綜合測試特點(diǎn)突出

該試驗(yàn)臺設(shè)計(jì)了儀表檢定接口，便于試驗(yàn)器的日常檢定和校準(zhǔn)，并且可外掛多種儀器，便于拓展試驗(yàn)器的測試功能。通過電路連接，在試驗(yàn)臺上可完成5類共300余種飛機(jī)電氣附件的性能指標(biāo)測試。

4、結(jié)束語

該電氣附件綜合試驗(yàn)臺是為某部隊(duì)地面維護(hù)工作研制的二線檢測設(shè)備，能夠根據(jù)飛機(jī)地面維護(hù)工作的要求，全面檢測飛機(jī)電氣附件的性能數(shù)據(jù)。幾年來，先后完成了繼電器、接觸器、自動保護(hù)開關(guān)、微電阻器等多類器件的觸點(diǎn)接觸電阻、額定電流時(shí)電路連接裝置兩端的電壓差及負(fù)載工作狀態(tài)等的性能試驗(yàn)。測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠，操作使用方便，深受部隊(duì)使用人員的好評。

[1]吳偉，郭勇，程俊東. 基于PXI總線技術(shù)的飛機(jī)電氣綜合測試系統(tǒng)[J]. 計(jì)算機(jī)測量與控制.2004，12(9)

[2]劉慧英，馬濤，寧飛. 基于PCI數(shù)據(jù)采集卡的飛機(jī)電氣參數(shù)測試系統(tǒng)[J].電子技術(shù)應(yīng)用.No.1,2006

[3]廖向紅，王兵. A310飛機(jī)C檢電氣故障排故淺析[J].航空維修與工程. No.5,2009

TP274

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.09.082

郝世勇（1969-），男，碩士，講師，從事航空電氣技術(shù)科研與教學(xué)工作。