某型组合传动发电机频率调节异常故障分析

赵桂芳

【摘 要】組合传动发电机与电压调节器、控制和保护装置、电流互感器等机载设备组成飞机的交流电源系统，保证向机上电路提供电压和频率稳定的三相交流电能。频率是组合传动发电机重要的技术参数，是交流电源系统关键的技术指标，是用电设备正常工作不可缺少的必要条件。在试验过程中，会出现频率调节异常的故障现象。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几方面进行阐述。

【关键词】频率；调节；螺塞；离心调节器

中图分类号： V236 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）32-0021-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.32.009

【Abstract】The Integrated Drive Generator， voltage regulator， control and protection device， current transformer and other on-board equipment constitute the AC power supply system of aircraft， which ensures the supply of three-phase AC power with stable voltage and frequency to the on-board circuits. Frequency is an important technical parameter of Integrated Drive Generator， a key technical character of AC power system， and a requirement for normal operation of electrical equipment. Abnormal frequency regulation may happen during testing. In view of this fault， this article illustrates the fault status， analysis of causes， localization of fault， check fault source and troubleshooting and so on.

【Key words】Frequency； Regulate； Insert； Centrifugal regulator

1 故障状况

组合传动发电机经修理装配后，进行性能试验时，当测试到“以加速度每秒（400±100）r/min，把输入轴的转速提高到（4560±100）r/min，并把工作油液加热到2480-50℉（1200-10℃），给发电机加载15KW，在（401～402）Hz范围内调整发电机频率”这个步骤时出现了一种故障现象，在对螺塞进行旋转调节时，组合传动发电机频率变化异常，与技术文件中规定“旋转一圈频率变化1.2Hz。”的要求不一致。

经对脱开机构、电压调节器、控制和保护装置等其他部件和装置进行检查，均未发现问题。再更换前期试验合格的组合传动发电机进行试验验证，数据符合要求并且频率变化正常，说明试验设备也完好。因此，应为该产品出现故障。

2 故障原因分析和定位故障

2.1 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）和交流发电机两部分组成。

恒装结构复杂，它包括差动机构、液压机调速组件（以下简称液压机）、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。

2.2 工作原理

当组合传动发电机工作时，恒装内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。其内的液压机由液压泵和液压马达组成，主要是对差动机构进行调节，当转速过大时，液压机降速，反之增速；始终保证差动机构稳定输出转速，以提供给交流发电机。液压机的调节作用主要由离心调节器和伺服机构进行控制。组合泵还有另一个作用，就是将交流发电机和小腔体内的润滑油回到大腔体内。

交流发电机由恒装带动旋转后，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，为励磁机的励磁绕组提供励磁电流，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。

2.3 故障分析及定位

频率主要决定于转速，转速的稳定输出主要取决于差动机构、液压机、伺服机构和离心调节器。差动机构是转速传递机构，离心调节器是通过对流量的控制，将信号传递给伺服机构，由伺服机构来控制液压机内液压泵斜盘的角度，从而改变液压机的转速，进而调节差动机构的输出转速，最终达到交流发电机需要的12000转/分稳定转速。

组合传动发电机的壳体上还有一个螺塞连接离心调节器的调节旋钮，试验时要求的“在（401～402）Hz范围内调整发电机频率”就是通过调节该螺塞来改变离心调节器的旋钮位置，进而控制流量，从而调节转速并改变频率。由此可见，故障点应为螺塞、离心调节器和伺服机构。

3 检查故障源

对该产品进行反工序分解，首先将恒装和交流发电机进行分离，再依此将恒装内的离心调节器、液压机、伺服机构和差动机构等部件进行分离，并实施相关检查。

首先将离心调节器安装到专用试验设备上进行试验，调节调节旋钮，频率能够发生变化，满足旋转一圈变化1.2Hz的要求，并且其他性能数据也均合格；其次对液压机、伺服机构和差动机构也都进行了相应的检查，如表面质量、间隙、尺寸等，均未发现问题；最后关注点放在了螺塞和离心调节器的调节旋钮上。

经检查发现，螺塞与调节旋钮在连接上可能存在问题，螺塞上有一叉形件，调节旋钮上安装有导架，通过叉形件和导架的啮合实现两者之间的连接，在调节螺塞时，叉形件带动导架进行运动，从而旋转离心调节器的调节旋钮，最终形成频率调节。如果叉形件与导架没有完全啮合上，那么就会导致转动螺塞时调节旋钮旋转异常，达不到旋转一圈频率变化1.2Hz的要求。

4 故障排除

对螺塞和离心调节器调节旋钮安装不到位的问题，只是初步断定，没有最终得到验证，经过多次的拆装和试验等工作，终于使故障现象得到了重新，以此验证了最初的判断。该产品重新对螺塞和导架进行装配后，频率可以进行调节，试验合格。

本文针对频率调节异常的这一故障现象进行了剖析和阐述，其中也对产品及其部件的结构和工作原理进行了介绍。从中也反映出修理无小事，一个小小的差错就能酿成巨大的后果，也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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