某型组合传动发电机无电压输出故障分析
【摘 要】组合传动发电机是飞机交流电源系统中的重要部件，保证向机上电路提供电压和频率稳定的三相交流电能。在使用、修理和试验过程中，会出现无电压输出的故障现象。针对此类现象，本文从故障状况、原因分析、定位故障、检查故障源和故障排除五大方面进行阐述。
【关键词】电压；交流发电机；励磁机绕组
中图分类号： TM31 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）36-0040-003
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.36.016
Fault Analysis of no Voltage Output of an Integrated Drive Generator
WANG Xiao YUAN Zhen-yu
（Wuhu TianHang Aero-Tech Co.，Ltd，Wuhu Anhui 241000，China）
【Abstract】The Integrated Drive Generator is an important unit of the AC power supply system of aircraft，which ensures the supply of three-phase AC power with stable voltage and frequency to the onboard circuit.The fault of no voltage output may appear during use，repair and test.In view of this fault，this article illustrates the fault status， analysis of causes，localization of fault，check fault source，and preventive measures.
【Key words】Voltage；AC generator；Exciter coil
1 故障狀况
某型组合传动发电机在试验过程中，当接通电压调节器、控制和保护装置后，检查输出电压，可是在试验设备的数据显示界面中，输出电压的数值没有显示。经检查脱开机构工作情况，未处于保护状态，再次进行试验，现象依旧，无电压输出。为确保试验设备以及与其配套使用的电压调节器、控制和保护装置没有出现故障，于是更换了一台试验合格的产品，工作正常，有电压输出。因此可以确定该产品出现故障，无电压输出。
2 原因分析和定位故障
2.1 交流电源系统
交流电源系统是飞机的主电源系统，主要由组合传动发电机、电压调节器、控制和保护装置、应急静止变流器、电压检测仪表等组成，为飞机提供额定电压115/200伏，额定频率为400Hz的单相和三相交流电。当任一通道的组合传动发电机故障时，另一通道的电源向接在这一通道配电装置上用电设备供电，提供自动备用电源；供电系统两个通道的组合传动发电机故障时，将至关重要的用电设备自动转接到应急电源（静止变流器）上。当组合传动发电机工作使电压和频率达到必需的数值时，控制和保护装置将电压输给发电机接通接触器，后者将组合传动发电机相应地接到飞机机上电路的115/200伏1号或2号配电装置汇流条上。组合传动发电机稳压由电压调节器实施；当频率超出允许范围、发电机或其馈线发生短路、电压不对称时，控制和保护装置保证组合传动发电机与机上汇流条断开。
2.2 产品结构
组合传动发电机由机械液压恒速装置（以下简称恒装）和交流发电机两大部分组成。
恒装主要包括差动机构、液压机调速组件、组合泵、伺服系统、冷却润滑系统、调速系统、加油过滤系统等。
交流发电机主要由定子、转子、旋转整流器和导油管等组成。
2.3 工作原理
当组合传动发电机工作时，恒装将飞机发动机输入的变化转速进行调速后，向交流发电机输出12000转/分钟的恒速。其内部的组合泵将大腔体内的润滑油抽出，经过过滤器过滤，一部分提供给交流发电机，起冷却作用；一部分提供给恒装本身，起调节和冷却作用，另外还将交流发电机和小腔体内的润滑油抽回到大腔体内。液压机调速组件主要由离心调节器和伺服机构进行控制，对差动机构进行调节，始终保证差动机构向交流发电机提供稳定的输出转速。
交流发电机被恒装带动旋转后，三相次励磁机实现自给励磁在电枢绕组中感应产生三相交流电压，经过电压调压器功率放大电路的控制，为励磁机的定子绕组提供励磁电流，在励磁机转子绕组中产生交流电压，经过旋转整流变为直流电，作为主发电机的励磁电流，主发电机的定子绕组感应产生三相交流电压。
2.4 无电压输出故障分析和定位
根据组合传动发电机的工作原理，以及其内部部件交流发电机的结构和工作原理，我们可以得知：当恒装提供给交流发电机工作时所需的稳定转速后，由交流发电机内的次励磁机、励磁机、主发电机、旋转整流器以及与其配套使用的电压调节器、控制和保护装置共同完成电压的输出、稳定和保护。因此可能产生故障的原因为：
（1）试验设备、电压调节器、控制和保护装置等外部设备和产品存在故障；
（2）恒装无法提供给交流发电机正常工作时所需的输入转速；
（3）交流发电机定子上的次励磁机绕组、励磁机绕组和主发电机绕组出现故障；
（4）交流发电机转子上的次励磁机（永久磁铁）、励磁机绕组、旋转整流器以及主发电机绕组出现故障。
3 检查故障源
3.1 试验设备和配套使用的产品
产品出现故障后，更换了一台刚试验合格的产品进行再试验，工作正常，有电压输出，因此排除了试验设备、电压调节器、控制和保护装置等外部设备和产品存在故障的可能性。
3.2 机械液压恒速装置
恒装的作用主要是提供给交流发电机正常工作时所需的输入转速，交流发电机频率由输入转速决定。因此，在产品工作后，检查交流发电机频率，发现有显示而且很稳定。因此可以确定恒装部分无故障，可以提供给交流发电机正常工作时所需的输入转速。
3.3 交流发电机定子
按照技术文件中的相关要求对交流发电机定子的电路进行检查，具体技术数据要求见下表。
检查发现插针7和插针8之间的接触电阻阻值超标，其它技术参数均符合要求。
针对此故障现象，对交流发电机进行分解检查，发现定子内部励磁机绕组线圈有温度过高造成的烧伤痕迹，可以确定励磁机绕组线圈损坏。
3.4 交流发电机转子
交流发电机分解后，按照技术文件中的相关要求对转子电路也进行了检查，旋转整流器点“+”与点“-”之间、点“1”～点“6”各点之间的电路完整性均符合要求，因此，交流发电机转子无故障。
综上所述，由于交流发电机壳体内部励磁机绕组线圈损坏，造成了无电压输出的故障。
4 故障排除
经过故障分析、定位故障点以及检查故障源，最终确定故障部件为交流发电机定子内部的励磁机绕组。由于励磁机绕组为无法修复部件，故对其进行了更换。然后对重新装配合格的产品进行试验，故障现象未重现，输出电压符合要求，并且工作稳定，其它技术性能参数也符合要求。因此，可以确定故障排除了。
5 结论
本文针对“无电压输出”故障进行了剖析和阐述，从交流电源系统、产品结构和工作原理等方面进行了分析。从中也总结出排除故障的一些经验，希望能够借此为读者在以后的产品修理中起到帮助作用。
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