武甲

摘 要：飛機(jī)的電源系統(tǒng)是飛機(jī)上重要的功能系統(tǒng)之一，其作用是為整架飛機(jī)提供通訊、導(dǎo)航及操縱系統(tǒng)控制所需電能。飛機(jī)上能產(chǎn)生電能的設(shè)備組合（包括電源和電源調(diào)節(jié)、電源控制和電源保護(hù)設(shè)備）叫作飛機(jī)電源系統(tǒng)，電源系統(tǒng)有主電源、輔助電源、應(yīng)急電源和二次電源。飛機(jī)上用來(lái)傳輸、分配、轉(zhuǎn)換和控制電能的導(dǎo)線和設(shè)備，稱為飛機(jī)配電系統(tǒng)或者飛機(jī)電網(wǎng)系統(tǒng)。本文簡(jiǎn)述了通用飛機(jī)電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成優(yōu)點(diǎn)及針對(duì)SR20機(jī)型電源系統(tǒng)原理的介紹，重點(diǎn)是針對(duì)其在使用過(guò)程中出現(xiàn)的故障進(jìn)行了原因分析和處理流程，并提出了在電源系統(tǒng)維護(hù)工作中的注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：電源系統(tǒng) 發(fā)電機(jī) 電瓶 MCU

中圖分類號(hào)：V44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）09（b）-0011-02

1 飛機(jī)電源系統(tǒng)概述

飛機(jī)的電網(wǎng)系統(tǒng)主要由傳輸電能的導(dǎo)線和電纜、防止導(dǎo)線和設(shè)備受短路或超載危害的保護(hù)裝置、配電裝置、電源、用電設(shè)備的控制和轉(zhuǎn)換裝置及電源檢查儀表等組成?，F(xiàn)代飛機(jī)技術(shù)水平在快速地發(fā)展和提升，為了更好地完成飛行任務(wù)，更主要的是要保證飛行安全，需要大量地裝備先進(jìn)機(jī)載設(shè)備。飛機(jī)上的大部分機(jī)載設(shè)備采用的都是電能工作。飛機(jī)的電源系統(tǒng)和飛機(jī)的配電系統(tǒng)總稱為飛機(jī)供電系統(tǒng)。飛機(jī)上的供電系統(tǒng)與飛機(jī)上用電的機(jī)載設(shè)備總稱為飛機(jī)電力系統(tǒng)。這些電力系統(tǒng)在飛機(jī)長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展過(guò)程中都發(fā)揮了它們的作用，并在一段時(shí)間的使用維護(hù)中發(fā)現(xiàn)了它們的優(yōu)缺點(diǎn)。所以隨著飛機(jī)的發(fā)展各國(guó)和各個(gè)飛機(jī)生產(chǎn)廠都在研發(fā)和改進(jìn)最理想的飛機(jī)供電系統(tǒng)。

從飛機(jī)發(fā)明至今，飛機(jī)電源系統(tǒng)有突出優(yōu)點(diǎn)的就是低壓直流供電系統(tǒng)充當(dāng)飛機(jī)主電源。

（1）更容易實(shí)現(xiàn)飛機(jī)上多臺(tái)發(fā)電機(jī)和蓄電瓶的并聯(lián)供電，并保證在各種電源轉(zhuǎn)換中不會(huì)斷電，機(jī)載設(shè)備用電和傳輸電更安全可靠。

（2）直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能好，直流供電系統(tǒng)的操作和控制更簡(jiǎn)單。

（3）直流的發(fā)電機(jī)也可以作為起動(dòng)電動(dòng)機(jī)使用，可以減輕飛機(jī)機(jī)載設(shè)備總重量。

（4）由于低壓直流電壓低，對(duì)各種機(jī)載用電設(shè)備、導(dǎo)線、插頭等設(shè)備是非常安全可靠的。

（5）低壓直流供電系統(tǒng)的原理和技術(shù)簡(jiǎn)單，整體好維護(hù)，維護(hù)周期短維護(hù)費(fèi)用低。

在通用航空中的中小型飛機(jī)，沒(méi)有較多的機(jī)載設(shè)備，不需要在很高的高空飛行和以很高的速度飛行，每臺(tái)發(fā)電機(jī)的功率都不高的情況下，低壓直流供電系統(tǒng)得到了最廣泛的使用。在這種條件下低壓直流供電系統(tǒng)是最理想和最適合的供電系統(tǒng)。

2 SR20飛機(jī)電源系統(tǒng)概述及常見(jiàn)故障

SR20飛機(jī)是美國(guó)西銳公司生產(chǎn)的主力機(jī)型。飛機(jī)電源系統(tǒng)是保證飛行安全的重要系統(tǒng)，為整架飛機(jī)包括發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)、飛行操縱控制、通訊、導(dǎo)航等提供可靠的電能。SR20飛機(jī)電源系統(tǒng)因?yàn)槲麂J公司生產(chǎn)飛機(jī)的時(shí)期不同，按飛機(jī)序列號(hào)劃分飛機(jī)電源系統(tǒng)也有很大的差異。本文主要介紹由兩臺(tái)發(fā)電機(jī)、兩個(gè)電瓶和一個(gè)MCU所組成的電源系統(tǒng)，并且對(duì)在平時(shí)的使用維護(hù)中出現(xiàn)的一般故障進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析。本文對(duì)SR20飛機(jī)的電源系統(tǒng)作了簡(jiǎn)單介紹，針對(duì)其在維護(hù)過(guò)程中出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析，并且明確電源系統(tǒng)維護(hù)工作中的注意事項(xiàng)。

SR20飛機(jī)配備的是28V直流電源系統(tǒng)，低壓直流供電更安全，更有效地保護(hù)機(jī)載用電設(shè)備。飛機(jī)電源系統(tǒng)是由兩臺(tái)直流發(fā)電機(jī)、兩個(gè)電瓶、一個(gè)MCU等組成。這套電源系統(tǒng)為飛機(jī)上的機(jī)載電子設(shè)備、發(fā)動(dòng)機(jī)儀表、飛行儀表，燈光照明系統(tǒng)以及電氣操縱和飛行控制系統(tǒng)提供可靠的電能。SR20飛機(jī)配備的是28V直流電源系統(tǒng)，低壓直流供電更安全，更有效地保護(hù)機(jī)載用電設(shè)備。

2.1 飛機(jī)機(jī)載電瓶

SR20飛機(jī)機(jī)載電瓶由主電瓶（稱為1號(hào)電瓶）和備用電瓶（稱為2號(hào)電瓶）組成的。1號(hào)電瓶是24V，10A的鉛酸航空型電瓶。1號(hào)電瓶安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)防火墻的電瓶架上，并配備了防止電解液溢出的通風(fēng)蓋。1號(hào)電瓶由駕駛艙飛行員面板BAT1開(kāi)關(guān)獨(dú)立控制，當(dāng)該開(kāi)關(guān)在ON位時(shí)，接通、MCU內(nèi)部1號(hào)電瓶繼電器，將1號(hào)電瓶連接到主分配匯流條上。當(dāng)2號(hào)電瓶或兩臺(tái)發(fā)電機(jī)發(fā)生故障時(shí)就作為應(yīng)急電源使用，可以為飛機(jī)上所有的機(jī)載設(shè)備供電。當(dāng)1號(hào)發(fā)電機(jī)不發(fā)電時(shí)，1號(hào)電瓶還為著陸燈和空調(diào)提供電源。1號(hào)電瓶為飛機(jī)起動(dòng)機(jī)供電來(lái)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。

2號(hào)電瓶是免維護(hù)的全密封鉛酸充電電瓶，由兩個(gè)12V、7A時(shí)的電瓶串聯(lián)在一個(gè)盒子內(nèi)提供24V直流電。2號(hào)電瓶安裝在行李艙隔框后，2號(hào)電瓶由駕駛艙飛行員面板BAT2開(kāi)關(guān)獨(dú)立控制。當(dāng)該開(kāi)關(guān)在ON位時(shí)，接通位于安裝2號(hào)電瓶盒子旁邊的繼電器，將2號(hào)電瓶通過(guò)MCU連接到斷路器。2號(hào)電瓶主要用來(lái)為基本設(shè)備匯流條供電?；驹O(shè)備匯流條分配電源到警告燈、備用的電動(dòng)地評(píng)儀、PFD、GIA1、失速警告和2號(hào)發(fā)電機(jī)等。

2.2 飛機(jī)發(fā)電機(jī)

SR20飛機(jī)的發(fā)電機(jī)一共有兩臺(tái)，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)都是三相交流發(fā)電機(jī)，每臺(tái)發(fā)電機(jī)的內(nèi)部都有整流器，用兩個(gè)二極管整流每一相的輸出電流。二極管起到阻止反向電流的作用。其中1號(hào)發(fā)電機(jī)安裝發(fā)動(dòng)機(jī)右前部，由皮帶連接螺旋槳傳動(dòng)。主要是在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速下為飛機(jī)整機(jī)供電，空調(diào)系統(tǒng)全程都是由1號(hào)發(fā)電機(jī)來(lái)供電，1號(hào)電瓶只由1號(hào)發(fā)電機(jī)來(lái)充電。2號(hào)發(fā)電機(jī)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)后部，固定在發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪箱上，由齒輪傳動(dòng)。主要是在發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速下為飛機(jī)整機(jī)供電。當(dāng)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)處于低轉(zhuǎn)速狀態(tài)下時(shí)由1號(hào)發(fā)電機(jī)供電，當(dāng)轉(zhuǎn)速不斷地升高2號(hào)發(fā)電機(jī)開(kāi)始發(fā)電，1號(hào)發(fā)電機(jī)漸漸地退出工作不發(fā)電或者只給1號(hào)電瓶充電和給空調(diào)供電。當(dāng)轉(zhuǎn)速降低接近慢車(chē)轉(zhuǎn)速時(shí)2號(hào)發(fā)電機(jī)退出工作并不發(fā)電，此時(shí)只有1號(hào)發(fā)電機(jī)為整機(jī)供電。每臺(tái)發(fā)電機(jī)的輸出電壓取決于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)和發(fā)電機(jī)所承擔(dān)的負(fù)載數(shù)量。無(wú)論在任何時(shí)候，只要由一臺(tái)發(fā)電機(jī)因轉(zhuǎn)速過(guò)低或者故障或者發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)未打開(kāi)，只要發(fā)電機(jī)沒(méi)有工作，駕駛艙的顯示器上會(huì)出現(xiàn)警告信息，并且可以明確地顯示是哪臺(tái)發(fā)電機(jī)沒(méi)有工作。當(dāng)2號(hào)發(fā)電機(jī)不工作，1號(hào)發(fā)電機(jī)將通過(guò)1號(hào)主分配匯流條向基本設(shè)備匯流條供電。當(dāng)1號(hào)發(fā)電機(jī)不工作，2號(hào)發(fā)電機(jī)將通過(guò)2號(hào)主分配匯流條向基本設(shè)備匯流條供電。所有電能來(lái)源中只要有一個(gè)保持正常，基本分配匯流條就能為所有關(guān)鍵的飛行儀表和重要機(jī)載設(shè)備提供連續(xù)的電源。在駕駛艙斷路器板上，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)有各自的5A斷路器，用以保護(hù)發(fā)電機(jī)，提高了飛機(jī)電源系統(tǒng)的可靠性和安全性。endprint

2.3 MCU

MCU是西銳飛機(jī)電源系統(tǒng)的核心部件也是最重要的部件，在MCU中控制1號(hào)發(fā)電機(jī)、2號(hào)發(fā)電機(jī)、起動(dòng)機(jī)、著陸燈、外接電源等。MCU內(nèi)部包括的部件有：集成電路板、著陸燈保險(xiǎn)、1號(hào)電瓶繼電器、地面電源繼電器、起動(dòng)繼電器、各個(gè)供電線路的保險(xiǎn)、1號(hào)發(fā)電機(jī)、2號(hào)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁模塊等。1號(hào)發(fā)電機(jī)和2號(hào)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁模塊通過(guò)調(diào)節(jié)輸入發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電壓來(lái)自動(dòng)控制調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的輸出電壓，兩個(gè)勵(lì)磁模塊所設(shè)置的最大輸出電壓不同：2號(hào)發(fā)電機(jī)輸出電壓高于1號(hào)發(fā)電機(jī)輸出電壓。兩個(gè)勵(lì)磁模塊不可互換。勵(lì)磁模塊還提供過(guò)壓保護(hù)，1號(hào)發(fā)電機(jī)輸出電壓被調(diào)節(jié)在28V，2號(hào)發(fā)電機(jī)輸出電壓被調(diào)節(jié)在28.75V。1號(hào)發(fā)電機(jī)用100A保險(xiǎn)絲保護(hù)，2號(hào)發(fā)電機(jī)用80A保險(xiǎn)絲保護(hù)。飛機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，1號(hào)發(fā)電機(jī)對(duì)1號(hào)主分配匯流條供電，2號(hào)則對(duì)2號(hào)主分配匯流條供電。兩個(gè)主分配匯流條間通過(guò)80A保險(xiǎn)絲和一個(gè)二極管相連，此二極管阻止2號(hào)發(fā)電機(jī)向1號(hào)主分配匯流條供電。

MCU在飛機(jī)電源分配中起到關(guān)鍵作用，其內(nèi)部的1號(hào)、2號(hào)主要分配匯流條和基本分配匯流條，分別向斷路器板的相關(guān)匯流條供電?；痉峙鋮R流條通過(guò)兩個(gè)50A保險(xiǎn)絲接受1號(hào)主要分配匯流條和2號(hào)主要分配匯流條電源，通過(guò)30A保險(xiǎn)絲向斷路器板的重要匯流條1和重要匯流條2供電。1號(hào)主要分配匯流條通過(guò)100A保險(xiǎn)絲接受1號(hào)發(fā)電機(jī)電源，并通過(guò)一個(gè)7.5A保險(xiǎn)絲向著陸燈直接供電，通過(guò)兩個(gè)30A保險(xiǎn)絲向斷路器板的電子設(shè)備匯流條1、電子設(shè)備匯流條2和主匯流條3供電。2號(hào)主要分配匯流條通過(guò)80A保險(xiǎn)絲接受2號(hào)發(fā)電機(jī)電源，并通過(guò)30A保險(xiǎn)絲向斷路器板的主匯流條1、主匯流條2和不重要匯流條供電。1號(hào)電瓶、2號(hào)電瓶、1號(hào)發(fā)電機(jī)、2號(hào)發(fā)電機(jī)都可為基本分配匯流條供電。

2.4 電源系統(tǒng)常見(jiàn)故障分析

（1）機(jī)載電瓶電壓低，①機(jī)載1號(hào)電瓶電壓低，當(dāng)?shù)孛嬗秒姇r(shí)間過(guò)長(zhǎng)或者短時(shí)間內(nèi)起動(dòng)次數(shù)過(guò)多，導(dǎo)致1號(hào)電瓶虧電，可以通過(guò)鏈接地面電源為1號(hào)電瓶充電，如果充電無(wú)效就只能更換1號(hào)電瓶。②1號(hào)電瓶不能斷電，關(guān)閉1號(hào)電瓶開(kāi)關(guān)，飛機(jī)仍處在供電狀態(tài)。這是是由于起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電流過(guò)大，造成1號(hào)電瓶繼電器觸點(diǎn)粘連，使得供電線路一直處于閉合狀態(tài)。③2號(hào)電瓶電壓低可直接更換。

（2）任意一臺(tái)發(fā)電機(jī)不發(fā)電。主要表現(xiàn)為飛機(jī)發(fā)電機(jī)相應(yīng)的電流表指示為零。造成發(fā)電機(jī)不發(fā)電的原因是多種多樣的，主要的原因有：①發(fā)電機(jī)本體故障，發(fā)電機(jī)內(nèi)部短路，發(fā)電機(jī)內(nèi)部碳刷磨損超標(biāo)，發(fā)電機(jī)內(nèi)部勵(lì)磁電阻過(guò)大等，都會(huì)造成發(fā)電機(jī)本身不發(fā)電。這種情況就需要更換發(fā)電機(jī)。②發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線無(wú)電壓，勵(lì)磁線沒(méi)有電壓就無(wú)法給發(fā)電機(jī)提供激磁所需必要磁場(chǎng)，這種情況有可能是勵(lì)磁模塊本體故障，勵(lì)磁接線松動(dòng)或者斷開(kāi)，發(fā)電機(jī)斷路器故障，發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)故障或者M(jìn)CU內(nèi)部故障。這種情況就需要更換發(fā)電機(jī)勵(lì)磁模塊或者通過(guò)測(cè)量線路來(lái)判斷是那個(gè)地方出現(xiàn)了故障。③相應(yīng)的發(fā)電機(jī)斷路器跳出，是因?yàn)榘l(fā)電機(jī)勵(lì)磁線有短路或者發(fā)電機(jī)承受的負(fù)載過(guò)大，可適當(dāng)減少負(fù)載。

（3）MCU常見(jiàn)故障。①勵(lì)磁控制模塊故障，1號(hào)、2號(hào)發(fā)電機(jī)分別對(duì)應(yīng)各自的勵(lì)磁控制模塊燒壞，更換時(shí)必須注意，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁模塊不可混用。②保險(xiǎn)絲燒，可根據(jù)故障情況，查找對(duì)應(yīng)的保險(xiǎn)絲并更換。③MCU內(nèi)部電路故障，更換MCU。

3 結(jié)語(yǔ)

目前SR20機(jī)型在我國(guó)數(shù)量相對(duì)較少，在相關(guān)領(lǐng)域研究并不多。通過(guò)本文對(duì)SR20飛機(jī)的電源系統(tǒng)的介紹，特別對(duì)其在使用過(guò)程中出現(xiàn)的故障進(jìn)行了分析，并提出了在電源系統(tǒng)維護(hù)工作中的注意事項(xiàng)，供大家在日常維護(hù)工作中參考。

參考文獻(xiàn)

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