某型交流發(fā)電機(jī)控制器“右交斷電”故障分析

葉成世 王桂芳 陳林

摘要：采用從系統(tǒng)—產(chǎn)品—器件逐步遞進(jìn)的方法和故障樹分析法，對某型交流發(fā)電機(jī)控制器“右交斷電”故障進(jìn)行分析，并對導(dǎo)致故障的繼電器深入開展失效分析。從分析中得出，有必要對繼電器等電氣器件進(jìn)行梳理分類，開展壽命試驗(yàn)及深修狀態(tài)摸底評估，增加必要的器件維修和檢測手段，為改進(jìn)修理模式提供可靠依據(jù)，最大程度地降低飛機(jī)修理質(zhì)量風(fēng)險。

關(guān)鍵詞：斷電；告警；繼電器；失效分析

Keywords：break；alarm；relay；fault analysis

1 故障情況

大修的某架飛機(jī)在地面雙發(fā)起動成功后，“右交斷電”信號燈亮，飛行員故障清單（PFL）報右交流發(fā)電機(jī)通道故障。

2 故障原因分析

2.1 系統(tǒng)工作原理分析

某型交流發(fā)電機(jī)控制器是國產(chǎn)某型三代飛機(jī)主交流電源系統(tǒng)的重要部件，與交流發(fā)電機(jī)、電流互感器組件共同組成該飛機(jī)的主交流電源系統(tǒng)。在該交流電源系統(tǒng)中，交流發(fā)電機(jī)控制器具有調(diào)壓、控制和保護(hù)等功能，向機(jī)上交流用電設(shè)備提供高品質(zhì)的交流電源，同時，交流發(fā)電機(jī)控制器與供電管理中心（PCU）交聯(lián)，共同檢測交流電源系統(tǒng)各部件的工作狀態(tài)，以提高產(chǎn)品及系統(tǒng)的可維護(hù)性。交流發(fā)電機(jī)控制器主要由蓋板組件、前面板組件、后面板組件、外殼組件和8塊印制線路板組成。

右發(fā)動機(jī)起動成功后，當(dāng)交流發(fā)電機(jī)控制器檢測到的右發(fā)電機(jī)電壓、頻率符合投網(wǎng)條件時，交流發(fā)電機(jī)控制器內(nèi)部的AP5線路板輸出控制信號，使前面板上的J2繼電器接通。J2繼電器的常開觸點(diǎn)接通后，輸出28V電壓到機(jī)上2號主交流接觸器GTB2線圈，此時GTB2的常開觸點(diǎn)A2-A1、B2-B1、 C2-C1接通，使發(fā)電機(jī)電壓輸出到三相右主交流匯流條的A相、B相、C相；GTB2的常閉觸點(diǎn)G-H斷開；常閉觸點(diǎn)V-W斷開。

系統(tǒng)框圖如圖1所示。

2.2 系統(tǒng)故障樹

通過分析，建立如圖2所示的故障樹，因交流發(fā)電機(jī)控制器故障導(dǎo)致“右交斷電”信號燈亮的可能性有AP5電路板故障、產(chǎn)品內(nèi)部線路故障、前面板故障等。

產(chǎn)品在設(shè)備上通電時，以數(shù)字多用表測試AP5電路板時輸出電壓正常，排除AP5故障。對AP8轉(zhuǎn)接板、AP6轉(zhuǎn)接板以及中間線路進(jìn)行檢查，檢查結(jié)果為接觸良好，無斷路和觸點(diǎn)虛焊等現(xiàn)象。

拆下前面板對內(nèi)部J2繼電器單獨(dú)通電檢查，繼電器不工作。

2.3 最小失效單元定位

通過梳理交流發(fā)電機(jī)控制器前面板組件原理圖（見圖3）發(fā)現(xiàn)，當(dāng)AP5板MOS管接通后，輸出接地信號到J2繼電器的線圈X2（-）時，繼電器J2上電轉(zhuǎn)換，常開觸點(diǎn)A2-A1接通，觸點(diǎn)A1（接到產(chǎn)品插頭b）輸出28V“主接觸器接通命令”到機(jī)上GTB2接觸器。

單獨(dú)檢查J2繼電器（型號M83536/2-026M），發(fā)現(xiàn)觸點(diǎn)不轉(zhuǎn)換，因此對該繼電器進(jìn)行失效分析。

1）外觀檢查

繼電器外觀形貌如圖4所示，經(jīng)觀察，繼電器外觀良好。

2）參數(shù)測量

室溫下，利用直流電源及直流毫歐表測試?yán)^電器電性能，線圈電阻為514.2 Ω，符合要求。在不加激勵狀態(tài)下測試其常閉觸點(diǎn)，為開路；在施加激勵狀態(tài)下測試其常開觸點(diǎn)，為開路，不符合要求。

3）X射線檢查

利用X射線設(shè)備檢查繼電器J2封裝內(nèi)的缺陷、損傷。經(jīng)觀察，發(fā)現(xiàn)繼電器J2轉(zhuǎn)換引腳的連接片消失，如圖5所示。

4）PIND檢測

對樣品F1進(jìn)行PIND檢測，器件內(nèi)部有明顯的噪聲爆發(fā)，說明內(nèi)部有結(jié)構(gòu)松動或可移動的多余物。

5）開封后內(nèi)部目檢

檢查繼電器J2內(nèi)部是否有與失效模式相關(guān)的結(jié)構(gòu)異?；蛉毕莶⒋_定失效位置。

采用機(jī)械方法對繼電器進(jìn)行開封，繼電器開封后形貌如圖6所示。圖中藍(lán)色圈中轉(zhuǎn)換引腳的連接片脫落，黑色圈中繼電器支架4個焊點(diǎn)全部脫開。

繼電器支架焊點(diǎn)形貌如圖7所示，從圖中圈出部分可以看出，繼電器支架焊點(diǎn)表面有明顯的過熱燒蝕變黑現(xiàn)象。

6）失效分析結(jié)果

通過以上檢查，判斷故障原因?yàn)椋篔2繼電器支架的4個焊點(diǎn)因焊接溫度控制不當(dāng)，導(dǎo)致焊接不良，在振動工作條件下繼電器支架焊點(diǎn)脫開，轉(zhuǎn)換引腳連接片脫落，繼電器失效。

綜上，該起故障最小失效單元為繼電器J2。

3 故障驗(yàn)證

在機(jī)上右發(fā)動機(jī)啟動成功后，因交流發(fā)電機(jī)控制器內(nèi)部的J2繼電器不工作，未輸出28V“主接觸器接通命令”到機(jī)上GTB2接觸器，使GTB2接觸器不工作，發(fā)電機(jī)電壓未連接到匯流條；同時，GTB2接觸器的常閉觸點(diǎn)W-V和G-H均為接通狀態(tài)，SGJ-4告警計算機(jī)發(fā)出“右交斷電”信號，機(jī)上“右交斷電”信號燈亮，NAMP同時上傳信號，PFL報右交流發(fā)電機(jī)通道故障。

更換J2繼電器后，交流發(fā)電機(jī)控制器工作正常，開環(huán)和閉環(huán)試驗(yàn)均正常。

4 總結(jié)

根據(jù)失效分析結(jié)論，J2繼電器支架位于繼電器內(nèi)部，支架焊點(diǎn)脫落時X射線無法有效發(fā)現(xiàn)，分解檢查會破壞繼電器的密封性。因此，制定的等效檢查措施為：制作轉(zhuǎn)接電纜，在修理過程中從插頭端對J2繼電器的電性能進(jìn)行單獨(dú)通電檢查，檢查項目為啟動釋放電壓、觸點(diǎn)電阻、線圈電阻，可以有效提高繼電器內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)和電性能的檢測深度，以提前發(fā)現(xiàn)故障隱患。

參考文獻(xiàn)

[1]孫聰，季曉光，陳希成，等.飛機(jī)地勤培訓(xùn)教材[Z].沈陽飛機(jī)研究所.2006.

[2]嚴(yán)東超，等.飛機(jī)電氣系統(tǒng)總體設(shè)計[M].北京：航空工業(yè)出版社.2001.

作者簡介

葉成世，工程師，主要從事電氣專業(yè)飛機(jī)修理技術(shù)工作。

王桂芳，工程師，主要從事電氣專業(yè)飛機(jī)修理技術(shù)工作。

陳林，工程師，主要從事電氣專業(yè)飛機(jī)修理技術(shù)工作。