某型組合傳動(dòng)發(fā)電機(jī)頻率調(diào)節(jié)異常故障分析

趙桂芳

【摘 要】組合傳動(dòng)發(fā)電機(jī)與電壓調(diào)節(jié)器、控制和保護(hù)裝置、電流互感器等機(jī)載設(shè)備組成飛機(jī)的交流電源系統(tǒng)，保證向機(jī)上電路提供電壓和頻率穩(wěn)定的三相交流電能。頻率是組合傳動(dòng)發(fā)電機(jī)重要的技術(shù)參數(shù)，是交流電源系統(tǒng)關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo)，是用電設(shè)備正常工作不可缺少的必要條件。在試驗(yàn)過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)頻率調(diào)節(jié)異常的故障現(xiàn)象。針對(duì)此類現(xiàn)象，本文從故障狀況、原因分析、定位故障、檢查故障源和故障排除幾方面進(jìn)行闡述。

【關(guān)鍵詞】頻率；調(diào)節(jié)；螺塞；離心調(diào)節(jié)器

中圖分類號(hào)： V236 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 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 故障狀況

組合傳動(dòng)發(fā)電機(jī)經(jīng)修理裝配后，進(jìn)行性能試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)測(cè)試到“以加速度每秒（400±100）r/min，把輸入軸的轉(zhuǎn)速提高到（4560±100）r/min，并把工作油液加熱到2480-50℉（1200-10℃），給發(fā)電機(jī)加載15KW，在（401～402）Hz范圍內(nèi)調(diào)整發(fā)電機(jī)頻率”這個(gè)步驟時(shí)出現(xiàn)了一種故障現(xiàn)象，在對(duì)螺塞進(jìn)行旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)時(shí)，組合傳動(dòng)發(fā)電機(jī)頻率變化異常，與技術(shù)文件中規(guī)定“旋轉(zhuǎn)一圈頻率變化1.2Hz?！钡囊蟛灰恢?。

經(jīng)對(duì)脫開(kāi)機(jī)構(gòu)、電壓調(diào)節(jié)器、控制和保護(hù)裝置等其他部件和裝置進(jìn)行檢查，均未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。再更換前期試驗(yàn)合格的組合傳動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，數(shù)據(jù)符合要求并且頻率變化正常，說(shuō)明試驗(yàn)設(shè)備也完好。因此，應(yīng)為該產(chǎn)品出現(xiàn)故障。

2 故障原因分析和定位故障

2.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

組合傳動(dòng)發(fā)電機(jī)由機(jī)械液壓恒速裝置（以下簡(jiǎn)稱恒裝）和交流發(fā)電機(jī)兩部分組成。

恒裝結(jié)構(gòu)復(fù)雜，它包括差動(dòng)機(jī)構(gòu)、液壓機(jī)調(diào)速組件（以下簡(jiǎn)稱液壓機(jī)）、組合泵、伺服系統(tǒng)、冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)、加油過(guò)濾系統(tǒng)等。

交流發(fā)電機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子、旋轉(zhuǎn)整流器和導(dǎo)油管等組成。

2.2 工作原理

當(dāng)組合傳動(dòng)發(fā)電機(jī)工作時(shí)，恒裝內(nèi)的組合泵將大腔體內(nèi)的潤(rùn)滑油抽出，經(jīng)過(guò)過(guò)濾器過(guò)濾，一部分提供給交流發(fā)電機(jī)，起冷卻作用；一部分提供給恒裝本身，起調(diào)節(jié)和冷卻作用。其內(nèi)的液壓機(jī)由液壓泵和液壓馬達(dá)組成，主要是對(duì)差動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)轉(zhuǎn)速過(guò)大時(shí)，液壓機(jī)降速，反之增速；始終保證差動(dòng)機(jī)構(gòu)穩(wěn)定輸出轉(zhuǎn)速，以提供給交流發(fā)電機(jī)。液壓機(jī)的調(diào)節(jié)作用主要由離心調(diào)節(jié)器和伺服機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。組合泵還有另一個(gè)作用，就是將交流發(fā)電機(jī)和小腔體內(nèi)的潤(rùn)滑油回到大腔體內(nèi)。

交流發(fā)電機(jī)由恒裝帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)后，三相次勵(lì)磁機(jī)實(shí)現(xiàn)自給勵(lì)磁在電樞繞組中感應(yīng)產(chǎn)生三相交流電壓，經(jīng)過(guò)電壓調(diào)壓器功率放大電路的控制，為勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁繞組提供勵(lì)磁電流，在勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生交流電壓，經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)整流變?yōu)橹绷麟?，作為主發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，主發(fā)電機(jī)的定子繞組感應(yīng)產(chǎn)生三相交流電壓。

2.3 故障分析及定位

頻率主要決定于轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定輸出主要取決于差動(dòng)機(jī)構(gòu)、液壓機(jī)、伺服機(jī)構(gòu)和離心調(diào)節(jié)器。差動(dòng)機(jī)構(gòu)是轉(zhuǎn)速傳遞機(jī)構(gòu)，離心調(diào)節(jié)器是通過(guò)對(duì)流量的控制，將信號(hào)傳遞給伺服機(jī)構(gòu)，由伺服機(jī)構(gòu)來(lái)控制液壓機(jī)內(nèi)液壓泵斜盤(pán)的角度，從而改變液壓機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而調(diào)節(jié)差動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出轉(zhuǎn)速，最終達(dá)到交流發(fā)電機(jī)需要的12000轉(zhuǎn)/分穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。

組合傳動(dòng)發(fā)電機(jī)的殼體上還有一個(gè)螺塞連接離心調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)旋鈕，試驗(yàn)時(shí)要求的“在（401～402）Hz范圍內(nèi)調(diào)整發(fā)電機(jī)頻率”就是通過(guò)調(diào)節(jié)該螺塞來(lái)改變離心調(diào)節(jié)器的旋鈕位置，進(jìn)而控制流量，從而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速并改變頻率。由此可見(jiàn)，故障點(diǎn)應(yīng)為螺塞、離心調(diào)節(jié)器和伺服機(jī)構(gòu)。

3 檢查故障源

對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行反工序分解，首先將恒裝和交流發(fā)電機(jī)進(jìn)行分離，再依此將恒裝內(nèi)的離心調(diào)節(jié)器、液壓機(jī)、伺服機(jī)構(gòu)和差動(dòng)機(jī)構(gòu)等部件進(jìn)行分離，并實(shí)施相關(guān)檢查。

首先將離心調(diào)節(jié)器安裝到專用試驗(yàn)設(shè)備上進(jìn)行試驗(yàn)，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)旋鈕，頻率能夠發(fā)生變化，滿足旋轉(zhuǎn)一圈變化1.2Hz的要求，并且其他性能數(shù)據(jù)也均合格；其次對(duì)液壓機(jī)、伺服機(jī)構(gòu)和差動(dòng)機(jī)構(gòu)也都進(jìn)行了相應(yīng)的檢查，如表面質(zhì)量、間隙、尺寸等，均未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題；最后關(guān)注點(diǎn)放在了螺塞和離心調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)旋鈕上。

經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，螺塞與調(diào)節(jié)旋鈕在連接上可能存在問(wèn)題，螺塞上有一叉形件，調(diào)節(jié)旋鈕上安裝有導(dǎo)架，通過(guò)叉形件和導(dǎo)架的嚙合實(shí)現(xiàn)兩者之間的連接，在調(diào)節(jié)螺塞時(shí)，叉形件帶動(dòng)導(dǎo)架進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，從而旋轉(zhuǎn)離心調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)旋鈕，最終形成頻率調(diào)節(jié)。如果叉形件與導(dǎo)架沒(méi)有完全嚙合上，那么就會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)螺塞時(shí)調(diào)節(jié)旋鈕旋轉(zhuǎn)異常，達(dá)不到旋轉(zhuǎn)一圈頻率變化1.2Hz的要求。

4 故障排除

對(duì)螺塞和離心調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)旋鈕安裝不到位的問(wèn)題，只是初步斷定，沒(méi)有最終得到驗(yàn)證，經(jīng)過(guò)多次的拆裝和試驗(yàn)等工作，終于使故障現(xiàn)象得到了重新，以此驗(yàn)證了最初的判斷。該產(chǎn)品重新對(duì)螺塞和導(dǎo)架進(jìn)行裝配后，頻率可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，試驗(yàn)合格。

本文針對(duì)頻率調(diào)節(jié)異常的這一故障現(xiàn)象進(jìn)行了剖析和闡述，其中也對(duì)產(chǎn)品及其部件的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了介紹。從中也反映出修理無(wú)小事，一個(gè)小小的差錯(cuò)就能釀成巨大的后果，也希望能夠借此為讀者在以后的產(chǎn)品修理中起到幫助作用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]沈頌華.航空航天器供電系統(tǒng)[M].北京航天航空大學(xué)出版社.2005.

[2]張利平.液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)[M].化學(xué)工業(yè)出版社.2015.

[3]沈興全，吳秀玲.液壓傳動(dòng)與控制.第一版.國(guó)防工業(yè)出版社.2005.

[4]朱其順.機(jī)械故障分析及應(yīng)對(duì)措施[J].礦業(yè)工程[J].2008-8，3（4）：46.

[5]劉亞雄，吉曉波，董乃峰.發(fā)電機(jī)故障分析方法研究[J].山西電力技術(shù)，1999-8，4：1-4.