王鵬 尚浩
摘 要：綜合任務處理機（簡稱任務機）作為某型飛機航空電子系統的核心和總線控制器，由各個功能模塊和集成機箱以及安裝架組成。在地面工作時通過任務機安裝架上的風機能夠解決機上環控系統提供任務機通風散熱不足的問題。當風機不工作時，會引起任務機機箱過熱、內部各個功能模塊過熱出現模塊損壞以及其他系統機上不能完成自檢測功能的現象。該文針對某型機在飛行準備時發現任務機風機不工作現象進行一定的分析，確定了故障原因，並制定了相應的解決措施，提出了一定的建議，為排除後續該類任務機故障積累了經驗。
關鍵詞：任務機;風機;繼電器;故障分析
中圖分類號：TD441 文獻標誌碼：A
0 前言
綜合任務處理機（簡稱任務機）是某型飛機航空電子系統的核心和總線控制器，採用1553B總線與統一光纖網絡混合構型、模塊化技術和分區作業系統等先進綜合化技術。
任務機是由模塊和集成機箱以及安裝架組成的，實現系統控制管理、戰術決策、航路管理、火控管理、響應管理、數據融合、數據鏈信息處理、數字地圖處理和嵌入訓練等功能，是航電系統的任務處理核心。
任務機安裝架上的風機為地面通電時，輔助解決機上環控系統提供任務機通風散熱不足的問題。當風機不工作時，會引起任務機機箱過熱、內部模塊過熱出現模塊損壞以及其他系統機上不能完成自檢測功能的現象。
該文對某型機飛行準備時發現任務機風機不工作現象進行了分析和討論，對相應的設計提出建議。
1 故障現象
某型機在進行飛行前機務準備時，通電檢查發現任務機安裝架上風機無聲音，不工作。對任務機機箱進行檢查，無法啟動風機。對任務機安裝架進行檢查，安裝架功能正常，風機可以正常工作。進一步對機箱內部的繼電器進行靜態檢測，繼電器電路連接關係正確，對機箱通電檢測，繼電器A、B、C三相均無輸出，確認繼電器失效。
2 故障原因分析
故障現象為任務機風機不工作，機箱內部繼電器失效。根據風機工作原理結合故障現象，任務機風機不工作可分為2個原因：機箱中風機控制電路故障、安裝架風機故障。建立故障樹如圖1所示。
2.1 機箱中風機控制電路故障
繼電器故障、電路焊接點開路或短路、電路相序焊接錯誤會引起機箱中風機控制電路故障。
2.1.1 電路焊接點開路或短路
故障機架及安裝架返回所內後，通過靜態電路測試，未發現電路存在焊接點開路或短路情況，此故障分支可以排除。
2.1.2 電路相序焊接錯誤
通過靜態對機箱內部風機控制電路檢測，未發現電路相序焊接錯誤情況，此故障分支可以排除。
2.1.3 繼電器故障
對機箱內部的繼電器進行靜態檢測，繼電器的電路連接關係正確，觸點通斷正常。通電情況下檢測發現，A、B、C 三相均無法控制，確認繼電器失效。
對失效的繼電器進行失效分析，分析結論為使用過程中引入異常電壓，導致其內部大面積打火燒蝕，引起繼電器失效。
通過對該型繼電器參數指標進行檢查對比。1）該型繼電器的環境溫度指標為-65℃～+125℃，任務機要求環境溫度指標為-55℃～+70℃，滿足任務機使用要求。2）該型繼電器的加速度指標為750 m/s2，任務機要求使用指標為y：-3～+9g;Z：-2～+2g;X：-2.5～+2.5g，滿足任務機使用要求。3）該型繼電器的低氣壓指標為1 kPa，任務機要求指標為2.55 kPa，滿足任務機使用要求。4）該型繼電器的介質耐壓值指標為正常：[email protected] Hz，低氣壓（4.4 kPa）：[email protected]，任務機要求指標為GJB181—86的耐浪涌（過壓180 V，欠壓70 V）和耐尖峰電壓（600 V），低於要求（低氣壓摸底試驗通過）。5）該型繼電器的使用壽命指標為阻性負載5 A，28.5Vd.c，+125℃使用壽命次數5×104次，任務機要求指標為風機啟動電流2.5 A，額定電流0.55 A，5×104使用壽命滿足要求。相關廠所人員對繼電器進行耐浪涌電壓測試，環境溫度為70℃，3項180VAC供電，5 A負載條件下，繼電器壽命將急劇衰減，遠小於手冊50 000次壽命，壽命衰減原因為浪涌電壓條件下，拉弧現象會加劇，繼電器簧片燒蝕。
通過以上對比發現，在浪涌電壓條件下，由於拉弧現象會加劇，繼電器簧片燒蝕，壽命將急劇衰減。繼電器失效會出現無電壓輸出、電壓輸出缺項等故障模式，與故障現象吻合，此故障分支無法排除。
2.2 安裝架風機故障
風機通過一個漏斗型的結構件安裝在任務機安裝架上。風機的結構件變形擠壓風機翅片卡滯和風機線圈故障都會導致安裝架風機故障。
2.2.1 風機結構件變形引起風機卡滯故障
任務機通過安裝架固定於飛機上。如果操作保護不當，在安裝或拆卸安裝架過程中風機的結構件會有被外物撞擊變形的可能。通過目視和檢查未發現風機結構件有變形的情況。此故障分支可以排除。
2.2.2 風機線圈故障
風機內部線圈為0.2 mm 漆包線，連續工作電流應小於1 A，瞬時電流應小於3 A。通過將故障安裝架返實驗室對風機進行拆解，內部線圈已全部燒結無法分析。實際測量缺相狀態下（兩相供電）流經風機線圈電流為2.16 A（風機線圈長時間工作流應小於1 A），長時間持續大電流會燒毀風機線圈，導致風機不工作。當繼電器失效輸出缺項時會導致風機線圈燒毀風機無法正常工作，該故障分支與繼電器故障相關。
3 解決措施及建議
通過排查，導致任務機風機不工作的故障原因，定位在機上浪涌電壓導致繼電器拉弧現象加劇，繼電器簧片燒蝕，壽命急劇衰減。繼電器失效會出現無電壓輸出、電壓輸出缺項等故障模式，當繼電器無電壓輸出時會導致風機不工作，當繼電器輸出缺項時會造成風機過流燒毀。
更換新的繼電器後，通電檢查任務機風機工作正常。
通過對故障現象的分析：a）建議相關廠家，從繼電器選型（主要考慮電壓耐受）方面研究避免浪涌電壓對繼電器造成損傷的措施。b）建議相關廠家更改產品規範，將繼電器作為有壽件進行管理。
參考文獻
[1]孔祥平，張哲，尹項根，等.計及勵磁調節特性影響的雙饋風力發電機組故障電流特性[J].電工技術學報，2014，29 （4）：256-265.
[2]張少敏，毛冬，王保義.電力大數據處理技術在風電機組齒輪箱故障診斷與預警中的應用[J].系統自動化，2018（9）：162-163.
[3]任岩，畢亞雄，王德寬，等.風電機組傳動鏈的故障樹智能診斷技術[J]. 排灌機械工程學報，2016（4）：328-331.
[4]李輝，胡姚剛，李洋，等.大功率併網風電機組狀態監測與故障診斷研究綜述[J].電力自動化設備， 2018（2）：123.
摘 要：綜合任務處理機（簡稱任務機）作為某型飛機航空電子系統的核心和總線控制器，由各個功能模塊和集成機箱以及安裝架組成。在地面工作時通過任務機安裝架上的風機能夠解決機上環控系統提供任務機通風散熱不足的問題。當風機不工作時，會引起任務機機箱過熱、內部各個功能模塊過熱出現模塊損壞以及其他系統機上不能完成自檢測功能的現象。該文針對某型機在飛行準備時發現任務機風機不工作現象進行一定的分析，確定了故障原因，並制定了相應的解決措施，提出了一定的建議，為排除後續該類任務機故障積累了經驗。
關鍵詞：任務機;風機;繼電器;故障分析
中圖分類號：TD441 文獻標誌碼：A
0 前言
綜合任務處理機（簡稱任務機）是某型飛機航空電子系統的核心和總線控制器，採用1553B總線與統一光纖網絡混合構型、模塊化技術和分區作業系統等先進綜合化技術。
任務機是由模塊和集成機箱以及安裝架組成的，實現系統控制管理、戰術決策、航路管理、火控管理、響應管理、數據融合、數據鏈信息處理、數字地圖處理和嵌入訓練等功能，是航電系統的任務處理核心。
任務機安裝架上的風機為地面通電時，輔助解決機上環控系統提供任務機通風散熱不足的問題。當風機不工作時，會引起任務機機箱過熱、內部模塊過熱出現模塊損壞以及其他系統機上不能完成自檢測功能的現象。
該文對某型機飛行準備時發現任務機風機不工作現象進行了分析和討論，對相應的設計提出建議。
1 故障現象
某型機在進行飛行前機務準備時，通電檢查發現任務機安裝架上風機無聲音，不工作。對任務機機箱進行檢查，無法啟動風機。對任務機安裝架進行檢查，安裝架功能正常，風機可以正常工作。進一步對機箱內部的繼電器進行靜態檢測，繼電器電路連接關係正確，對機箱通電檢測，繼電器A、B、C三相均無輸出，確認繼電器失效。
2 故障原因分析
故障現象為任務機風機不工作，機箱內部繼電器失效。根據風機工作原理結合故障現象，任務機風機不工作可分為2個原因：機箱中風機控制電路故障、安裝架風機故障。建立故障樹如圖1所示。
2.1 機箱中風機控制電路故障
繼電器故障、電路焊接點開路或短路、電路相序焊接錯誤會引起機箱中風機控制電路故障。
2.1.1 電路焊接點開路或短路
故障機架及安裝架返回所內後，通過靜態電路測試，未發現電路存在焊接點開路或短路情況，此故障分支可以排除。
2.1.2 電路相序焊接錯誤
通過靜態對機箱內部風機控制電路檢測，未發現電路相序焊接錯誤情況，此故障分支可以排除。
2.1.3 繼電器故障
對機箱內部的繼電器進行靜態檢測，繼電器的電路連接關係正確，觸點通斷正常。通電情況下檢測發現，A、B、C 三相均無法控制，確認繼電器失效。
對失效的繼電器進行失效分析，分析結論為使用過程中引入異常電壓，導致其內部大面積打火燒蝕，引起繼電器失效。
通過對該型繼電器參數指標進行檢查對比。1）該型繼電器的環境溫度指標為-65℃～+125℃，任務機要求環境溫度指標為-55℃～+70℃，滿足任務機使用要求。2）該型繼電器的加速度指標為750 m/s2，任務機要求使用指標為y：-3～+9g;Z：-2～+2g;X：-2.5～+2.5g，滿足任務機使用要求。3）該型繼電器的低氣壓指標為1 kPa，任務機要求指標為2.55 kPa，滿足任務機使用要求。4）該型繼電器的介質耐壓值指標為正常：[email protected] Hz，低氣壓（4.4 kPa）：[email protected]，任務機要求指標為GJB181—86的耐浪涌（過壓180 V，欠壓70 V）和耐尖峰電壓（600 V），低於要求（低氣壓摸底試驗通過）。5）該型繼電器的使用壽命指標為阻性負載5 A，28.5Vd.c，+125℃使用壽命次數5×104次，任務機要求指標為風機啟動電流2.5 A，額定電流0.55 A，5×104使用壽命滿足要求。相關廠所人員對繼電器進行耐浪涌電壓測試，環境溫度為70℃，3項180VAC供電，5 A負載條件下，繼電器壽命將急劇衰減，遠小於手冊50 000次壽命，壽命衰減原因為浪涌電壓條件下，拉弧現象會加劇，繼電器簧片燒蝕。
通過以上對比發現，在浪涌電壓條件下，由於拉弧現象會加劇，繼電器簧片燒蝕，壽命將急劇衰減。繼電器失效會出現無電壓輸出、電壓輸出缺項等故障模式，與故障現象吻合，此故障分支無法排除。
2.2 安裝架風機故障
風機通過一個漏斗型的結構件安裝在任務機安裝架上。風機的結構件變形擠壓風機翅片卡滯和風機線圈故障都會導致安裝架風機故障。
2.2.1 風機結構件變形引起風機卡滯故障
任務機通過安裝架固定於飛機上。如果操作保護不當，在安裝或拆卸安裝架過程中風機的結構件會有被外物撞擊變形的可能。通過目視和檢查未發現風機結構件有變形的情況。此故障分支可以排除。
2.2.2 風機線圈故障
風機內部線圈為0.2 mm 漆包線，連續工作電流應小於1 A，瞬時電流應小於3 A。通過將故障安裝架返實驗室對風機進行拆解，內部線圈已全部燒結無法分析。實際測量缺相狀態下（兩相供電）流經風機線圈電流為2.16 A（風機線圈長時間工作流應小於1 A），長時間持續大電流會燒毀風機線圈，導致風機不工作。當繼電器失效輸出缺項時會導致風機線圈燒毀風機無法正常工作，該故障分支與繼電器故障相關。
3 解決措施及建議
通過排查，導致任務機風機不工作的故障原因，定位在機上浪涌電壓導致繼電器拉弧現象加劇，繼電器簧片燒蝕，壽命急劇衰減。繼電器失效會出現無電壓輸出、電壓輸出缺項等故障模式，當繼電器無電壓輸出時會導致風機不工作，當繼電器輸出缺項時會造成風機過流燒毀。
更換新的繼電器後，通電檢查任務機風機工作正常。
通過對故障現象的分析：a）建議相關廠家，從繼電器選型（主要考慮電壓耐受）方面研究避免浪涌電壓對繼電器造成損傷的措施。b）建議相關廠家更改產品規範，將繼電器作為有壽件進行管理。
參考文獻
[1]孔祥平，張哲，尹項根，等.計及勵磁調節特性影響的雙饋風力發電機組故障電流特性[J].電工技術學報，2014，29 （4）：256-265.
[2]張少敏，毛冬，王保義.電力大數據處理技術在風電機組齒輪箱故障診斷與預警中的應用[J].系統自動化，2018（9）：162-163.
[3]任岩，畢亞雄，王德寬，等.風電機組傳動鏈的故障樹智能診斷技術[J]. 排灌機械工程學報，2016（4）：328-331.
[4]李輝，胡姚剛，李洋，等.大功率併網風電機組狀態監測與故障診斷研究綜述[J].電力自動化設備， 2018（2）：123.
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