737—300飛機(jī)發(fā)動機(jī)欠壓故障分析

李斌

摘 要：該文討論了一個比較罕見的發(fā)電機(jī)線路故障，通過系統(tǒng)的講解發(fā)動機(jī)發(fā)電和相關(guān)部件原理，清晰的區(qū)分了各個部件故障的異同之處，整個排故過程邏輯縝密，思維清晰，為發(fā)電機(jī)系統(tǒng)故障梳理清了排故方法。并清晰的總結(jié)了飛機(jī)線路故障的各個特性，為之后的線路故障排故提供了幫助。

關(guān)鍵詞：欠壓 虛接 GCR 電壓調(diào)節(jié) 交流發(fā)電機(jī) 勵磁電壓 線路故障 高振動

中圖分類號：V267.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）02（a）-0035-02

1 故障現(xiàn)象

航后機(jī)組反映啟動好右發(fā)后M238板右發(fā)LV燈亮。航后試車，發(fā)現(xiàn)啟動好右發(fā)后，電壓頻率無指示，剩磁電壓10 V，但電源能正常接通，接通后電壓頻率均正常。從右發(fā)轉(zhuǎn)換到APU電源時(shí)，右發(fā)依然發(fā)電但電壓下降到100 V左右擺動，頻率正常，有時(shí)M238面板右發(fā)LV燈會亮，并且GCR脫開，然后無電壓頻率指示。

2 相關(guān)知識

737-300發(fā)動機(jī)發(fā)電系統(tǒng)包括：恒速傳動機(jī)構(gòu)CSD，交流發(fā)電機(jī)，GCU，GB，電路保護(hù)傳感器。

恒速傳動機(jī)構(gòu)（CSD）：CSD是一個液壓機(jī)械式的傳動裝置，他的作用是將變化的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為恒定的轉(zhuǎn)速用于驅(qū)動發(fā)電機(jī)產(chǎn)生恒頻交流電源。他可以在P5面板上手動脫開，脫開后必須在地面作動復(fù)位受柄才可以復(fù)位。CSD產(chǎn)生的熱量借助滑油在滑油冷卻器中被散發(fā)，當(dāng)滑油溫度達(dá)到157 ℃時(shí)，HIGH OIL TEMP燈亮。當(dāng)滑油壓力降到120～160PSI時(shí)點(diǎn)亮LOW PRESSURE燈，兩個燈點(diǎn)亮均不脫開CSD且不影響轉(zhuǎn)速。

交流發(fā)電機(jī)：737-300飛機(jī)的發(fā)電機(jī)是三相交流同步發(fā)電機(jī)。該發(fā)電機(jī)具體由一個勵磁發(fā)電機(jī)，一個旋轉(zhuǎn)整流器，以及一個主發(fā)電機(jī)構(gòu)成，由恒速裝置CSD帶動發(fā)電。勵磁發(fā)電機(jī)由GCU（發(fā)電機(jī)控制組件）的電壓調(diào)節(jié)器（簡稱VR）提供直流的勵磁電壓，而旋轉(zhuǎn)的勵磁發(fā)電機(jī)產(chǎn)生了三相交流電壓，此電壓經(jīng)過旋轉(zhuǎn)整流器整流產(chǎn)生直流的電壓送入到主發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子生成旋轉(zhuǎn)的電磁場從而在主發(fā)電機(jī)的靜子上產(chǎn)生交變的三相電壓輸出。當(dāng)GCR沒有閉合時(shí)，在永磁鐵的作用下，勵磁發(fā)電機(jī)輸出15～20 V電壓，GCR閉和后，在GCU內(nèi)部的勵磁機(jī)電源的作用下，電壓從15～20 V不經(jīng)調(diào)節(jié)直接增加到100 V，當(dāng)電壓達(dá)到100 V時(shí)，電壓調(diào)節(jié)器接入電路，調(diào)節(jié)電壓穩(wěn)定在115 V。

GCU：他的作用是為發(fā)電機(jī)系統(tǒng)提供勵磁，控制和保護(hù)功能，是發(fā)動機(jī)發(fā)電的主控制器。勵磁的功能是通過其內(nèi)部的勵磁電源供給元件將三相交流電轉(zhuǎn)換成直流脈沖電壓，用于發(fā)電機(jī)勵磁?？刂乒δ芡ㄟ^電壓調(diào)節(jié)器來完成，電壓調(diào)節(jié)器通過控制發(fā)電機(jī)的勵磁機(jī)的勵磁電源來實(shí)現(xiàn)。GCU為發(fā)電機(jī)提供過壓130+-3 V，欠壓100+-3 V（有7 s的延時(shí)），過頻，欠頻，過流170～175 A和差動電流保護(hù)功能20～30 A。其中只有和過頻和欠頻保護(hù)功能不斷開GCR，另外還可以通過發(fā)動機(jī)電門關(guān)斷，CSD脫開和提起發(fā)動機(jī)滅火手柄來斷開GCR。

GB：主發(fā)動機(jī)接觸器用來控制電源向交流匯流條供電，當(dāng)發(fā)生以下情況時(shí)GB斷開：GCR斷開，相臨的APU電門閉和，地面電源電門閉和，或者發(fā)電機(jī)過頻或者欠頻。當(dāng)GB斷開時(shí)，P5面板上的GEN OFF BUS點(diǎn)亮。

T8傳感器：T8包括4個線圈，其中一個探測電流用來監(jiān)控過流狀況的發(fā)生，一個探測用來GCU進(jìn)行功率限制，一個用來作為勵磁放大功能，還有一個用來進(jìn)行排故時(shí)觀察每相電流的大小。

3 排故過程

現(xiàn)在我們再回想下故障現(xiàn)象：從右發(fā)轉(zhuǎn)換到APU電源時(shí)，右發(fā)依然發(fā)電但電壓下降到100 V左右擺動，頻率正常，有時(shí)M238面板右發(fā)LV燈會亮，并且GCR脫開，然后無電壓頻率指示。

從上述現(xiàn)象我們可以看到只有當(dāng)轉(zhuǎn)換APU電源的時(shí)候才出現(xiàn)故障。因此排故方向轉(zhuǎn)向AGB前面的電路和AGB上面，由圖1所示飛機(jī)的交流電是并聯(lián)供電，后接為主的原則。APU供電和外接電源供電和發(fā)動機(jī)供電都是并聯(lián)的。因此想到利用外接電源供電來測試發(fā)動機(jī)是否還會出現(xiàn)類似故障。結(jié)果使用外部電源供電后，結(jié)果故障再現(xiàn)。由此排除APU和外部電源部分的影響。

排除外部因素以后，我們再來回想下其他故障現(xiàn)象：其中頻率正常說明CSD的工作是正常的，能夠保證發(fā)電機(jī)以一個恒定的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。APU電接入后，GCB是斷開的，P5板指示是從發(fā)電機(jī)其中一項(xiàng)引入的，電壓下降到100 V左右擺動，說明故障集中在發(fā)電機(jī)的電壓控制電路有問題，其中現(xiàn)象M238面板右發(fā)LV燈會亮，并且GCR脫開，然后無電壓頻率指示都可以佐證發(fā)電機(jī)電壓控制出問題導(dǎo)致電壓不穩(wěn)，觸發(fā)了電壓保護(hù)。因此，后續(xù)的排故就鎖定在發(fā)動機(jī)發(fā)電系統(tǒng)本身故障。

在發(fā)動機(jī)發(fā)電系統(tǒng)中GCU是整個系統(tǒng)的控制部件，其中的電壓調(diào)節(jié)器損壞會使電壓調(diào)節(jié)不穩(wěn)定。另外電壓調(diào)節(jié)器的電壓調(diào)節(jié)要經(jīng)過GCR的線路，因此GCR的觸點(diǎn)燒蝕，不斷變化的電阻也會導(dǎo)致電壓一直在110 V上下跳動。其次電壓調(diào)節(jié)器的輸入是由T8傳感器給的信號，并且T8傳感器其中一路是給勵磁電源的，因此T8傳感器損壞也會造成電壓的不穩(wěn)定?？紤]上述因素之后依次更換了GCU，測量了T8傳感器未能排除故障，無奈之下又更換了GB，發(fā)電機(jī)，CSD也未能排除故障。

在幾乎更換完所有系統(tǒng)部件之后，最后將疑點(diǎn)鎖定在各部件附屬線路上，通過不斷的排查，最后量線發(fā)現(xiàn)GD2754-AC接地線的接線片裂開，更換接線片之后，故障排除。如圖2所示。

4 故障分析

通過最后量線得知，GD2754-AC接線片裂開，但是沒有分離。發(fā)動機(jī)啟動以后，接線片在高震動下不斷的閉和脫離，相當(dāng)于在發(fā)電機(jī)和地之間加了一個變化的電阻。這時(shí)候量剩磁電壓，因?yàn)闆]有接負(fù)載，這個電阻相當(dāng)于發(fā)電機(jī)內(nèi)阻很大，會起到分壓作用，因此量的剩磁電壓會偏小，兩次實(shí)際量的電壓為10 V，14 V。

當(dāng)GCR閉和后，在右發(fā)發(fā)電機(jī)斷開GB2也就是無飛機(jī)負(fù)載的情況下，接觸電阻在環(huán)路中占的比重較大，因此導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的相電壓下降，雖然電壓調(diào)節(jié)器可以調(diào)節(jié)，但由于這時(shí)的負(fù)載電流很小，由發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)特性得知這時(shí)的勵磁電流也比較小，調(diào)節(jié)能力不足，導(dǎo)致端壓較低并有可能觸發(fā)LV燈亮（當(dāng)接觸電阻由于震動變得較大時(shí)）；在閉合GB2接入飛機(jī)負(fù)載的情況下，負(fù)載電流增大至幾十安培，接觸電阻導(dǎo)致的壓降對于由于負(fù)載電流增大引起的壓降相對較小。這時(shí)電壓調(diào)節(jié)器增大勵磁電流更容易調(diào)節(jié)電壓穩(wěn)定電壓在115 V左右。

5 結(jié)語

隨著飛機(jī)的服務(wù)時(shí)間越來越長，線路故障逐漸增多，給故障排除帶來很大的壓力。但是線路故障也是有一定規(guī)律的，從發(fā)生的區(qū)域上，以下幾個區(qū)域比較多發(fā)：飛機(jī)經(jīng)常拆裝維護(hù)的區(qū)域；最近做過改裝等較大工作的區(qū)域；飛機(jī)震動區(qū)域比如發(fā)動機(jī)，大翼根部等；環(huán)境較惡劣的區(qū)域比如輪艙等。從故障現(xiàn)象上有以下幾個特點(diǎn)：故障的發(fā)生有一定過程，先是間歇性的后續(xù)逐漸故障穩(wěn)定；間歇性故障在地面比較難模擬；電阻電壓測量時(shí)，數(shù)值變化。一但故障明確為線路損傷的原因后，可以通過隔離線路，裝置萬用表，搖線的方法來進(jìn)行排故。對工作人員來說就需要更多的耐心和細(xì)心。

參考文獻(xiàn)

[1] 737-300Aircraft Maintenance Manual boeing[Z].

[2] 737-300System Schematic Manual boeing[Z].

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