柳昌齡

摘要：電源系統(tǒng)是飛機(jī)的重要系統(tǒng)，整機(jī)斷電會(huì)導(dǎo)致中斷飛機(jī)的所有通訊導(dǎo)航功能。飛機(jī)電源系統(tǒng)供電質(zhì)量及其設(shè)備的可靠性，影響著飛機(jī)所有電子設(shè)備的正常工作，因此對(duì)于整機(jī)斷電問(wèn)題的研究有著重要意義。PA44180飛機(jī)采用交流直流發(fā)電機(jī)，將發(fā)出的交流電經(jīng)二極管整流后變成直流電，然后送到飛機(jī)供電網(wǎng)絡(luò)每臺(tái)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁來(lái)自于各自的調(diào)壓器。我們通過(guò)對(duì)交流電源系統(tǒng)部件的研究，來(lái)分析造成整機(jī)斷電的主要原因和在維護(hù)中可以采取的措施。

關(guān)鍵詞：整機(jī)斷電；交流發(fā)電機(jī)；鉛酸電瓶

2017年，學(xué)院一架PA44180飛機(jī)起飛后，機(jī)組發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)指針（滑油溫度、汽缸頭溫度、排氣溫度）向右擺動(dòng)一下，檢查發(fā)現(xiàn)左發(fā)電機(jī)輸出電流正常，右發(fā)電機(jī)輸出電流指針亂擺，機(jī)組立即報(bào)告進(jìn)近，進(jìn)近指令機(jī)組立即聯(lián)系塔臺(tái)，還沒(méi)有換到塔臺(tái)頻率，第二部GPS失效，接著出現(xiàn)整機(jī)斷電。機(jī)組按照應(yīng)急程序處置，該機(jī)在塔臺(tái)指揮下安全著陸。

1 PA44180飛機(jī)電源系統(tǒng)介紹

交流發(fā)電機(jī)內(nèi)部有一個(gè)由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)），磁場(chǎng)外有一個(gè)定子繞組， 繞組有3組線圈（3相繞組），3相繞組彼此相隔120度。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)使固定的電樞繞組切割磁力線（或者說(shuō)使電樞繞組中通過(guò)的磁通量發(fā)生變化）而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。

PA44180飛機(jī)安裝了兩臺(tái)發(fā)電機(jī)（勵(lì)磁方式：他勵(lì)式，單臺(tái)額定輸出電壓14V，額定輸出電流70A）和一個(gè)鉛酸蓄電瓶（額定電壓12V，額定容量23AH），三者并聯(lián)向飛機(jī)電網(wǎng)供電。發(fā)電機(jī)和電瓶分別通過(guò)70A和60A的斷路器與連接匯流條（TIE BUS）相連接，再通過(guò)斷路器分別輸往主匯流條（MAIN BUS）、1和2號(hào)電子匯流條（AV BUS）、非重要匯流條（NONESS）。每臺(tái)交流發(fā)電機(jī)有一個(gè)調(diào)壓器，提供電壓調(diào)節(jié)和過(guò)壓保護(hù)功能。調(diào)壓器實(shí)現(xiàn)三個(gè)功能：

1）電壓調(diào)節(jié)；

2）過(guò)壓保護(hù)；

3）負(fù)載均衡。

PA44180飛機(jī)正常巡航狀態(tài)整機(jī)電氣負(fù)載43A左右，短時(shí)間隙負(fù)載77A左右，總負(fù)載為120A左右。當(dāng)飛機(jī)單臺(tái)發(fā)電機(jī)失效時(shí)，另外一臺(tái)發(fā)電機(jī)和電瓶仍能供應(yīng)130A以下負(fù)載，不會(huì)造成突發(fā)整機(jī)空中斷電。勵(lì)磁電流由主匯流條通過(guò)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁斷路器、發(fā)電機(jī)主電門(mén)和電壓調(diào)節(jié)器加載到發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組上（電樞轉(zhuǎn)子），轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，在發(fā)電機(jī)定子線圈產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，產(chǎn)生交流電，經(jīng)整流器整流變?yōu)橹绷鬏敵龅秸髌靼惭b板，通過(guò)安裝在整流板上的輸出接線柱輸出，供向飛機(jī)電網(wǎng)。

飛機(jī)裝有2個(gè)電流表，分別指示左、右發(fā)電機(jī)的輸出電流大小。電流表最大量程為100A，發(fā)電機(jī)正常供電時(shí)，電流表指示值不超過(guò)60A。飛機(jī)裝有一個(gè)低電壓監(jiān)控器，感受連接匯流條的電壓是否低于12.5V。如果連接匯流條電壓低于12.5V，則警告燈板上的低電壓（LO BUS）警告燈燃亮。飛機(jī)裝有一個(gè)發(fā)電機(jī)故障（ALT）警告燈，反映發(fā)電機(jī)不發(fā)電的故障模式。ALT故障燈的信號(hào)由電壓調(diào)節(jié)器提供，信號(hào)采集點(diǎn)為發(fā)電機(jī)AUX接線柱，當(dāng)任意一臺(tái)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)過(guò)壓保護(hù)等不正常情況時(shí)，將造成發(fā)電機(jī)不發(fā)電，系統(tǒng)會(huì)觸發(fā)ALT故障警告。

2 發(fā)生故障后的檢查工作

PA44180飛機(jī)發(fā)生整機(jī)斷電后，我們對(duì)以下一些部件進(jìn)行了檢查和測(cè)試：

1）座艙儀表板、斷路器板、各開(kāi)關(guān)旋鈕、手柄檢查均正常。

2）電瓶外觀狀況正常，接線柱及接線固定良好，電解液無(wú)滲漏和溢出現(xiàn)象。測(cè)量電瓶電壓為12.93V，各單格電解液高度均高于極板。對(duì)電瓶進(jìn)行容量測(cè)試，C1放電率（23A）放電60分鐘電壓為10.4V，容量為100%。通過(guò)檢查電瓶無(wú)故障、狀況良好。

1）左右調(diào)壓器、電瓶輸出接觸器、地面電源輸出接觸器、左右發(fā)起動(dòng)接觸器、左右發(fā)電機(jī)電流分流器安裝固定可靠，導(dǎo)線及其連接狀況良好。

2）左、右發(fā)電機(jī)固定可靠，傳動(dòng)皮帶無(wú)損傷、斷裂，兩個(gè)傳動(dòng)輪在同一旋轉(zhuǎn)面上，發(fā)電機(jī)通風(fēng)管無(wú)破損，管道無(wú)堵塞，發(fā)電機(jī)安裝支架狀態(tài)良好、固定可靠、無(wú)裂紋。發(fā)現(xiàn)右發(fā)電機(jī)輸出接線柱明顯松動(dòng)、其纖維襯套嚴(yán)重變形。

3 故障原因分析

由于發(fā)電機(jī)輸出接線柱上的電流較大，輸出接線柱上的襯套為纖維材質(zhì)，在長(zhǎng)期使用中材料受熱、老化，并在壓緊螺帽的作用下產(chǎn)生塑性變形；接線柱根部與整流板之間固定緊度降低，接觸不良，造成接觸電阻增大，接線柱根部局部發(fā)熱加劇，由于熱傳遞使其上部纖維襯套受熱變形加大，接線柱根部與整流板之間產(chǎn)生間隙、電弧跳火（在此過(guò)程中右電流表出現(xiàn)大幅擺動(dòng)），局部溫度急劇升高，導(dǎo)致接線柱根部嚴(yán)重?zé)g，整流板上的接線柱安裝孔燒蝕，整流板與殼體之間的絕緣襯墊嚴(yán)重?zé)g、缺口，導(dǎo)致接線柱在絕緣的襯墊缺口處與發(fā)電機(jī)殼體短路搭接，發(fā)電機(jī)殼體接線柱貫穿孔內(nèi)側(cè)燒蝕（見(jiàn)下圖）。

當(dāng)右發(fā)電機(jī)接線柱與發(fā)電機(jī)殼體短路時(shí)，就意味著飛機(jī)連接匯流條通過(guò)此短路點(diǎn)短路，造成飛機(jī)整個(gè)電網(wǎng)短路。在短路電流的作用下，左、右發(fā)電機(jī)調(diào)壓器自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，升高發(fā)電機(jī)輸出電壓，當(dāng)電壓高于17V時(shí)，調(diào)壓器過(guò)壓保護(hù)，切斷發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電路，左、右發(fā)電機(jī)停止輸出。隨后電瓶60A斷路器在短路過(guò)載電流作用下跳起保護(hù)，電瓶從電網(wǎng)斷開(kāi)，飛機(jī)整機(jī)斷電。 由于從電網(wǎng)短路發(fā)展到整機(jī)斷電的過(guò)程時(shí)間極短，飛機(jī)發(fā)電機(jī)故障（ALT）警告燈和飛機(jī)低電壓（LO BUS）警告燈一次性瞬時(shí)閃亮，機(jī)組人員難以察覺(jué)。

4 結(jié)語(yǔ)

鑒于飛機(jī)維修手冊(cè)對(duì)發(fā)電機(jī)接線柱、纖維襯套及壓緊螺帽無(wú)檢查要求，建議咨詢廠家，完善和細(xì)化維修標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)外場(chǎng)維修人員進(jìn)行發(fā)電機(jī)構(gòu)造、原理等知識(shí)的培訓(xùn)，提高外場(chǎng)人員對(duì)發(fā)電機(jī)接線柱構(gòu)造的認(rèn)識(shí)。建議機(jī)組在飛行中加強(qiáng)對(duì)發(fā)電機(jī)電流表指示的監(jiān)控，如果飛行中發(fā)現(xiàn)電流表指示擺動(dòng)等異?，F(xiàn)象，按照《飛行手冊(cè)》中發(fā)電機(jī)故障應(yīng)急情況進(jìn)行處置。還應(yīng)當(dāng)制定飛機(jī)老齡電源系統(tǒng)各電氣線路接線片腐蝕性檢查措施。