船载雷达天线方位转动异常分析及排查处理

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1、船载雷达天线方位转动异常分析及排查处理摘要：文章简要介绍了船载雷达天线驱动系统的组成和工作原理，对雷达天线方位转动异常的现象进行了简要分析，就驱动系统中的不同环节进行逐一排查，最终对故障进行定位，找到了引起方位转动异常的原因，并提出了解决该问题的措施，使船载雷达天线能够正常转动，保证了海上任务的正常执行。关键词：船载雷达：方位；转动异常；传动装置；齿隙DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.1841引言船载雷达天线驱动系统中，方位驱动系统主要由速度环路板、马达控制器和机械传动装置等三部分组成。速度环路板的作用主要是对速度指令信号进行处理，

2、并将这个速度信号送马达控制器,以小信号控制电机的大功率运行；马达控制又叫功率放大器，它的作用是将变压后的三相交流电转换为直流电驱动负载。机械传动装置是把电能转化为动能，以供天线按理想的方式快速转动。驱动系统的功能是实时地、稳定地驱动天线，使天线按照预定规律对准目标，并保证位置环完成精确跟踪目标的任务，而这些都要依赖于优良的机械传动装置⑴。某船载雷达天线方位机械传动装置采用四链驱动，主要由直流伺服电机、行星减速器、齿轮减速箱和方位末级大齿轮等四部分组成，它可带动天线在0?〜360?范围内绕方位轴旋转运动。在整个驱动系统中，如果其中的一环出了问题，必将影响雷达天线的正常转动，其

3、后果不堪设想，势必将导致海上任务无法顺利执行。2故障现象及分析2.1故障现象在设备进行整架调试期间，用方位1#电机驱动天线转动时，发现天线顺时针转动时，电机电流要达到30A左右（正常值为10A左右）才能转动；而逆时针转动天线时，即便将电机电流调至50A,天线也无法正常转动，且在停止“运行”时，天线有明显的回转现象。再用方位2#、3#和4#电机分别驱动天线转动，发现现象一致，因四台电机同时损坏的概率较低，暂且不考虑电机自身原因。2.2故障分析天线顺时针能够转动，间接说明设备之间线缆连接的正常和马达控制器工作正常，可排除线缆连接性问题和马达控制器问题。船载雷达天线驱动系统控制框

4、图如图1所示。经分析，引起天线方位转动异常的因素主要有四个方面：①速度指令输出异常；②电流指令输岀异常；③外部异物导致天线卡住；④机械传动装置异常。3故障定位及排查处理3.1故障排查及定位针对以上分析判断，对这四个可能存在的故障部位依次进行排查:(1)对速度指令输岀状态进行排查O速度指令对应驱动控制面板上的电位器旋钮2端的输出电压，将电位器旋钮旋转至“0”位，用万用表分别测量电位器旋钮1端、2端和3端的电压，测得电压值分别为・8.3V、0V和8.25V；转动电位器旋钮，测量2端电压，在-4.82V〜4.85V之间，正常。从以上数据分析，电位器旋钮1端和3端的电压值对称,2端

5、输岀的电压在正常范围内，即电位器旋钮能够正常输出速度指令，判断电位器旋钮工作正常，排除速度指令输岀异常。(2)对电流指令输岀状态进行排查o电流指令来自方位速度环路板，分别按逆时针和顺时针旋转驱动控制面上的电位器旋钮，用万用表分别测量速度环路板XT10、XT11>XT12、XT13端的电压，均在±10V之间，正常。由此判断，速度环路板送往马达控制的电流指令正常,排除电流指令输出异常。(3)对天线是否存在外部异物导致卡住因素进行排查。通过目视和听音方法，检查雷达天线基座、扶梯、平台以及方位轴承等部位，均未发现异物卡住现象。排除外部异物原因。(4)对机械传动装置进行排查。方位传动

6、链主要由驱动电机、行星减速器、齿轮减速箱和方位末级大齿圈等四部分组成。基本的工作原理是：电机驱动行星减速器和齿轮减速箱，减速箱输出轴小齿轮与方位大齿轮啮合，并带动方位大齿轮的转动，而方位大齿轮与方位轴承内圈相连接，最终驱动天线方位的顺时针和逆时针转动。方位传动链如图2所示。从方位传动链来看，可能引起天线方位转动异常的因素主要有三个方面：①行星减速器内部损坏；②齿轮减速箱内部损坏；③减速箱输出小齿轮与方位末级大齿轮齿隙过小。因行星减速器和齿轮减速箱分别为一个密封良好的整体结构，发生故障的可能性小，且拆装困难，故先将齿轮减速箱和行星减速器看成是一个整体，分两步进行，最后综合判断

7、分析。第一步：脱开1#齿轮减速箱，单独用3#电机带动天线转动，观察天线转动情况。将1#减速箱连同两个行星减速器一同脱开，如图3所示。单独用3#电机驱动天线转动，发现天线顺时针和逆时针都能够转动，顺时针转动时电机电流在3A〜7A之间，逆时针转动时电机电流在50A左右，天线停止转动时仍有回转现象。从数据中不难发现，顺时针转动时电机电流偏小，逆时针转动时电机电流较大，天线顺时针与逆时针转动时电机电流存在明显的不对称现象。第二步：检查减速箱输出小齿轮与方位大齿轮齿隙。缓慢转动天线，用碾压铅丝的方法来检查减速箱输出小齿轮与方