雷達伺服電機典型故障分析與處理研究范文

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摘要:本文根據畢節CINRAD/CD型天氣雷達伺服電機典型故障案例，從故障現象的細微差別入手，整理診斷思路，對此類故障的分析、處理過程作了詳細介紹。就該型號雷達伺服電機的定期維護，總結一些經驗，希望能為同型號雷達技術保障人員提供一些借鑒和參考。

關鍵詞:CINRAD/CD雷達;伺服電機;診斷分析;定期維護

引言

畢節CINRAD/CD型天氣雷達(以下簡稱“畢節雷達”)于2006年5月建成并投入業務應用，至今已運行12a，為畢節市及周邊區域重點工程建設、重大活動、突發性事件等提供有力氣象保障，對于開展降水特征和雷達定量估測降水等研究提供硬件支撐，在保障社會經濟建設和人民生命財產中取得了巨大的經濟效益和社會效益。經過多年連續運行，畢節雷達多次出現伺服電機故障，雖然每次故障的基本現象都比較相似，但其在細微之處的表現仍有所不同。此類故障個例的分析并不復雜，但是比較典型，如何快速、準確地定位故障點，避免盲目地檢測和維修，對于雷達技術保障人員來說才是更加重要的。本文既是筆者結合實際工作，根據畢節雷達伺服電機故障分析與處理，總結一些故障診斷、定期維護的經驗，希望能為同型號雷達機務人員提供一定借鑒和參考。

1伺服電機故障診斷思路

遵循“由簡到繁、由易到難”的基本原則，機務人員在故障檢查時，應充分利用雷達監控系統報警信息來孤立故障點。檢查電源部分，如配電、開關、繼電器等;檢查各分機電纜插頭、負載、工作電壓、保險絲接觸不良等;再檢測內部電路，逐級排查元器件損壞、局部電路失效，而大型器件的拆卸、替換，一般放到最后進行，以此避免少走彎路。CINRAD/CD型天氣雷達采用的伺服電機一般為國產132SYXC電機或進口MT40W4－45電機，其發生故障時，雷達系統的表現往往都是天線轉速異常或突然停止掃描。就此類故障現象來說，其成因較為復雜，雖然許多種問題導致的最終情況都是天線轉動的異常，但是需要在第一時間就判斷是否為伺服電機的問題。在排除軟件方面(虛報警)的可能性后，結合不同的故障現象，天線轉動異常的診斷分析思路概述如下:應急工作方式下，天線控制手控動、數控不動，斷電狀態檢查天線配重情況，可推動天線，則可判斷天線傳動系統及電機未壞，需進一步檢查印制板及驅動分機、伺服分機等。應急工作方式下，手控不動，斷電狀態檢查天線配重情況，可推動天線，則可判斷天線傳動系統未壞。然后用三用表檢測電機，判斷電機繞組是否損壞。如果斷路，則更換減速器油封，更換電機;如果判斷電機繞組未壞，則可能為電機碳刷磨損、積碳，嘗試更換電機碳刷、清除積碳。應急工作模式下，手控不動，斷電狀態下，推不動天線，脫開聯軸器、用長螺桿將電機懸吊、可推動天線、且無異常聲響，則判斷傳動系統未壞;如果伺服電機手擰不動或很緊，則可判斷電機為機械性損壞，需要更換電機;脫開聯軸器，仍推不動天線、且有異常聲響，則可判斷為傳動系統故障。

2伺服電機典型故障分析

2.1故障現象

體掃模式下，天線轉速出現不穩定的情況，較正常情況偏慢，在“帶病”運行數個體掃后，天線方位上停止掃描，系統無法完成體掃數據。進一步觀察，伺服分機有驅動電壓指示，數控時有誤差信號，但天線不能轉動。雷達伺服系統無報警信息。

2.2故障分析與處理

2.2.1雷達伺服系統并無報警信息，則可判斷伺服

系統電源部分正常天線有轉速不穩的現象，第一時間檢查伺服放大器是否存在自激，調整相應增益可調電位器，在穩定短暫時間后，天線轉速仍會逐漸變慢，繼而出現無規律方位停止掃描的情況，嘗試替換伺服放大器后，故障仍舊存在。

2.2.2確認天線的安全開關是否完全閉合用三用表檢查4XP407號電纜的2腳和4腳(若是俯仰不轉動，則檢查4XP406號電纜的2腳和4腳)，檢測到有驅動電壓輸出，說明伺服機柜供電正常。在數控狀態下，觀察到有誤差信號和方位驅動分機有驅動電壓指示，則說明伺服系統的主控單元、測量元件及角碼變換器均正常。

2.2.3將天線切換到應急工作方式

接通電源，手控狀態下天線仍然不轉動，說明天線的電機或者傳動系統可能出現問題。關閉伺服系統電源，試著推動天線，發現天線卡死。根據上節所述診斷分析思路來，逐級排查電機和傳動系統。脫開聯軸器，推動天線轉動自如，排除了傳動系統故障的可能性。最終此類故障通常情況是因為方位電機損壞后抱死，下一步則是更換直流電機。更換伺服電機時，將新的電機沿著舊電機取出相反方向裝入，遇齒輪相碰時，需一邊緩慢轉動天線，一邊試裝電機，當電機的齒輪與減速器的齒輪對端時，即安裝好。

2.3故障總結

此類故障分析并不復雜，故障排除也比較順利，這得益于技術人員在面對此類故障時候有著明確的診斷、定位思路。在實際操作中，對伺服電機故障的判斷需要注意2點:伺服電機的故障，有時并不是直流電機的機械性損壞，只是測速信號線或驅動信號線虛焊或斷路，此時故障現象的特征之一是誤差電壓擺動，且幅度較大;在應急、手控不動、斷電狀態下，有時也可推動天線，但是阻力可能有少許增大，此類情況中有可能是直流電機內轉子在某個位置與脫落磁鋼相碰、摩擦，切不可因為天線能推動就盲目排除了直流電機的故障嫌疑，此時故障現象的主要特征是誤差信號偏大，轉速卻偏慢，天線轉動的不平穩。由此可見，從故障現象的細微差別之處入手，靜心分析，有時會讓維修工作事半功倍。更換伺服電機，不要立即轉動天線，仍然要根據診斷思路，逐級檢查應急工作模式，確認無誤才可以啟動天線，然后對伺服放大器的電位器做適當微調，雷達系統恢復正常。對于損壞的伺服電機，由于操作時控制較困難，雷達廠家一般不會建議臺站進行電機的修復。

3伺服電機的定期維護

根據雷達廠家對伺服電機的故障率統計，其中大部分的故障是由于其運行環境差，以及定期檢查和維護不到位造成的。因此在使用過程中，臺站一定要依照分級分類維護的要求，重視對伺服電機的定期保養和維護。為了保證伺服電機具有優良的運行性能、技術狀態，臺站定期維護應注意以下事項:定期對伺服電機應進行清潔、保養;天線出現不規則運轉、異常震動，轉動阻力增大或天伺系統噪音變大等現象時，及時停機對伺服電機進行檢查;如果是直流電機碳刷、測速機碳刷產生結碳導致的故障，應及時清潔電機;如果是直流電機整流子、測速機碳刷所導致故障，則必須將電機拆卸下來后，再進行維修、更換;伺服電機的預防性維護，拆卸碳刷帽取出碳刷，對電機碳刷和測速機碳刷內腔部分及電機表面作清潔。清潔時應注意碳刷內腔的整流子上不允許沾有油、水、金屬等物，電機碳刷不正常供電，是影響電機使用的主要因素之一。作為基層臺站，對正常運行的雷達系統進行有計劃、有組織的預防性維護是現階段我們的核心工作內容之一。將預防性維護內容分解到日巡查、周維護、月維護等各時段中進行，才能更好的保障雷達系統的業務運行，減低故障率。

4結語

在CINRAD/CD型雷達天伺系統中，伺服電機是其重要組成部分之一。作為雷達機務人員，需要掌握其基本的工作狀態，以及外圍電路的設計特點，定期檢查直流電機的性能指標，保持其運轉精度，延長使用壽命。當此類故障發生時，才能在第一時間做到思路清晰，快速、準確地找出故障原因，進而排除故障。隨著雷達業務運行體系的建設，進一步明確了基層臺站的工作職責和流程，只有最大限度發揮一線保障的作用和優勢，提高機務人員的業務能力，在工作實踐中不斷地復習、鞏固、運用，真正的做到技術整合，才能對提高和穩定本站業務質量起到關鍵作用，為開展重大天氣氣象服務提供了準確可靠的決策數據。

參考文獻

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作者:龔雪鵬 陳余明 郭江 單位:貴州省畢節市氣象局