某型组合传动发电机不投网故障分析

钱福平　罗雁

【摘 要】某型组件传动发电机是飞机主电源系统中的重要部件，为飞机提供频率稳定的400Hz、115 V三相交流电，主要有恒速传动装置和交流发电机两部分组成。在飞机的使用过程中，出现了组合传动发电机不投网的故障，严重威胁到飞机的飞行安全，本文从故障现象、组合传动发电机的结构、工作原理进行故障分析。为今后出现同类故障的分析和排除提供参考。

【关键词】主交发;不投网;故障;分析

中图分类号： V242 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）31-0075-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.31.034

Failure Analysis of A Combined Drive Generator Without Power Grid Connection

QIAN Fu-ping LUO Yan

（Wuhu TianHang Aero-Tech Co.，Ltd，Wuhu Anhui 241000，China）

【Abstract】A component drive generator is an important component in the main power supply system of an aircraft. It provides 400Hz，115V three-phase AC with stable frequency for the aircraft.It mainly consists of a constant speed drive device and an alternator.In the process of using the aircraft，the failure of the combined transmission generator not put into the network has seriously threatened the flight safety of the aircraft.This paper analyses the failure phenomenon，the structure and working principle of the combined transmission generator.It provides a reference for the analysis and elimination of similar faults in the future.

【Key words】Main delivery;No network connection;Failure;Analysis

1 故障情况

某型飞机在地面发动机起动成功后，檢查发现地面电源控制盒上红色主交流供电指示灯未正常燃亮，绿色地面电源供电指示灯未正常熄灭。同时，飞行员反映座舱“主交流”告警灯不熄灭。发生了一起主交流发电机不投网故障。

2 故障检查情况

图1 组合传动发电机 图2 磁检螺塞

2.1 整体外观情况

故障主交流发电机离机后，检查了器的外观（图1）、磁检螺塞（图2）、过滤器、接线柱、插头插针、保险等表面质量和使用状况，均良好，未见异常。

2.2 交流发电机检查情况

1）分解组合传动发电机：将交流发电机和恒速传动装置脱开，取出交流发电机的转子，对转子和定子的线圈及其他部位的表面质量进行检查，状态完好，无损伤和异常，测量定子线圈电阻和绝缘电阻，测量结果，均符合技术标准。

2）检查转子上6件整流二极管的正反向导通性（图3），其中，件号为D1404 110的整流二极管被击穿短路，其余5件状态良好，整流二极管的测量结果见表1。

表1 发电机二极管检测情况

图3 整流二极管测量

2.3 恒速传动装置检查情况

分解恒速传动装置，取出齿轮系、泵马达、注油泵、回油泵、调速器等组件，用手转动各组件，转动正常，表面状态良好，将各组件进行了进一步的分解检查，零件表面无异常磨损，状态良好。

3 故障原因分析

3.1 二极管失效原因分析

通过对故障二极管的开封和内部检查，（图4～图6）。

图4 二极管开封后形貌

图5 二极管芯片形貌

图6 烧毁位置SEM形貌

二极管在抽真空焊接过程中，由于焊料和助焊剂挥发气体无法完全排出，残余气体形成小的气孔，导致焊接空洞产生，二极管虽然在出厂前进行了正向电流老化筛选及额定正向电流测试，剔除结温大即焊接空洞大的二极管，但是在使用过程中，小的焊接空洞长期在温度应力、机械应力、电应力等综合因素的作用下，有增大的趋势，造成功耗增加，结温上升，导致二极管击穿短路失效。

3.2 组合传动发电机不投网故障机理分析

组合传动发电机由交流发电机和恒速传动装置两部分组成。其中，恒速传动装置用于将发电机机匣输入的变化转速转换成12000转/分钟的恒定输出转速，提供给交流发电机，用于发出漂亮恒定的三相交流电。

图7 交流发电机工作原理图

交流发电机从结构上由定子和转子组成，从功能上分为永磁机、励磁机、主发电机三部分（图7）。

交流发电机工作时，固定在转子上的永磁机的永磁钢跟转子一起以12000r/min的转速旋转，形成旋转磁场并在定子的永磁机上产生三相交流电，该三相交流电提供给与组合传动发电机配套使用的飞机上的控制器。该控制器输出励磁电压提供给定子的励磁机的励磁绕组，并在励磁机的气隙中产生磁场，由转子励磁机的电枢绕组切割磁感线而产生三相交流电，该三相交流电通过6个整流二极管组成的三相全波整流电路整流成直流电，供给转子上的主发电机的励磁绕组，并在主发电机的主气隙中产生旋转磁场，主发电机的定子绕组在该磁场的作用下产生400Hz、115V三相交流电，提供给飞机使用。

在6件整流二极管处于完好状态的情况下，流过主发电机励磁绕组的电流应为正常值，当任一整流二极管发生短路时，导致流过主发电机励磁绕组的电流产生分流，电流值减小，磁场减弱，造成主发电机输出电压减小，飞机上控制器通过感应主发电机的输出电压来调节励磁电流的大小，主发电机输出电压减小，为使主发电机输出正常电压值，控制器则自动上调励磁电压，从而使励磁电流不断增大，直至励磁电流超标，既而控制器起动保护断电，导致交流发电机不投网故障的发生。

4 总结

交流发电机的整流二极管在制造过程中，存在焊接空洞的缺陷，在使用过程中，小的焊接空洞长期在温度应力、机械应力、电应力等综合因素的作用下，有增大的趋势，造成功耗增加，结温上升，导致二极管击穿短路。导致流过主发电机励磁绕组的电流产生分流，电流值减小，磁场减弱，造成主发电机输出电压减小，为使主发电机输出正常电压值，控制器自动上调励磁电压，从而使励磁电流不断增大，直至励磁电流超标，既而控制器起动保护断电，导致交流发电机不投网故障的发生。

【参考文献】

[1]沈颂华.航空航天器供电系统[M].北京航天航空大学出版社.2005.

[2]朱其顺.机械故障分析及应对措施[J].矿业工程，2008-8，3（4）：46.