關(guān)于直升機(jī)APU交流發(fā)電機(jī)電壓顯示異常的故障分析

郭凱翔　樊訊池　鄭天田

摘要：根據(jù)某型號(hào)直升機(jī)的關(guān)于APU交流發(fā)電機(jī)電壓顯示而出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了一系列的分析，然后提出了解決的辦法，經(jīng)過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)證明了解決辦法的正確性，從而達(dá)到了不錯(cuò)的效果。

關(guān)鍵詞：APU交流發(fā)電機(jī);電壓顯示異常;試驗(yàn)驗(yàn)證;

在2018年，就發(fā)生了一件引人注目的事情。一臺(tái)直升機(jī)在天空試飛的時(shí)候，飛行員將APU交流發(fā)電機(jī)打開(kāi)以后，并將與之共同作用的TRU也隨之開(kāi)啟，結(jié)果發(fā)現(xiàn)APU交流發(fā)電機(jī)的電壓值低于正常的電壓值[1]。引起了科學(xué)界眾多科學(xué)家的思考。因此本文就借以交流發(fā)電機(jī)電壓低于正常值這個(gè)問(wèn)題，進(jìn)行一系列的分析研究，找到問(wèn)題的根本所在，從而找到問(wèn)題的解決辦法，為整個(gè)飛行界解決一大難題。

一、 故障出現(xiàn)的原來(lái)的情景

當(dāng)直升機(jī)在空中進(jìn)行一系列的試飛以后，需要降臨到地面。這時(shí)，飛行員對(duì)電壓設(shè)備進(jìn)行檢查，當(dāng)開(kāi)啟電源以后，APU交流發(fā)電機(jī)的電壓屬于正常值，但是如果再把轉(zhuǎn)換器也打開(kāi)以后，這時(shí)候的電壓顯示值卻下降到正常值以下。這時(shí)候讓大家都匪夷所思。因此，有的飛行員把交流發(fā)電機(jī)與轉(zhuǎn)換器之間的連接斷開(kāi)。這時(shí)候發(fā)現(xiàn)電壓值又回歸了正常值，經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的反復(fù)嘗試，發(fā)現(xiàn)都是一樣的結(jié)果。因此有的科學(xué)家提出交流發(fā)電機(jī)與轉(zhuǎn)換器有著緊密的聯(lián)系，它們會(huì)互相影響。這也就是為什么電壓值發(fā)生偏離的原因。

二、 對(duì)于故障出現(xiàn)進(jìn)行原因的探索與研究，并找到發(fā)生故障的位置所在

根據(jù)交流發(fā)電機(jī)的工作原理來(lái)看，電壓值出現(xiàn)的原因是，首先APU交流發(fā)電機(jī)起著重要的輸電作用。它為兩臺(tái)主機(jī)同時(shí)發(fā)電。分別是交流電所貫穿整個(gè)機(jī)上的網(wǎng)絡(luò)和轉(zhuǎn)換器。在這其中，之所以能夠采集到電壓值是因?yàn)榻涣靼l(fā)電機(jī)由一臺(tái)控制整個(gè)系統(tǒng)的主機(jī)所掌控著，它的一切輸出、故障和發(fā)生任何問(wèn)題都是由主機(jī)進(jìn)行掌管，并且監(jiān)視著，從而保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)。這時(shí)候，為了方便人進(jìn)行操控，因此需要采集輸電的電壓，電流等數(shù)值，傳輸?shù)诫娔X上供人們進(jìn)行核查。

因?yàn)樵趯?shí)時(shí)操作的時(shí)候，發(fā)生了前所未有的故障。物理學(xué)家在它工作的機(jī)理的基礎(chǔ)上提出了幾個(gè)發(fā)生原因的看法。

（一）因?yàn)檗D(zhuǎn)換器的開(kāi)啟，從而導(dǎo)致其交流發(fā)電機(jī)發(fā)生故障，也就間接的導(dǎo)致了電壓顯示值偏離正常值的現(xiàn)象。

（二）在轉(zhuǎn)換器打開(kāi)的基礎(chǔ)上，它先導(dǎo)致了整個(gè)系統(tǒng)主控的主機(jī)發(fā)生問(wèn)題，因?yàn)橹鳈C(jī)連接著顯示器，因此也就導(dǎo)致了電壓值發(fā)生了偏離。

（三）無(wú)關(guān)主機(jī)控制器和交流發(fā)電機(jī)，是由于打開(kāi)了轉(zhuǎn)換器以后，直接引發(fā)了顯示器的顯示錯(cuò)誤，數(shù)值發(fā)生了誤差[2]。APU交流發(fā)電機(jī)的電壓如果發(fā)生故障，則會(huì)直接影響所有機(jī)上用電設(shè)施的使用。也會(huì)間接的影響直流電的發(fā)電效率。

在這些猜測(cè)的基礎(chǔ)上，物理學(xué)家進(jìn)行實(shí)時(shí)的操作，分別對(duì)轉(zhuǎn)換器打開(kāi)與關(guān)閉的時(shí)候，進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)轉(zhuǎn)換器打開(kāi)以后，交流發(fā)電機(jī)傳輸?shù)斤@示器的電壓值和顯示器采集以后顯示的電壓值都是一個(gè)數(shù)字。因此可以看出交流發(fā)電機(jī)采集電壓的時(shí)候發(fā)生了故障。

因?yàn)榻涣靼l(fā)電機(jī)有很多臺(tái)，因此為了辨別到底是一臺(tái)發(fā)生了問(wèn)題，還是整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生了問(wèn)題。因此先更換了一臺(tái)交流發(fā)電機(jī)，重新進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，發(fā)現(xiàn)根本無(wú)法解決這個(gè)問(wèn)題，數(shù)值還是錯(cuò)誤，因此也就得出了問(wèn)題發(fā)生的原因，不是由于交流發(fā)電機(jī)的問(wèn)題，而是因?yàn)樵诓杉倪^(guò)程中發(fā)生了故障。

三、 對(duì)發(fā)生原因進(jìn)行研究分析

通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)研究和合理的猜測(cè)驗(yàn)證以后，可以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題發(fā)生的原因是由于采集的過(guò)程中發(fā)生了不明所以的狀況。當(dāng)然，為了探索事情發(fā)生的真相，那么就要再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，因此物理學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室對(duì)交流電進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并實(shí)時(shí)的進(jìn)行采集數(shù)據(jù)。當(dāng)看到電流的峰值比上電流的平均值這個(gè)數(shù)據(jù)的時(shí)候，出現(xiàn)了正弦的波線，也就出現(xiàn)了一個(gè)穩(wěn)定的范圍。

轉(zhuǎn)換器打開(kāi)以后，交流發(fā)電機(jī)的波峰比值發(fā)生了改變，進(jìn)行一系列的探測(cè)以后，物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)，這是因?yàn)檗D(zhuǎn)換器的變壓器中，最重要的一部分也就是鐵芯部分，它的磁通量發(fā)生了改變，鐵芯的選取的時(shí)候，它的密度超過(guò)一般的正常值，因此磁通量過(guò)小，也就意味著，容易發(fā)生磁線全部充滿的情況，在這時(shí)候，變壓器也就降低了峰值的電壓，電壓改變，那么電流肯定也隨之改變[3]。

通過(guò)上面的分析，也就知道了原因所在：

（一）當(dāng)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換器的時(shí)候，選取變壓器的鐵芯的磁通量太小，很容易充滿磁線，這時(shí)候就導(dǎo)致了電流發(fā)生了變化，也影響了波峰值。

（二）顯示器采集數(shù)據(jù)的時(shí)候，沒(méi)有分辨正確的那個(gè)，而是在波線發(fā)生了改變的時(shí)候，采集了不正確的值，也就導(dǎo)致了電壓值的錯(cuò)誤。

四 、解決的辦法

經(jīng)過(guò)這一系列的研究，對(duì)于發(fā)生故障的現(xiàn)象，找到了以下的解決辦法：

（一）改變轉(zhuǎn)換器中變壓器的磁通量?？梢赃x取具有很高的傳導(dǎo)速率的材料來(lái)做鐵芯，經(jīng)過(guò)一系列的計(jì)算發(fā)現(xiàn)，選取的最佳值是轉(zhuǎn)換器的增加值在原先的基礎(chǔ)上增加480克。

（二）對(duì)于數(shù)據(jù)的采集采取更加有效的辦法，可以購(gòu)買市面上比較有效的芯片，提高測(cè)量的精確性。

總結(jié)：在對(duì)直升機(jī)設(shè)計(jì)的時(shí)候，要進(jìn)行全方位的精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行精準(zhǔn)的測(cè)量和改善。APU交流發(fā)電機(jī)屬于直升機(jī)中一個(gè)重要的部分，它起著輔助電源的作用。它的作用眾多，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）如果主流的發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障問(wèn)題的時(shí)候，由APU交流發(fā)電機(jī)來(lái)提供電源。（2）APU交流發(fā)電機(jī)提供給機(jī)上的是交流電，而除此之外，起著重要作用的TRU則發(fā)揮著轉(zhuǎn)換為直流電的功效。

參考文獻(xiàn)：

[1]王堯君，劉沖，蔣慧.兩種測(cè)量電壓有效值方法的比較[J].中國(guó)測(cè)試，2013，39（03）：27-30.

[2]任明翔，楊娟.飛機(jī)交流電源特性參數(shù)測(cè)量研究[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2016，24 （09）：19-22+31.

[3]魏志軒，王永強(qiáng)，高秀麗，劉會(huì)，魏書(shū)田.電壓有效值檢測(cè)方法研究[J].電工技術(shù)，2018 （10）：35+38.