任务机风机不工作故障分析
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摘 要：综合任务处理机（简称任务机）作为某型飞机航空电子系统的核心和总线控制器，由各个功能模块和集成机箱以及安装架组成。在地面工作时通过任务机安装架上的风机能够解决机上环控系统提供任务机通风散热不足的问题。当风机不工作时，会引起任务机机箱过热、内部各个功能模块过热出现模块损坏以及其他系统机上不能完成自检测功能的现象。该文针对某型机在飞行准备时发现任务机风机不工作现象进行一定的分析，确定了故障原因，并制定了相应的解决措施，提出了一定的建议，为排除后续该类任务机故障积累了经验。
關键词：任务机;风机;继电器;故障分析
中图分类号：TD441 文献标志码：A
0 前言
综合任务处理机（简称任务机）是某型飞机航空电子系统的核心和总线控制器，采用1553B总线与统一光纤网络混合构型、模块化技术和分区操作系统等先进综合化技术。
任务机是由模块和集成机箱以及安装架组成的，实现系统控制管理、战术决策、航路管理、火控管理、响应管理、数据融合、数据链信息处理、数字地图处理和嵌入训练等功能，是航电系统的任务处理核心。
任务机安装架上的风机为地面通电时，辅助解决机上环控系统提供任务机通风散热不足的问题。当风机不工作时，会引起任务机机箱过热、内部模块过热出现模块损坏以及其他系统机上不能完成自检测功能的现象。
该文对某型机飞行准备时发现任务机风机不工作现象进行了分析和讨论，对相应的设计提出建议。
1 故障现象
某型机在进行飞行前机务准备时，通电检查发现任务机安装架上风机无声音，不工作。对任务机机箱进行检查，无法启动风机。对任务机安装架进行检查，安装架功能正常，风机可以正常工作。进一步对机箱内部的继电器进行静态检测，继电器电路连接关系正确，对机箱通电检测，继电器A、B、C三相均无输出，确认继电器失效。
2 故障原因分析
故障现象为任务机风机不工作，机箱内部继电器失效。根据风机工作原理结合故障现象，任务机风机不工作可分为2个原因：机箱中风机控制电路故障、安装架风机故障。建立故障树如图1所示。
2.1 机箱中风机控制电路故障
继电器故障、电路焊接点开路或短路、电路相序焊接错误会引起机箱中风机控制电路故障。
2.1.1 电路焊接点开路或短路
故障机架及安装架返回所内后，通过静态电路测试，未发现电路存在焊接点开路或短路情况，此故障分支可以排除。
2.1.2 电路相序焊接错误
通过静态对机箱内部风机控制电路检测，未发现电路相序焊接错误情况，此故障分支可以排除。
2.1.3 继电器故障
对机箱内部的继电器进行静态检测，继电器的电路连接关系正确，触点通断正常。通电情况下检测发现，A、B、C 三相均无法控制，确认继电器失效。
对失效的继电器进行失效分析，分析结论为使用过程中引入异常电压，导致其内部大面积打火烧蚀，引起继电器失效。
通过对该型继电器参数指标进行检查对比。1）该型继电器的环境温度指标为-65℃～+125℃，任务机要求环境温度指标为-55℃～+70℃，满足任务机使用要求。2）该型继电器的加速度指标为750 m/s2，任务机要求使用指标为y：-3～+9g;Z：-2～+2g;X：-2.5～+2.5g，满足任务机使用要求。3）该型继电器的低气压指标为1 kPa，任务机要求指标为2.55 kPa，满足任务机使用要求。4）该型继电器的介质耐压值指标为正常：500Vr.m.s.@50 Hz，低气压（4.4 kPa）：200Vr.m.s.@50Hz，任务机要求指标为GJB181—86的耐浪涌（过压180 V，欠压70 V）和耐尖峰电压（600 V），低于要求（低气压摸底试验通过）。5）该型继电器的使用寿命指标为阻性负载5 A，28.5Vd.c，+125℃使用寿命次数5×104次，任务机要求指标为风机启动电流2.5 A，额定电流0.55 A，5×104使用寿命满足要求。相关厂所人员对继电器进行耐浪涌电压测试，环境温度为70℃，3项180VAC供电，5 A负载条件下，继电器寿命将急剧衰减，远小于手册50 000次寿命，寿命衰减原因为浪涌电压条件下，拉弧现象会加剧，继电器簧片烧蚀。
通过以上对比发现，在浪涌电压条件下，由于拉弧现象会加剧，继电器簧片烧蚀，寿命将急剧衰减。继电器失效会出现无电压输出、电压输出缺项等故障模式，与故障现象吻合，此故障分支无法排除。
2.2 安装架风机故障
风机通过一个漏斗型的结构件安装在任务机安装架上。风机的结构件变形挤压风机翅片卡滞和风机线圈故障都会导致安装架风机故障。
2.2.1 风机结构件变形引起风机卡滞故障
任务机通过安装架固定于飞机上。如果操作保护不当，在安装或拆卸安装架过程中风机的结构件会有被外物撞击变形的可能。通过目视和检查未发现风机结构件有变形的情况。此故障分支可以排除。
2.2.2 风机线圈故障
风机内部线圈为0.2 mm 漆包线，连续工作电流应小于1 A，瞬时电流应小于3 A。通过将故障安装架返实验室对风机进行拆解，内部线圈已全部烧结无法分析。实际测量缺相状态下（两相供电）流经风机线圈电流为2.16 A（风机线圈长时间工作流应小于1 A），长时间持续大电流会烧毁风机线圈，导致风机不工作。当继电器失效输出缺项时会导致风机线圈烧毁风机无法正常工作，该故障分支与继电器故障相关。
3 解决措施及建议
通过排查，导致任务机风机不工作的故障原因，定位在机上浪涌电压导致继电器拉弧现象加剧，继电器簧片烧蚀，寿命急剧衰减。继电器失效会出现无电压输出、电压输出缺项等故障模式，当继电器无电压输出时会导致风机不工作，当继电器输出缺项时会造成风机过流烧毁。
更换新的继电器后，通电检查任务机风机工作正常。
通过对故障现象的分析：a）建议相关厂家，从继电器选型（主要考虑电压耐受）方面研究避免浪涌电压对继电器造成损伤的措施。b）建议相关厂家更改产品规范，将继电器作为有寿件进行管理。
参考文献
[1]孔祥平，张哲，尹项根，等.计及励磁调节特性影响的双馈风力发电机组故障电流特性[J].电工技术学报，2014，29 （4）：256-265.
[2]张少敏，毛冬，王保义.电力大数据处理技术在风电机组齿轮箱故障诊断与预警中的应用[J].系统自动化，2018（9）：162-163.
[3]任岩，毕亚雄，王德宽，等.风电机组传动链的故障树智能诊断技术[J]. 排灌机械工程学报，2016（4）：328-331.
[4]李辉，胡姚刚，李洋，等.大功率并网风电机组状态监测与故障诊断研究综述[J].电力自动化设备， 2018（2）：123.
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