杜濤

摘 要：用于通航飛機飛行過程中通信，導(dǎo)航和照明等眾多領(lǐng)域的發(fā)電機的正常工作在保障飛機飛行安全方面具有十分重要的意義。文章對通航飛機發(fā)電機的結(jié)構(gòu)和工作原理進行了介紹，在此基礎(chǔ)上對常見的引起電壓故障的原因進行了分析，并提出了相應(yīng)的解決方案，在指導(dǎo)通航飛機發(fā)電機電壓故障排除方面具有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：通航飛機；交流-直流發(fā)電機；電壓故障

中圖分類號：TP15 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）21-0193-02

1 概述

CESSNA 172型飛機和PA-44-180型飛機是典型的、應(yīng)用最為普遍的通航領(lǐng)域飛機，其電源系統(tǒng)的穩(wěn)定工作可以提高其出勤率和保障其飛行訓(xùn)練任務(wù)的安全性。通航飛機的電源系統(tǒng)包括主電源（交流-直流發(fā)電機）、應(yīng)急電源以及接線盒和供電網(wǎng)絡(luò)等[1]。用于通航飛機上的發(fā)電機主要功能是為飛機上的各種電子設(shè)備進行供電，或者將電能轉(zhuǎn)化為熱能進行加熱操作，如對皮托管加溫，還有就是電能和機械能的轉(zhuǎn)換，帶動起動機和各種型號泵的工作，以及為飛機提供照明服務(wù)[2，3]。這種發(fā)電機對飛機的通訊，導(dǎo)航，照明燈都具有重要的意義，如果在發(fā)電機工作時發(fā)生電壓故障會對飛機的飛行安全造成嚴(yán)重的影響，釀成不可挽回的重大飛行事故。因此通航飛機發(fā)電機電壓故障的檢測和排除在飛機的日常維護工作中意義重大。本文對通航飛機發(fā)電機結(jié)構(gòu)和工作原理進行了闡述，在此基礎(chǔ)上對幾種常見的電壓故障進行了分析并對提出了相應(yīng)的故障排除解決方案，為保障通航飛機發(fā)電機的正常工作，解決電壓故障提供了指導(dǎo)參考。

2 通航飛機發(fā)電機結(jié)構(gòu)及工作原理

圖1所示為通航飛機發(fā)電機結(jié)構(gòu)示意圖，主要包括：主發(fā)電機和勵磁機，如圖1所示，并且主發(fā)電機的勵磁繞組和勵磁機的電樞繞組通過旋轉(zhuǎn)整流器連接，當(dāng)勵磁機的電樞繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動勢時，這時通過整流橋給主發(fā)電機的勵磁繞組供電。在交流勵磁能力小于直流勵磁能力，將切換成直流勵磁，通過二極管整流后，使得勵磁機的勵磁電流能從交流電轉(zhuǎn)換成直流電，是一個可實現(xiàn)的平滑過渡過程。目前CESSNA172型通航飛機主要采用一種9910591-11型電機，主要參數(shù)為28V直流，60A額定電流，這種發(fā)電機的轉(zhuǎn)子上裝有勵磁線圈，電刷和滑環(huán)將勵磁電流加載與線圈上，磁場處于不停旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，電樞線圈以三項星型的方式連接，位于定子上交流可以通過二極管（6只）被整流成直流電，之后輸出。

3 通航飛機發(fā)電機常見電壓故障分析及處理方法

3.1 碳刷問題導(dǎo)致的電壓故障

發(fā)電機中碳刷的作用是將位于勵磁線圈上的導(dǎo)電環(huán)連接起來，而發(fā)電機在工作時以較高的轉(zhuǎn)速不斷旋轉(zhuǎn)，勵磁線圈起到轉(zhuǎn)子的作用，此時，碳刷與位于勵磁線圈上的導(dǎo)電環(huán)摩擦劇烈，所以會導(dǎo)致電壓故障的產(chǎn)生。針對這種故障形式的處理方法見圖2。

3.2 ACU問題導(dǎo)致的電壓故障

發(fā)電機控制組件ACU安裝在飛機電源接線盒內(nèi)，電源接線盒（J-BOX）安裝在發(fā)動機艙防火墻的左側(cè)。發(fā)電機控制組件的功能包括了電壓的自動調(diào)節(jié)、過壓保護、低壓警告、反流割斷等控制和保護功能，飛機正常發(fā)電時，自動控制電壓的大小保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，所以當(dāng)飛機供給的電壓過高或過低時，可以采取更換新的ACU來排除電壓故障。

3.3 線路短路問題導(dǎo)致的電壓故障

線路短路將導(dǎo)致發(fā)電機保護裝置作動，使發(fā)電機發(fā)電失效，針對問題應(yīng)進行相應(yīng)的線路檢查。檢查發(fā)電機B導(dǎo)線是否短路接地，查找場效導(dǎo)線和發(fā)電機B導(dǎo)線之間是否短路，根據(jù)需要修理或更換。檢查發(fā)電機和ACU之間的連接線路是否短路接地。斷開PB018接線盒接頭的連接，查找從JB018插口C到發(fā)電機繼電器和ACU的紅線是否短路接地。查找在發(fā)電機開關(guān)和接線盒之間的發(fā)電機開關(guān)導(dǎo)線是否短路。針對短路或破損的線路，根據(jù)需要進行修理或更換，從而排除電壓故障。

3.4 發(fā)電機繼電器問題導(dǎo)致的電壓故障

飛機的發(fā)電機繼電器損壞也將影響飛機的供電，一般更換為新件后電壓恢復(fù)正常。在地面飛機不開車，將發(fā)電機開關(guān)打開，對發(fā)電機繼電器的兩個大接頭的電瓶電壓進行檢查，如果只有一個大接頭上檢測有電瓶電壓，則更換新的發(fā)電機繼電器，電壓故障排除。

3.5 線圈問題導(dǎo)致的電壓故障

位于發(fā)電機定子、轉(zhuǎn)子上的線圈的絕緣性決定了發(fā)電機的使用壽命，線圈發(fā)生破損后導(dǎo)致絕緣性能下降會對發(fā)電機的輸出電壓造成影響。

對于線圈問題導(dǎo)致的電壓故障的處理方法如圖3所示，在進行該類電壓故障的檢修時，應(yīng)將電阻檢測、肉眼檢測和性能檢測三種檢測方法相結(jié)合，當(dāng)線圈電阻減小、絕緣漆層損壞和性能檢測結(jié)果不合格時，需要對絕緣層進行修補。這種修補方法可以修補線圈的絕緣漆層，達到改善線圈絕緣性能的目的。

3.6 電容問題導(dǎo)致的電壓故障

電容在通航飛機發(fā)電機中起到濾波的作用，這種電容可以將波動的起伏電流過濾掉，使控制飛機的精密儀表和器械免于波動電流的干擾。當(dāng)電容受損時會使飛行設(shè)備無法正常工作，同時還會使發(fā)電機的輸出電壓產(chǎn)生波動。

針對上述問題進行故障檢測，處理方法流程見圖4，在進行電容問題導(dǎo)致的電壓故障檢修時，應(yīng)當(dāng)同時進行電容容量和接線片的檢測，前者主要檢測電容的大小變化，后者側(cè)重于接線片是否發(fā)生腐蝕。當(dāng)電容大小變化劇烈時必須更換新的電容，而對于接線片發(fā)生腐蝕的情況，需要對接線片打磨后涂抹油脂防止其腐蝕。

3.7 軸承問題導(dǎo)致的電壓故障

圖5為軸承問題導(dǎo)致電壓故障的處理方法流程。

軸承是通航飛機發(fā)電機的重要組成部分，其作用是減小摩擦和支撐發(fā)電機主軸，當(dāng)軸承發(fā)生損毀時轉(zhuǎn)子和定子會發(fā)生掃膛和對地等現(xiàn)象，導(dǎo)致發(fā)電機發(fā)生損壞，影響電壓的輸出。

4 結(jié)束語

綜上所述， 造成通航飛機發(fā)電機電壓故障的主要故障區(qū)域有發(fā)電機內(nèi)電刷、線圈、電容和軸承等。本文在分析發(fā)電機結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上對相應(yīng)電壓故障的產(chǎn)生原因進行了分析，并提出了對應(yīng)的解決方案。日常維修對于通航飛機的飛行安全和使用壽命意義重大，故障排除不僅要求工作者能夠遵照維修手冊進行操作，還要求維修者善于總結(jié)日常工作中的經(jīng)驗，提高維修工作的質(zhì)量和效率。

參考文獻：

[1]董希建.飛機交流發(fā)電機控制器的技術(shù)研究[D].南京航空航天大學(xué)，2008.

[2]Jia Y，Rajashekara K.An Induction Generator based AC/DC Hybrid Electric Power Generation System for More Electric Aircraft[J].IEEE Transactions on Industry Applications，2017，99：1.

[3]劉志敏，李賑，金明智.某型飛機發(fā)電機供電系統(tǒng)一起典型故障的分析[J].西安航空學(xué)院學(xué)報，2014，32（3）：28-30.