宋先锋
石家庄海山实业发展总公司 河北 石家庄? 050208
摘要：针对某型静止变流器出现的多发性故障，从产品原理角度分析，找到故障根源，提出了改进措施。
关键词：静止变流器；多发性；故障；改进措施
引言
静止变流器是仿制美国产品而研制的，用于某型飞机电源系统的供电转换，一架飞机配装两台产品，一主一辅。利用电子元器件把28V直流电变换成400Hz、115V单相正弦交流电，为飞机相关设备提供交流电源。
近年来随着飞机逐渐进入二次大修，产品故障率增加，严重影响工厂正常的生产任务和产品修理质量，为此对该产品进行重点分析并制定改进措施。
1 故障现象
收集、梳理近年来故障信息，归并同类项，多发性故障主要为输出电压异常、频率异常、干扰无线电通信3类故障。
2 原因分析
2.1 产品工作原理
静止变流器的原理框图如1所示。它主要由五大部分组成：
（1）直流变换电路：先把28V低压直流变换为约185V较高直流电压。
（2）逆变换电路：把185V的直流电压逆变换为400Hz、115V的单相正弦交流电。
（3）内部供电电源及辅助系统：它先把28V直流变换为一个不随输入电压而变的稳定的约为11V直流电压。在供给一个推挽振荡器。振荡变压器输出五组各±7.4V的电压分送到变流器的各个部分。所谓辅助系统是故障显示的处理系统。
（4）驱动电路：它是由四路基本相同的用于驱动逆变换四只功率晶体管的驱动电路。
（5）控制系统：它是全机的控制中心，担负直流变换的脉宽调制、逆变换脉宽调制、全机的保护及反馈信号的综合处理等功能。
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图1 静止变流器原理方框图
2.2 产品输出电压、频率异常故障分析
直流变换电路把28V低压直流电变换为约185V高压直流电，然后经过逆变换电路，当V3-A1、V3-A4功率晶体管导通时，形成波形的正半周：V3-A3、V3-A2功率晶体管导通时，形成波形的负半周，经L-C滤波，把185V的高压直流电，逆变换为400Hz、115V和26V的单相正弦交流电。
当逆变换功率晶体管失效或性能衰减，失去逆变换功能，不能将185V的高压直流电，逆变换为400Hz、115V和26V的单相正弦交流电，则产品输出电压和频率异常。导致逆变换功率晶体管失效或性能衰减可能原因如下：
（1）变流器长时间处于“待命时间”(即静止变流器的启动开关接通，电源已输入，仅远程操作开关处于闭合状态。此时静止变流器内部已工作，但无输出电压)。因为此时风扇不转动，处于工作状态的元器件长期得不到冷却，容易烧坏。同时热量堆积，元器件焊点容易熔化，造成接触不良。
（2）元器件本身性能衰减，部分静止变流器已使用十几年年，逆变换功率晶体管性能衰减，电容漏液等。
（3）异常信号输入，驱动电路产生的高频振荡信号异常，造成逆变换功率晶体管失效，失去逆变换功能。
（4）产品设计原因，四路DC-AC逆变换的驱动电路中三极管、电阻工作温度高，元器件布置位置较近，容易导致器件失效。
（5）产品功放管散热片导热硅脂涂敷不均匀，导致不能有效散热，长时间工作导致器件性能下降、失效。
2.3 干扰电台故障分析
静止变流器内部振荡电路就有5个，其振荡频率有基波和谐波，由于内部的振荡电路很多属于自激振荡电路，每台静止变流器振荡频率基波和高频谐波都不一样，谐波干扰电台的波道也不一样，产生的故障现象也不一样。
我厂从修理某型飞机开始陆续出现干扰电台问题，采取加屏蔽方法，加滤波器方法，一直未彻底解决问题，后来与制造厂沟通，通过更换含振荡电路的直流变换板部件、逆变换板部件等都未彻底解决问题。近几年通过更换静止变流器或更换电台，达到“匹配”，大部分飞机能顺利出厂，分析原因是静止变流器产生干扰的强度与电台抗干扰能力问题。
（1）静止变流器问题，制造厂对内部电路做了部分改进，减少谐波产生，减少对外辐射，但未从根本上解决设计不合理问题。
（2）静止变流器干扰电台，主要干扰源为驱动电路板，为此对该电路谐波进行定量测试，主要测试谐波频率，通过调整三极管、电阻、电容等元器件参数，使谐波频率偏离电台工作频率，从而避免电路对电台的干扰。
（3）电台问题，由于电台的灵敏度及内部抗干扰能力对变流器的干扰抑制差，飞机制造厂正在更换性能更加优良的电台。
3 故障改进措施
针对故障现象，依据原因分析，制定如下改进措施：
（1）对受温度影响较大的元器件针对检查
对驱动电路板上VQ-10、VQ-11、VQ-12、VQ-14、VQ-15和VQ-16，稳压二极管VQ13、VQ17和二极管VQ14、VQ18进行高温条件下检测，发现异常的就更换。
（2）导热硅脂的涂敷
修理时更换三极管V3-D4到V3-D7、V3-D1、V3-A1到V3-A4下面、逆变换电路板侧面和直流变换电路板侧面的导热硅脂。
（3）更换驱动电路板上稳定性差的三极管
检查驱动电路板上VQ-3、VQ-7、VQ-11、VQ-15三极管，若是三极管MPSU06应全部更换为三极管MPSU07；若是三极管2N6731，则不更换。检查VQ-4、VQ-4、VQ-14、VQ-16三极管，若是三极管MPSU56应全部更换为三极管MPSU57；若是三极管2N6729，则不更换。
（4）更检查驱动电路板上电容
检查驱动电路板上CQ5、CQ6、CQ11、CQ12、CQ17、CQ18、CQ25、CQ26电容容值应为37.6uF～56.4uF，变化大的应更换。
（5）对电路板焊点的检查
由于驱动板上三极管及电阻工作温度较高，一个大修期后，其焊点容易出现虚焊或虚接等问题，增加对驱动板上的三极管和电阻各焊点进行X光射线检查，发现虚焊的焊点，及时进行补焊。
（6）增加波形一致性检查
针对四路驱动电路波形要求一致性高，减少高频振荡谐波干扰的特点，在产品修理时，增加用示波器观察驱动电路板0D1～0D4的各组波形，控制波形上下宽度相等，应为标准的400Hz方波，并明确波形的上下宽度。若不相等时，可以改变W4-14（61.9K）电阻值。
（7）增加对位晶体管的配对测试
因逆变换电路四只晶体管中V3-A1、V3-A4对位输出正半周波形，V3-A3、V3-A2对位输出负半周波形，单个晶体管损坏时，需要匹配对位晶体管的工作情况，因此在修理时，增加对晶体管的筛选，增加配对测试要求。
4 存在的问题
静止变流器为老旧产品，产品在设计上存在很多不足，如产品散热不好，电路板布局不合理，造成元器件温度高，焊点熔化，虚焊。若制造厂不对产品进行改进，工厂在产品修理中，无法从根本上解决产品故障率高。
参考文献：
[1] 静止变频器说明书，118厂.