某型飞机右发电机故障及断恒装故障原因分析

■ 尹伟 黄磊/国营芜湖机械厂

组合传动发电机是飞机电源系统的重要组成部分，其主要功能是为机载产品提供频率、电压稳定的交流电源。交流电源系统故障模式包括频率超差、电压超差、发电机滑油温度高、发电机滑油压力低等。本文根据外场某架飞机飞行中连续报发电机等故障的处理情况，分析故障产生的原因，寻求合理的应对措施和处理方式。

1 故障现象

某型飞机飞行时，空中告警信号盘（ЭКРАН）打印“右发电机”故障，飞行员解锁后故障消失。着陆后进行线路测量、试车，均良好；更换电压调节器、控制保护器、右组合传动发电机，试车检查良好。

飞机再次飞行时，空中ЭКРАН仍打印“右发电机”故障。飞行员解锁两次，故障依旧；第三次解锁，故障消失。着陆后线路测量、试车，均良好；更换控制保护器、控保器框架、2号交流接触器盒、动力控制板，试车检查良好。

第三次飞行中，起飞滑跑时油门杆在加力状态，ЭКРАН打印“右发电机”故障；飞机离陆1min后，ЭКРАН打印“断开右恒装”故障，解锁不消失，飞行员手动断开恒装。返场着陆后重新试车，故障不复现。

2 故障原因分析

2.1 发电机故障

发电机故障的原因有短路、过压、线电压不对称、欠压、欠频、欠欠频、过频。

如图1所示，当发电机正常工作时，控制保护器内P5继电器常闭触点接通，经БУС-9放大后驱动P12继电器，P12继电器常开触点闭合，使电压调节器内P1继电器工作，接通次励磁机电源，经过电压调节器功率放大电路的控制，为励磁机的励磁绕组提供励磁电流，在励磁机转子绕组中产生交流电压，再经旋转整流器变为直流电压作为主发电机的励磁电流，主发电机的定子绕组感应产生三相交流电压。当发电机电压达到额定值时，控制保护器分离工作部件ВСГБ1А输出信号经БУС-9放大后驱动P7继电器，P7继电器触点接通，使发电机输出主接触器23-Э11工作，右发电机开始向主汇流条供电。当发电机故障时，一般故障信号经控制保护器处理后，发送故障保护指令并同时向相关系统发送故障信息，控制保护器内的频率保护组件БСГЧ5600和分离工作部件ВСГБ1А分别对频率和电压进行检测和实施相应保护。

1）电压保护

当分离工作部件检测到短路、过压、线电压不对称、欠压不正常信号时，相应的故障信号一路经БУС-9放大后驱动P5继电器工作，P5继电器常闭触点断开，P12继电器断电，电压调节器内P1继电器断电，切断发电机励磁；另一路信号使P7继电器断电，发电机输出主接触器23-Э11断开，切断发电机与机上电网的连接。此时发电机故障继电器22-Э11工作，向ЭКРАН报“右发电机”故障。过压保护的电压应在124.5～127.5V范围内，保护电路工作延迟时间为0.5±0.15s；欠压保护的电压应在102.5～105.5V范围内，保护电路工作延迟时间为6±0.9s；线电压不平衡应在20～40V范围内，保护电路工作延迟时间为6±0.9s；短路而导致保护电路工作时，没有时间延迟。

图1 交流电源系统原理图（局部）

2）频率保护

发电机转速传感器送出5600Hz的频率信号给控制保护器，当频率保护组件检测到欠频、过频、欠欠频等信号时，相应的故障信号经БУС-9放大后驱动P5继电器工作，与电压保护一样，断开发电机励磁和发电机输出主接触器并报“右发电机”故障。过频保护的频率应在5905～5995Hz范围内，欠频保护的频率应在5210～5295Hz范围内，过频、欠频保护有6±0.9s的时间延迟。欠欠频保护的频率应在4550～4690Hz范围内，欠欠频保护没有时间延迟。

2.2 断恒装故障

断恒装故障的原因有过过频、滑油温度高、滑油压力低。

1）过过频保护的频率应在6530～6670Hz范围内，过过频保护没有时间延迟。当发电机输出的“过过频”信号输入到БСГЧ5600频率保护部件时，该信号经比较放大后，驱动开关电路，使继电器P9工作，P9常开触点“2-5”接通，从而使恒速传动装置中的电磁离合器工作，恒装与发电机脱开，ЭКРАН打印“断恒装”。

2）当发电机滑油压力下降到低于允许值时，压力传感器触点接通，产生“断开恒装”告警，提醒飞行员手动断开恒装。

3）当发电机滑油超温，温度传感器触点熔化时，断恒装电磁铁接通，直接断开发电机恒装。

2.3 ЭКРАН误报警

经过飞参判读，每次报故障前，左右交流汇流条电压都有轻微差别。报故障时，右交流汇流条电压会有1～2.5V的短时下降，然后左右两边交流汇流条电压相等。这种现象说明，报故障时左右交流汇流条在转换，故障发生后右发电机退出了电网。而ЭКРАН误报警不会导致汇流条供电的切换。

2.4 其他原因

前期已更换了发电机、控制保护器、电压调节器、控保器框架等相关附件，检查了插头插拔力，对线路导通性、绝缘性测量了多次，因此排除附件和线路导通、绝缘问题。经过飞参判读，交流汇流条电压稳定，没有出现过高、过低现象，因此排除发电机输出过压、线电压不对称、欠压故障。检查发现滑油温度传感器触点没有熔化，因此排除滑油超温故障。那么，发电机故障和断恒装故障的共同原因就是过过频信号发送至控制保护器。

3 故障排除

为验证发电机工作时是否有过过频信号发送至控制保护器，从右发电机插头20-Э11-2的9、10号线分别引出两根屏蔽线，外接示波器，检查右发电机输出的转速频率5600Hz是否产生变化。检查发现，在发动机开车过程中，该频率值多次出现大于6kHz的情况，瞬间达到9～12kHz，说明线路存在被干扰的可能，推断飞机在飞行时受到短波电台或其他电磁阀等工作时产生的电磁干扰较大，导致右发电机转速频率传输线路出现过频、过过频信号，造成发电机故障和断恒装故障。

为此，更换由发电机插头20-Э11-2的9号、10号到控保器框架26-Э11-1插头的11号、22号之间的双绞屏蔽线。为防止发电机线路偶尔出现的短路情况，更换由发电机插头20-Э11-1到控保器框架以及互感器之间的导线，更换由互感器18-Э11的4号、5号接线到控保器框架26-Э11-1插头的14号、35号之间的双绞屏蔽线。

之后，经过试车、飞行验证，电源系统工作良好。

4 预防措施及建议

1）发动机开车前务必检查发电机滑油系统油量，如果滑油量不足，可能导致供压压力不稳，继而可能出现瞬间供压压力低于压力信号器的起动压力值，造成报故，严重时会影响发电机的输出频率。

2）检查发电机的油液清洁度，清洁度应不低于GJB-420B的10级标准。如果油液中的固体颗粒度超标，固体颗粒可能堵塞在压力信号器的油液入口处，使供压压力瞬间降低，从而使传感器触点接触，线路接通，出现故障代码。

3）检查发电机转速传感器输出线的屏蔽层是否屏蔽到位，屏蔽引出线接地电阻值是否符合要求。检查发电机插头根部电缆焊接情况，在发动机舱工作时应注意不触碰发电机插头。为防止因线路老化引起的电磁干扰对频率传输线路的影响，工厂已在飞机第三次大修时对发电机频率传输线固定换新。