某艇经航调节器检测电路板故障维修分析

吴言凤，张 娜，刘 明

(海军潜艇学院，山东 青岛 266042)

现代电气设备日益向复杂化和自动化的方向发展，目前舰艇上的电气设备大多采用定期维修制度，不论设备是否有故障，都按人为计划的时间定期检修，这样做可以使舰艇的电气设备故障在很大程度上得到消除。但是在舰艇航行的过程中，仍然很难预防各种随机因素引起的故障。在航行的过程中，能否及时排除故障，保证舰艇电气设备的正常功能，对保证舰艇的隐蔽性和战斗力都非常重要。

艇员级维修保障是保证舰艇处于良好战斗状态的关键，近年来我国海军舰艇部队执行远海任务频繁，任务时间增长，维修保障困难，如何提高艇员级维修保障水平是目前维修保障体系建设中的重要课题之一[1]。尤其是潜艇，作为特殊的军用舰船，在其训练或执行任务时，通常远离后方基地，是一个相对独立的作战群体，设备一旦出现紧急情况或发生故障，不可能得到后方基地的直接援助，只能依靠艇员自救。因此，艇员既是装备的使用者，又是装备的维修者，潜艇官兵装备维修能力的高低，将直接影响潜艇的战斗力和生命力[2]。

在保证潜艇定期维修和预知维修的基础上，提高艇员级维修水平，在潜艇执行海上任务、出现电气设备故障时，才能够及时、迅速、有效地排除故障。本文给出了某艇经航调节器检测电路板故障时的故障现象及排除方法，以对今后类似故障的迅速判断和排除提供借鉴作用。

1 故障现象

常规动力潜艇航行工况主要有水下航行、水面航行和通气管航行几种工况[3]。在现代反潜技术条件下，对隐蔽航行而言，实际的水下工作状态只能是主航工况和经航工况。据此，通常把速度小于均衡航速的经济航行工作制(简称经航工况)的航行称为低速航行[4]，而控制主电机进行经航工况航行的调节器，称为经航调节器。

某常规动力潜艇主电机有2种运行控制方式，电机旁控制的板前手操运行控制模式和集控室集控台控制电操运行控制模式，这2种控制模式可以互相切换。不论是主航工况，还是经航工况，都可以由板前手操模式和集控室电操模式互相切换。

某艇在海上航行中，推进系统由主航电操转经航电操时，在集控室的推进集控台操作按下斩波经航“运行”键后，斩波经航“运行”键指示灯亮。随即推进集控台经航调节器“Z-7调节器”故障报警，主电机电枢自动断开。操作人员马上将电机控制模式转到板前手操，发现无法接通电枢断路器，经检查，发现电枢断路器伺服电机熔断器烧坏。更换该熔断器后，可接通和断开电枢断路器。重新转入集控台经航电操，按下斩波经航“运行”键后，斩波经航调节器“运行”灯不亮，集控台再次发出“经航调节器故障”报警，同时电枢断路器自动断开。再次转到板前操作经航时，当经航调节器操作轴转到“准备”位置后，电枢断路器自动断开，经航调节器操作轴无法继续转动。

2 故障诊断

因为经航调节器操作轴到“准备”位置后主电机电枢自动断开，此时经航调节器操作轴被电枢断路器联锁，经航调节器操作轴电锁线圈上电，故而手操无效。所以首先要查找电枢自动断开的原因。经检查发现经航调节器的故障可以导致经航板内相应中间继电器动作，其2个触头闭合，使电枢断路器断开。因此，查找故障的重点应放在确定引起经航调节器故障的原因上。

引发经航调节器故障报警有3种情况：①由大功率晶体管(GTR)组成的斩波管工作温度过高；②经航调节器控制电路欠压；③斩波管过流。具体是哪种原因引起经航调节器故障，可通过检测电路板(SP板)故障显示板指示灯的状态来确定。观察检测电路板(SP板)，发现显示板上超温指示灯亮，指示GTR工作温度过高，但这与当时的工作实际不相符。因为经航调节器尚在工作初期，故一般不会发生GTR高温故障报警，所以认定为检测电路板本身故障。

经航调节器通过温度继电器ST检测GTR器件的工作温度，经航调节器超温保护控制电路如图1所示。

图1 经航调节器超温保护控制电路

温度继电器ST安装在GTR器件的散热器上，由于风机故障或支路电流过大等原因均会引起GTR器件温度过高，导致ST对应触点闭合，使N1D输出低电平，N13C输出高电平，超温报警灯HL7发出光报警；同时N13D输出低电平，U1A输出高电平。N1C输出低电平，又使N16A输出高电平，由定时器N15组成的振荡器工作，喇叭发出声报警。同时相应的控制电路接通，使得集控台发出报警信号；电枢断路器电操电路中相应常开触头接通，电枢电路器的相应释放线圈得电，通过脱扣装置使处于闭合状态的电枢断路器断开，集控台报警。最终确定温度继电器ST，运算放大器N1D、N13及其相关器件出现故障，造成经航调节器误报警。

3 抢修过程及经验总结

对检测电路板SP中的运算放大器N1D、N13的外围元件(电阻、电容)进行检测，均未发现问题，排除故障重点转为更换运算放大器N1D、N13。先更换N13，经测试故障仍未排除，然后更换N1D，经测试后检测电路板工作正常，则故障排除。此后，对N1D、N13的故障检测功能进行检验，即将温度继电器ST输出端短接，人为送出一超温故障信号，N1D、N13工作正常，说明故障检测电路板功能正常，故本例故障为运算放大器N1D损坏所致。

诊断电子设备故障，应透过现象看本质。有时，从表象上看，故障现象与故障原因几乎没有直接的联系，但实际上两者之间确实通过许多中间环节联系在一起。

本例故障就是运算放大器N1D损坏，通过检测电路板和接触器板与电枢断路器脱扣器构成内在的联系，而电枢断路器又与经航调节器操作轴存在联锁关系。不了解这一点，故障原因很难找到。诊断本例故障时，最初将精力集中在电锁和电枢脱扣相关电路上，没有及时认定经航调节器本身存在的故障，以致走了弯路，浪费了宝贵的时间。

为了节省抢修时间，在判断经航调节器检测电路板工作不正常后，本例故障可直接更换检测电路板，恢复经航调节器运行，在返回基地后，再对故障电路板进行研究，更换器件后作为备用。

4 结束语

本文从某一例实艇的经航调节器检测电路板故障维修案例入手，通过故障的现象，深入分析了引起故障的原因，并最终确定故障的位置，顺利排除了故障，通过故障诊断的案例，对故障诊断的过程进行了经验总结，为艇员的实艇维修，积累了工作经验。