论文部分内容阅读
摘 要：本文简单介绍了CINRAD/CC天气雷达汇流环传输功率和数据连接及原理。通过几次俯仰故障的检修处理和原因分析，总结了CINRAD/CC天气雷达汇流环故障分析、检修及维修经验和日常维护方法。
关键词：CINRAD/CC天气雷达； 汇流环；环间电阻；环地电阻
中图分类号：P456 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20151131157
CINRAD/CC天气雷达伺服系统中，汇流环负责雷达转动部分与固定部分间的电源和信号传输。即完成雷达天线俯仰部分的供电、控制命令及状态信号的传输。所以雷达系统对汇流环的可靠性要求很高。因此雷达维护人员熟悉雷达汇流环的工作原理及電路连接，做好日常维护十分必要。
1 CINRAD/CC雷达汇流环工作原理
汇流环是实现2个相对转动结构的信号、图像、电流及动力传递的精密输电装置。它是从固定装置传输电源和电气信号到旋转装置的机电设备，也称之为电刷。应用在需要无限制，连续或断续旋转，从固定位置到旋转位置传送功率或数据的场所，如探测扫描的天气雷达。
CINRAD/CC天气雷达汇流环传输的功率和数据包括俯仰电机的电源、俯仰旋转变压器采集的雷达天线模拟角度信号、俯仰驱动器控制电机信号以及俯仰驱动电机内旋转编码器（码盘）采集的天线目前转速、转向等状态信息。汇流环总共有26个环，1、3、5、7环为电机电源输入环，2、4、6、8为功率备份环，9到18为电机信号输入环， 21到24为旋转变压器信号输入环，25、26为信号备份环。
2 故障维修处理实例
2.1 实例1
故障现象，俯仰电源报警。
检修处理，检查发现汇流环外壳稍微倾斜，使外壳上电刷触点压力各方位不均，压力增大处电刷磨损严重，压力减小处接触不良，调整汇流环保持垂直；下调安装底板位置，使汇流环与安装底板形成一间隙，紧固调整汇流环保持电刷触点压力均衡且转动灵活。
2.2 实例2
故障现象，俯仰电源、俯仰PVD报警。
检修处理，检查俯仰电机电源通路，发现传输俯仰电源的汇流环V、W（3、5环）有灼烧痕迹；断开俯仰电机电源，用万用表测量V、W环地电阻（汇流环对地电阻）均为50～100k欧，用ZC-25-3型兆欧表测量V、W环地电阻为0欧姆，证明对地短路；再用兆欧表测量6、8环（备份环）环地电阻均为500兆欧，将汇流环上V、W环换到6、8环上，接通电源，俯仰PVD报警。检查确认俯仰驱动器损坏，更换俯仰驱动器。
2.3 实例3
故障现象，报俯仰电源故障，俯仰驱动器报22#错误。
检修处理，依次检查雷达伺服系统的驱动电机、伺服控制板、信号电缆、汇流环接线头，发现汇流环导电环3环和5环有打火烧灼痕迹；碳刷和导电环接触不良。导电环之间有碳粉，相互间绝缘性能下降，俯仰信号输入电缆9脚至汇流环14环再到俯仰电机信号输入6脚通路中接触不良。用棉球沾上酒精，擦拭导电环烧灼处，保持2个导电环之间完全绝缘用吸尘器吸取导电环和碳刷上的碳粉重新装配和调整碳刷。
2.4 实例4
故障现象，俯仰电源故障报警，俯仰驱动器报14#错误。
检修处理，断开各处俯仰电机电源，检查俯仰电机电源通路。用ZC-25-3型兆欧表测量环间电阻（汇流环各环之间的电阻）和环地电阻。发现1环对地电阻为0欧姆短路。把1环改为正常的2环（备用环）。
3 检修及维护总结
CINRAD/CC天气雷达运行时汇流环和俯仰装置联动，长时间可能产生松动，碳刷和导电环磨损，致使短路、接触不良。当俯仰电源供电异常过压或过流，可能引起打火。导致电源及信号传输故障。所以做好汇流环的日常维护十分必要。总结维护步骤如下：检查汇流环碳刷磨损情况，用清洁工具对其除尘清洁；用脱脂棉蘸无水酒精清洁与电刷接触的金属环；将电刷座卸下用无水酒精清洗电刷及刷座；检查汇流环固定螺母有无松动保证汇流环稳固，确保汇流环转动时无异常响动。
当雷达发生俯仰故障时，总结检修步骤如下：检查综合机柜背面、天线座内部汇流环炭刷与俯仰电机连接电源、信号线缆，汇流环炭刷与俯仰旋转变压器输入电缆是否短路或者开路；测量汇流环环间电阻和环地电阻（必须用兆欧表又称摇表或绝缘电阻测定器测量），重点测量电源输入环，有损坏环时更换到备份环；检测汇流环导电环与炭刷连通性，可通过炭刷螺杆调整；检查其它俯仰设备。
CINRAD/CC天气雷达伺服系统中，汇流环可靠稳定运行直接影响雷达可用性。实践证明，按上述日常维护方法定期开展维护，可以减少汇流环的故障发生率。雷达伺服系统发生俯仰相关故障时，按本文总结的故障分析及检修步骤检修，可以缩短故障处理时间。
参考文献
[1] 田杨松.气象雷达数字交流伺服系统[J].科技资讯，2006（17）.
[2] 李超.雷达系统中功率汇流环的保护[J].电子机械工程，2007（05）.
作者简介：唐学军（1980- ），男，云南省昆明市人，工程师，本科，研究方向：气象探测。
关键词：CINRAD/CC天气雷达； 汇流环；环间电阻；环地电阻
中图分类号：P456 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20151131157
CINRAD/CC天气雷达伺服系统中，汇流环负责雷达转动部分与固定部分间的电源和信号传输。即完成雷达天线俯仰部分的供电、控制命令及状态信号的传输。所以雷达系统对汇流环的可靠性要求很高。因此雷达维护人员熟悉雷达汇流环的工作原理及電路连接，做好日常维护十分必要。
1 CINRAD/CC雷达汇流环工作原理
汇流环是实现2个相对转动结构的信号、图像、电流及动力传递的精密输电装置。它是从固定装置传输电源和电气信号到旋转装置的机电设备，也称之为电刷。应用在需要无限制，连续或断续旋转，从固定位置到旋转位置传送功率或数据的场所，如探测扫描的天气雷达。
CINRAD/CC天气雷达汇流环传输的功率和数据包括俯仰电机的电源、俯仰旋转变压器采集的雷达天线模拟角度信号、俯仰驱动器控制电机信号以及俯仰驱动电机内旋转编码器（码盘）采集的天线目前转速、转向等状态信息。汇流环总共有26个环，1、3、5、7环为电机电源输入环，2、4、6、8为功率备份环，9到18为电机信号输入环， 21到24为旋转变压器信号输入环，25、26为信号备份环。
2 故障维修处理实例
2.1 实例1
故障现象，俯仰电源报警。
检修处理，检查发现汇流环外壳稍微倾斜，使外壳上电刷触点压力各方位不均，压力增大处电刷磨损严重，压力减小处接触不良，调整汇流环保持垂直；下调安装底板位置，使汇流环与安装底板形成一间隙，紧固调整汇流环保持电刷触点压力均衡且转动灵活。
2.2 实例2
故障现象，俯仰电源、俯仰PVD报警。
检修处理，检查俯仰电机电源通路，发现传输俯仰电源的汇流环V、W（3、5环）有灼烧痕迹；断开俯仰电机电源，用万用表测量V、W环地电阻（汇流环对地电阻）均为50～100k欧，用ZC-25-3型兆欧表测量V、W环地电阻为0欧姆，证明对地短路；再用兆欧表测量6、8环（备份环）环地电阻均为500兆欧，将汇流环上V、W环换到6、8环上，接通电源，俯仰PVD报警。检查确认俯仰驱动器损坏，更换俯仰驱动器。
2.3 实例3
故障现象，报俯仰电源故障，俯仰驱动器报22#错误。
检修处理，依次检查雷达伺服系统的驱动电机、伺服控制板、信号电缆、汇流环接线头，发现汇流环导电环3环和5环有打火烧灼痕迹；碳刷和导电环接触不良。导电环之间有碳粉，相互间绝缘性能下降，俯仰信号输入电缆9脚至汇流环14环再到俯仰电机信号输入6脚通路中接触不良。用棉球沾上酒精，擦拭导电环烧灼处，保持2个导电环之间完全绝缘用吸尘器吸取导电环和碳刷上的碳粉重新装配和调整碳刷。
2.4 实例4
故障现象，俯仰电源故障报警，俯仰驱动器报14#错误。
检修处理，断开各处俯仰电机电源，检查俯仰电机电源通路。用ZC-25-3型兆欧表测量环间电阻（汇流环各环之间的电阻）和环地电阻。发现1环对地电阻为0欧姆短路。把1环改为正常的2环（备用环）。
3 检修及维护总结
CINRAD/CC天气雷达运行时汇流环和俯仰装置联动，长时间可能产生松动，碳刷和导电环磨损，致使短路、接触不良。当俯仰电源供电异常过压或过流，可能引起打火。导致电源及信号传输故障。所以做好汇流环的日常维护十分必要。总结维护步骤如下：检查汇流环碳刷磨损情况，用清洁工具对其除尘清洁；用脱脂棉蘸无水酒精清洁与电刷接触的金属环；将电刷座卸下用无水酒精清洗电刷及刷座；检查汇流环固定螺母有无松动保证汇流环稳固，确保汇流环转动时无异常响动。
当雷达发生俯仰故障时，总结检修步骤如下：检查综合机柜背面、天线座内部汇流环炭刷与俯仰电机连接电源、信号线缆，汇流环炭刷与俯仰旋转变压器输入电缆是否短路或者开路；测量汇流环环间电阻和环地电阻（必须用兆欧表又称摇表或绝缘电阻测定器测量），重点测量电源输入环，有损坏环时更换到备份环；检测汇流环导电环与炭刷连通性，可通过炭刷螺杆调整；检查其它俯仰设备。
CINRAD/CC天气雷达伺服系统中，汇流环可靠稳定运行直接影响雷达可用性。实践证明，按上述日常维护方法定期开展维护，可以减少汇流环的故障发生率。雷达伺服系统发生俯仰相关故障时，按本文总结的故障分析及检修步骤检修，可以缩短故障处理时间。
参考文献
[1] 田杨松.气象雷达数字交流伺服系统[J].科技资讯，2006（17）.
[2] 李超.雷达系统中功率汇流环的保护[J].电子机械工程，2007（05）.
作者简介：唐学军（1980- ），男，云南省昆明市人，工程师，本科，研究方向：气象探测。