李斌

摘 要：該文討論了一個比較罕見的發(fā)電機線路故障，通過系統的講解發(fā)動機發(fā)電和相關部件原理，清晰的區(qū)分了各個部件故障的異同之處，整個排故過程邏輯縝密，思維清晰，為發(fā)電機系統故障梳理清了排故方法。并清晰的總結了飛機線路故障的各個特性，為之后的線路故障排故提供了幫助。

關鍵詞：欠壓 虛接 GCR 電壓調節(jié) 交流發(fā)電機 勵磁電壓 線路故障 高振動

中圖分類號：V267.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）02（a）-0035-02

1 故障現象

航后機組反映啟動好右發(fā)后M238板右發(fā)LV燈亮。航后試車，發(fā)現啟動好右發(fā)后，電壓頻率無指示，剩磁電壓10 V，但電源能正常接通，接通后電壓頻率均正常。從右發(fā)轉換到APU電源時，右發(fā)依然發(fā)電但電壓下降到100 V左右擺動，頻率正常，有時M238面板右發(fā)LV燈會亮，并且GCR脫開，然后無電壓頻率指示。

2 相關知識

737-300發(fā)動機發(fā)電系統包括：恒速傳動機構CSD，交流發(fā)電機，GCU，GB，電路保護傳感器。

恒速傳動機構（CSD）：CSD是一個液壓機械式的傳動裝置，他的作用是將變化的發(fā)動機轉速轉換為恒定的轉速用于驅動發(fā)電機產生恒頻交流電源。他可以在P5面板上手動脫開，脫開后必須在地面作動復位受柄才可以復位。CSD產生的熱量借助滑油在滑油冷卻器中被散發(fā)，當滑油溫度達到157 ℃時，HIGH OIL TEMP燈亮。當滑油壓力降到120～160PSI時點亮LOW PRESSURE燈，兩個燈點亮均不脫開CSD且不影響轉速。

交流發(fā)電機：737-300飛機的發(fā)電機是三相交流同步發(fā)電機。該發(fā)電機具體由一個勵磁發(fā)電機，一個旋轉整流器，以及一個主發(fā)電機構成，由恒速裝置CSD帶動發(fā)電。勵磁發(fā)電機由GCU（發(fā)電機控制組件）的電壓調節(jié)器（簡稱VR）提供直流的勵磁電壓，而旋轉的勵磁發(fā)電機產生了三相交流電壓，此電壓經過旋轉整流器整流產生直流的電壓送入到主發(fā)電機的轉子生成旋轉的電磁場從而在主發(fā)電機的靜子上產生交變的三相電壓輸出。當GCR沒有閉合時，在永磁鐵的作用下，勵磁發(fā)電機輸出15～20 V電壓，GCR閉和后，在GCU內部的勵磁機電源的作用下，電壓從15～20 V不經調節(jié)直接增加到100 V，當電壓達到100 V時，電壓調節(jié)器接入電路，調節(jié)電壓穩(wěn)定在115 V。

GCU：他的作用是為發(fā)電機系統提供勵磁，控制和保護功能，是發(fā)動機發(fā)電的主控制器。勵磁的功能是通過其內部的勵磁電源供給元件將三相交流電轉換成直流脈沖電壓，用于發(fā)電機勵磁?？刂乒δ芡ㄟ^電壓調節(jié)器來完成，電壓調節(jié)器通過控制發(fā)電機的勵磁機的勵磁電源來實現。GCU為發(fā)電機提供過壓130+-3 V，欠壓100+-3 V（有7 s的延時），過頻，欠頻，過流170～175 A和差動電流保護功能20～30 A。其中只有和過頻和欠頻保護功能不斷開GCR，另外還可以通過發(fā)動機電門關斷，CSD脫開和提起發(fā)動機滅火手柄來斷開GCR。

GB：主發(fā)動機接觸器用來控制電源向交流匯流條供電，當發(fā)生以下情況時GB斷開：GCR斷開，相臨的APU電門閉和，地面電源電門閉和，或者發(fā)電機過頻或者欠頻。當GB斷開時，P5面板上的GEN OFF BUS點亮。

T8傳感器：T8包括4個線圈，其中一個探測電流用來監(jiān)控過流狀況的發(fā)生，一個探測用來GCU進行功率限制，一個用來作為勵磁放大功能，還有一個用來進行排故時觀察每相電流的大小。

3 排故過程

現在我們再回想下故障現象：從右發(fā)轉換到APU電源時，右發(fā)依然發(fā)電但電壓下降到100 V左右擺動，頻率正常，有時M238面板右發(fā)LV燈會亮，并且GCR脫開，然后無電壓頻率指示。

從上述現象我們可以看到只有當轉換APU電源的時候才出現故障。因此排故方向轉向AGB前面的電路和AGB上面，由圖1所示飛機的交流電是并聯供電，后接為主的原則。APU供電和外接電源供電和發(fā)動機供電都是并聯的。因此想到利用外接電源供電來測試發(fā)動機是否還會出現類似故障。結果使用外部電源供電后，結果故障再現。由此排除APU和外部電源部分的影響。

排除外部因素以后，我們再來回想下其他故障現象：其中頻率正常說明CSD的工作是正常的，能夠保證發(fā)電機以一個恒定的轉速運轉。APU電接入后，GCB是斷開的，P5板指示是從發(fā)電機其中一項引入的，電壓下降到100 V左右擺動，說明故障集中在發(fā)電機的電壓控制電路有問題，其中現象M238面板右發(fā)LV燈會亮，并且GCR脫開，然后無電壓頻率指示都可以佐證發(fā)電機電壓控制出問題導致電壓不穩(wěn)，觸發(fā)了電壓保護。因此，后續(xù)的排故就鎖定在發(fā)動機發(fā)電系統本身故障。

在發(fā)動機發(fā)電系統中GCU是整個系統的控制部件，其中的電壓調節(jié)器損壞會使電壓調節(jié)不穩(wěn)定。另外電壓調節(jié)器的電壓調節(jié)要經過GCR的線路，因此GCR的觸點燒蝕，不斷變化的電阻也會導致電壓一直在110 V上下跳動。其次電壓調節(jié)器的輸入是由T8傳感器給的信號，并且T8傳感器其中一路是給勵磁電源的，因此T8傳感器損壞也會造成電壓的不穩(wěn)定?？紤]上述因素之后依次更換了GCU，測量了T8傳感器未能排除故障，無奈之下又更換了GB，發(fā)電機，CSD也未能排除故障。

在幾乎更換完所有系統部件之后，最后將疑點鎖定在各部件附屬線路上，通過不斷的排查，最后量線發(fā)現GD2754-AC接地線的接線片裂開，更換接線片之后，故障排除。如圖2所示。

4 故障分析

通過最后量線得知，GD2754-AC接線片裂開，但是沒有分離。發(fā)動機啟動以后，接線片在高震動下不斷的閉和脫離，相當于在發(fā)電機和地之間加了一個變化的電阻。這時候量剩磁電壓，因為沒有接負載，這個電阻相當于發(fā)電機內阻很大，會起到分壓作用，因此量的剩磁電壓會偏小，兩次實際量的電壓為10 V，14 V。

當GCR閉和后，在右發(fā)發(fā)電機斷開GB2也就是無飛機負載的情況下，接觸電阻在環(huán)路中占的比重較大，因此導致發(fā)電機的相電壓下降，雖然電壓調節(jié)器可以調節(jié)，但由于這時的負載電流很小，由發(fā)電機的調節(jié)特性得知這時的勵磁電流也比較小，調節(jié)能力不足，導致端壓較低并有可能觸發(fā)LV燈亮（當接觸電阻由于震動變得較大時）；在閉合GB2接入飛機負載的情況下，負載電流增大至幾十安培，接觸電阻導致的壓降對于由于負載電流增大引起的壓降相對較小。這時電壓調節(jié)器增大勵磁電流更容易調節(jié)電壓穩(wěn)定電壓在115 V左右。

5 結語

隨著飛機的服務時間越來越長，線路故障逐漸增多，給故障排除帶來很大的壓力。但是線路故障也是有一定規(guī)律的，從發(fā)生的區(qū)域上，以下幾個區(qū)域比較多發(fā)：飛機經常拆裝維護的區(qū)域；最近做過改裝等較大工作的區(qū)域；飛機震動區(qū)域比如發(fā)動機，大翼根部等；環(huán)境較惡劣的區(qū)域比如輪艙等。從故障現象上有以下幾個特點：故障的發(fā)生有一定過程，先是間歇性的后續(xù)逐漸故障穩(wěn)定；間歇性故障在地面比較難模擬；電阻電壓測量時，數值變化。一但故障明確為線路損傷的原因后，可以通過隔離線路，裝置萬用表，搖線的方法來進行排故。對工作人員來說就需要更多的耐心和細心。

參考文獻

[1] 737-300Aircraft Maintenance Manual boeing[Z].

[2] 737-300System Schematic Manual boeing[Z].

[3] 737-300Fault Isolation Manual boeing[Z].