论文部分内容阅读
摘 要：针对某型飞机通电时发现静止变频器干扰电台正常通话的故障问题，分析了静止变频器干扰电台故障产生的原因及原理分析，制定措施、逐一论证，并检查效果，保证了飞机的飞行安全。
关键词：电磁干扰；故障分析；改进
一、故障现象
某型飞机外场通电时发现静止变频器干扰电台正常通话的故障，具体故障现象为：外场通电时，飞机与塔台车相距2km，不打开静止变频器时，超短波电台可以与塔台车正常通话，打开静止变频器，则飞机接收不到塔台车的发话，（在静噪状态时能听到塔台的发话）。而当飞机与塔台车在1.5km距离内时则通话正常。
二、飞机基本情况
该型飞机的状态及组成：（1）该型飞机状态复杂，批次多；（2）静止变频器，把飞机上28V直流电变换成400Hz、115V电源和26V的单相正弦交流电，为飞机提供交流电源。右下设备舱后面；（3）超短波电台，飞机飞行时通过TKR122电台实现飞机与地面、飞机与飞机的联络通讯。右下设备舱前面。
三、故障定位
（一）空间敷设问题。在该型飞机上，电台装在静止变频器前面，线路上基本没有交联关系，首先把电台拆下，连同电缆拉到了座舱里，通电故障现象依旧，然后把静止变流器用屏蔽胶皮包住，外接天线。通电故障仍未消失。
（二）机上线路问题。因为该型飞机批次多，线路改装多，所以首先怀疑为机上线路故障，首先从线路从重新铺设了电缆，音频线路改为了双绞屏蔽线，故障未消失。
（三）电台故障。在同一架故障飞机上更换了电台。且把电台的功率和主接收机灵敏度分别调到了上极限、中间值、下极限几个状态通电故障现象依旧。
（四）静止变频器故障。在同一架故障飞机上更换变频器，故障现象有所改善。然后针对故障问题，依次更换了底板组件、屏蔽盒组件、前端板部件、后端板部件、驱动系统支板组件、变换板部件、逆变换板部件、控制板部件进行通电检查，当更换到驱动系统支板组件时故障现象消失。针对以上几方面的排故情况，定位为静止变流器驱动系统支板组件故障。
四、排故情况
（一）前期排故情况。前期，对“静止变流器”工作后，干扰电台接收故障，在机上进行了针对性的排查。排故过程如下：确定一件无故障的“静止变流器”产品。对故障产品内的各电路板、组件进行更换，查找故障件。当更换到“驱动系统支板部件”后，故障件的故障消失。用同样的方法分别对5件故障产品进行更换，结果更换后的故障产品，对电台工作的干扰消失。证实干扰故障是“驱动系统支板部件”工作后，性能异常造成干扰故障。
（二） 近期排故情况。在试飞站XX架飞机上，对前期确定的静止变流器“驱动系统支板部件”干扰电台接收距离近的问题进行了机上通电排故，以更换“驱动系统支板部件”上的零部件的形式对“驱动系统支板部件”做了细致排查。其目的将“驱动系统支板部件”故障确定到元器件，以减少排故成本。此次对8件故障“驱动板”进行了工作。排除了4件“驱动系统支板部件”的故障，详情见附表1。驱动板支板部件间图1、图2。
（三）排故过程。更换7件故障板上的两件开关震荡管﹙3DK010﹚后，有两件“驱动板”故障现象消除，其余有改善。在更换开关震荡管的基础上，更换两个故障板上的8个品种18件去耦电容，此两个“驱动板”故障现象消除。因厂家排故人员所带的零部件有限，不能将所有的“驱动板”故障全部排除。需工厂后续购买或与厂家协调零部件，对故障件进行修理。
（四）故障结论。造成故障的原因是多个电子元件经长期工作后，电性能的偏差和参数的叠加而造成电磁干扰。
五、机理分析
变频器是由直流变换，逆变换，内部供电电源及辅助系统，驱动电路，控制系统组成。它首先通过直流变换，把28V低压直流变换为约185V较高直流电压，通过逆变换，把185V的直流电压逆变为400Hz/115V的单相正弦交流电。驱动系统支板组件安装于底板中部，它由两块互相垂直放置的印制板构成。它包括内部供电电路、故障显示系统及逆变换的驱动电路。
（一）内部供电电路。它先由集成电路组成一个振荡器，与晶体管V3-F3共同构成一个开关稳压电源，经V3-F1获得一定的功率后，在B点输出一个稳定的约11V的电压，该电压供给晶体管V3-Q17、V3-Q18组成的推挽振荡器，在变压器的付边得到五组电压，经全桥整流后得到五组约+7.4 V的直流电压，分别馈送至变流器的各个部分，满足变流器各部分电子元器件的用电。由于系统的反馈作用，B点电压几乎不随电源电压而变化，但能根据负载的变化而自动调整B点的电压值，以满足整机在各种运行装态下的需要，调整电位器WF1可以调整B点电压值，从而可调整直流变换的输出电压值。当然也使变流器的交流输出电压发生改变。
（二）故障显示系统。当变流器的输出电压正常时，变压器DBY-Q2传输的电压可以维持晶体管V3-F5导通。故障信号是否显示是由V3-F4是否导通来决定的。V3-F5导通，V3-F4就截止，故障显示电路处于开路状态而无显示。当输出电压异常（如无输出），V3-F5因基极无信号而截止，V3-F4就导通，因故障显示装置的电流形成通路而动作。这里的光电耦合器V4-F1是保证产品在远距离启动状态下不出现故障显示而设置的。
（三）逆变换电路。逆变换电路主要由四只晶体管组成一个三态侨电路。途中左边的两只晶体管在高频脉冲下工作，右边的两只工作在400Hz的方波开关状态，当V3-A1、V3-A4导通时，形成波形的正半周：V3-A3、V3-A2导通时，形成波形的负半周，经L-C滤波，便得到符合要求的正弦波。26V的交流输出電压是经DBY-P1变压器变压后从付边取得的。
（四）逆变换的驱动电路。它由四路基本相同的电路构成。每一部分分别驱动逆变换侨电路的一致晶体管。驱动信号来自控制板。当控制板信号为低电平时，V3-Q1组成的震荡中产生高频震荡，由DBY-Q1传输过去：经整流并获得一定的功率后，最后经互补输出电路输出到三态液晶体管一串脉冲信号，该信号与控制板的输出信号相差180度。
六、故障排除情况改进措施
经过多架飞机机上测试和现场排除故障，确定静止变频器干扰电台故障为静止变频器驱动系统支板组件故障引起。故障定位后，将故障信息反馈中航185厂，185厂非常重视，并与我厂技术员对故障现象和原因分析进行了充分的交流、沟通，后续将及时跟进驱动系统支板组件改进进展情况，及时对“驱动板”进行设计改进。
关键词：电磁干扰；故障分析；改进
一、故障现象
某型飞机外场通电时发现静止变频器干扰电台正常通话的故障，具体故障现象为：外场通电时，飞机与塔台车相距2km，不打开静止变频器时，超短波电台可以与塔台车正常通话，打开静止变频器，则飞机接收不到塔台车的发话，（在静噪状态时能听到塔台的发话）。而当飞机与塔台车在1.5km距离内时则通话正常。
二、飞机基本情况
该型飞机的状态及组成：（1）该型飞机状态复杂，批次多；（2）静止变频器，把飞机上28V直流电变换成400Hz、115V电源和26V的单相正弦交流电，为飞机提供交流电源。右下设备舱后面；（3）超短波电台，飞机飞行时通过TKR122电台实现飞机与地面、飞机与飞机的联络通讯。右下设备舱前面。
三、故障定位
（一）空间敷设问题。在该型飞机上，电台装在静止变频器前面，线路上基本没有交联关系，首先把电台拆下，连同电缆拉到了座舱里，通电故障现象依旧，然后把静止变流器用屏蔽胶皮包住，外接天线。通电故障仍未消失。
（二）机上线路问题。因为该型飞机批次多，线路改装多，所以首先怀疑为机上线路故障，首先从线路从重新铺设了电缆，音频线路改为了双绞屏蔽线，故障未消失。
（三）电台故障。在同一架故障飞机上更换了电台。且把电台的功率和主接收机灵敏度分别调到了上极限、中间值、下极限几个状态通电故障现象依旧。
（四）静止变频器故障。在同一架故障飞机上更换变频器，故障现象有所改善。然后针对故障问题，依次更换了底板组件、屏蔽盒组件、前端板部件、后端板部件、驱动系统支板组件、变换板部件、逆变换板部件、控制板部件进行通电检查，当更换到驱动系统支板组件时故障现象消失。针对以上几方面的排故情况，定位为静止变流器驱动系统支板组件故障。
四、排故情况
（一）前期排故情况。前期，对“静止变流器”工作后，干扰电台接收故障，在机上进行了针对性的排查。排故过程如下：确定一件无故障的“静止变流器”产品。对故障产品内的各电路板、组件进行更换，查找故障件。当更换到“驱动系统支板部件”后，故障件的故障消失。用同样的方法分别对5件故障产品进行更换，结果更换后的故障产品，对电台工作的干扰消失。证实干扰故障是“驱动系统支板部件”工作后，性能异常造成干扰故障。
（二） 近期排故情况。在试飞站XX架飞机上，对前期确定的静止变流器“驱动系统支板部件”干扰电台接收距离近的问题进行了机上通电排故，以更换“驱动系统支板部件”上的零部件的形式对“驱动系统支板部件”做了细致排查。其目的将“驱动系统支板部件”故障确定到元器件，以减少排故成本。此次对8件故障“驱动板”进行了工作。排除了4件“驱动系统支板部件”的故障，详情见附表1。驱动板支板部件间图1、图2。
（三）排故过程。更换7件故障板上的两件开关震荡管﹙3DK010﹚后，有两件“驱动板”故障现象消除，其余有改善。在更换开关震荡管的基础上，更换两个故障板上的8个品种18件去耦电容，此两个“驱动板”故障现象消除。因厂家排故人员所带的零部件有限，不能将所有的“驱动板”故障全部排除。需工厂后续购买或与厂家协调零部件，对故障件进行修理。
（四）故障结论。造成故障的原因是多个电子元件经长期工作后，电性能的偏差和参数的叠加而造成电磁干扰。
五、机理分析
变频器是由直流变换，逆变换，内部供电电源及辅助系统，驱动电路，控制系统组成。它首先通过直流变换，把28V低压直流变换为约185V较高直流电压，通过逆变换，把185V的直流电压逆变为400Hz/115V的单相正弦交流电。驱动系统支板组件安装于底板中部，它由两块互相垂直放置的印制板构成。它包括内部供电电路、故障显示系统及逆变换的驱动电路。
（一）内部供电电路。它先由集成电路组成一个振荡器，与晶体管V3-F3共同构成一个开关稳压电源，经V3-F1获得一定的功率后，在B点输出一个稳定的约11V的电压，该电压供给晶体管V3-Q17、V3-Q18组成的推挽振荡器，在变压器的付边得到五组电压，经全桥整流后得到五组约+7.4 V的直流电压，分别馈送至变流器的各个部分，满足变流器各部分电子元器件的用电。由于系统的反馈作用，B点电压几乎不随电源电压而变化，但能根据负载的变化而自动调整B点的电压值，以满足整机在各种运行装态下的需要，调整电位器WF1可以调整B点电压值，从而可调整直流变换的输出电压值。当然也使变流器的交流输出电压发生改变。
（二）故障显示系统。当变流器的输出电压正常时，变压器DBY-Q2传输的电压可以维持晶体管V3-F5导通。故障信号是否显示是由V3-F4是否导通来决定的。V3-F5导通，V3-F4就截止，故障显示电路处于开路状态而无显示。当输出电压异常（如无输出），V3-F5因基极无信号而截止，V3-F4就导通，因故障显示装置的电流形成通路而动作。这里的光电耦合器V4-F1是保证产品在远距离启动状态下不出现故障显示而设置的。
（三）逆变换电路。逆变换电路主要由四只晶体管组成一个三态侨电路。途中左边的两只晶体管在高频脉冲下工作，右边的两只工作在400Hz的方波开关状态，当V3-A1、V3-A4导通时，形成波形的正半周：V3-A3、V3-A2导通时，形成波形的负半周，经L-C滤波，便得到符合要求的正弦波。26V的交流输出電压是经DBY-P1变压器变压后从付边取得的。
（四）逆变换的驱动电路。它由四路基本相同的电路构成。每一部分分别驱动逆变换侨电路的一致晶体管。驱动信号来自控制板。当控制板信号为低电平时，V3-Q1组成的震荡中产生高频震荡，由DBY-Q1传输过去：经整流并获得一定的功率后，最后经互补输出电路输出到三态液晶体管一串脉冲信号，该信号与控制板的输出信号相差180度。
六、故障排除情况改进措施
经过多架飞机机上测试和现场排除故障，确定静止变频器干扰电台故障为静止变频器驱动系统支板组件故障引起。故障定位后，将故障信息反馈中航185厂，185厂非常重视，并与我厂技术员对故障现象和原因分析进行了充分的交流、沟通，后续将及时跟进驱动系统支板组件改进进展情况，及时对“驱动板”进行设计改进。