發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線圈和繞組燒損的預(yù)防改進(jìn)措施
發(fā)布時(shí)間：2024-04-11 點(diǎn)擊：155
發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線圈和繞組燒損的預(yù)防改進(jìn)措施
根據(jù)康明斯公司多年維修數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，柴油發(fā)電機(jī)組上配套使用的發(fā)電機(jī)，在運(yùn)行中的故障屬勵(lì)磁線圈和繞組燒壞的電氣故障約85%，機(jī)構(gòu)及其他故障約15%，勵(lì)磁線圈和繞組燒壞的原因多為缺相運(yùn)行或過載運(yùn)行、繞組接地及繞組相間或匝間短路。其次是定、轉(zhuǎn)子摩擦、斷條等機(jī)械方面的原因。這里著重從電氣角度分析發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線圈和繞組燒損的故障原因，并提出相應(yīng)的處理方法。
勵(lì)磁線圈橫截面圖
勵(lì)磁線圈端面圖
一、產(chǎn)生原因分析
根據(jù)觀察，勵(lì)磁線圈燒毀事故多數(shù)發(fā)生在開停機(jī)時(shí)，只有極少數(shù)發(fā)生在正常運(yùn)行中。
（1）開機(jī)不當(dāng)
如開機(jī)時(shí)先開勵(lì)磁控制器，間隔較長時(shí)間后再開發(fā)電機(jī)，勵(lì)磁線圈就會(huì)聚集很多熱量；或停機(jī)誤操作，如停機(jī)時(shí)先停發(fā)電機(jī)再停直流勵(lì)磁控制器，此時(shí)勵(lì)磁線圈本身處于熱態(tài)這二種情況下，因發(fā)電機(jī)未啟動(dòng)或電機(jī)已關(guān)閉，電磁轉(zhuǎn)差離合器內(nèi)外轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)，就會(huì)造成勵(lì)磁線圈冷卻散熱不暢而燒損。
（2）散熱不好
在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，若遇夏季持續(xù)高溫，或因粉塵等原因使散熱風(fēng)路部分堵塞，也會(huì)造成勵(lì)磁線圈散熱不暢而燒毀。運(yùn)行中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的機(jī)械特性變軟，輸出無力，轉(zhuǎn)速變慢，若增大勵(lì)磁電流，轉(zhuǎn)速可上調(diào)達(dá)到正常轉(zhuǎn)速時(shí)，就應(yīng)注意防止勵(lì)磁線圈燒毀的故障發(fā)生。因?yàn)樵黾觿?lì)磁電流，勵(lì)磁電壓也相應(yīng)增加，熱態(tài)直流電阻劇增，線圈溫升增大。機(jī)械特性會(huì)繼續(xù)變軟，如此惡性循環(huán)，使勵(lì)磁線圈溫升超限，繼而發(fā)生局部匝間短路燒毀。
（3）維護(hù)不當(dāng)
同步發(fā)電機(jī)的電機(jī)和電磁轉(zhuǎn)差離合器二者之間在機(jī)械上互不相連，但若維護(hù)不當(dāng)，當(dāng)粉塵等雜物塞滿電機(jī)轉(zhuǎn)子和離合器之間的空隙，就造成電機(jī)和離合器二者之間事實(shí)上的軟連接.這樣，當(dāng)開機(jī)時(shí)，電機(jī)就會(huì)拖動(dòng)離合器一起旋轉(zhuǎn)，如果再加上勵(lì)磁，勵(lì)磁線圈的銅耗使線圈產(chǎn)生很多熱量，從而使線圈溫升劇增而燒毀。
二、改進(jìn)措施
拆除燒損的勵(lì)磁繞組，按原線徑匝數(shù)采用高強(qiáng)度聚脂漆包線重新下線，繞組浸漆（常用1032三聚氰胺醇酸樹脂漆或1012耐油清漆適用于e級(jí)或b級(jí)絕緣），經(jīng)用500伏兆歐表測量，絕緣電阻達(dá)100mω以上。參考各類發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，結(jié)合具體情況分析原勵(lì)磁系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的缺陷和不足，我們重新設(shè)計(jì)了勵(lì)磁恒壓系統(tǒng)。采用單相半波可控整流，整流電壓最大值為103v，導(dǎo)通角≤180°。
根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算采用3ct50/500v可控硅代替原3ct10/500v的可控硅，經(jīng)試運(yùn)轉(zhuǎn)及電路測量、元件調(diào)整，各項(xiàng)指標(biāo)均符合要求，達(dá)到了改進(jìn)目的。勵(lì)磁電流為26a，勵(lì)磁電壓為64v，當(dāng)外負(fù)載變化時(shí)，瞬態(tài)電壓調(diào)整率≤±25%，瞬態(tài)頻率調(diào)整率≤±8%，電壓穩(wěn)定時(shí)間≤1.5s，頻率穩(wěn)定時(shí)間≤6s，穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率≤±5%，穩(wěn)態(tài)頻率調(diào)整率≤±6%，電壓頻率波動(dòng)率≤±0.6%，接近新品指標(biāo)。
三、預(yù)防控制措施
1、嚴(yán)格控制發(fā)電機(jī)溫升（以氣溫40℃為基準(zhǔn)）不超過50℃。運(yùn)行中經(jīng)常以觸摸感覺、溫度計(jì)檢測的方式，當(dāng)發(fā)現(xiàn)軸承外圈溫度超過95℃、潤滑脂有稀釋流出現(xiàn)象，或軸承有沙沙磨擦聲時(shí)，均應(yīng)立即停車查明原因，排除故障后方可運(yùn)行。
2、保持調(diào)速器良好，穩(wěn)定發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速在1500r/min，使周波達(dá)50hz，運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)周波有變化，應(yīng)及時(shí)調(diào)整柴油機(jī)油門穩(wěn)定周波，并檢查調(diào)速器是否運(yùn)行正常。
3、發(fā)電機(jī)二級(jí)保養(yǎng)時(shí)斟情更換潤滑脂，潤滑脂數(shù)量應(yīng)為軸承空隙的1/2～2/3左右。應(yīng)按使用說明書規(guī)定仔細(xì)檢查軸承，如果滾珠或軸承內(nèi)、外圈等處出現(xiàn)藍(lán)紫色時(shí)，說明軸承受熱退火，應(yīng)注意使用或更換。更換軸承時(shí)，軸承內(nèi)外孔和軸及機(jī)體配合應(yīng)符合規(guī)定的過盈量，太松時(shí)應(yīng)在軸承內(nèi)外圈掛錫，精磨后裝配；過緊時(shí)應(yīng)用00號(hào)砂紙細(xì)心打磨后裝配，既防止軸承配合過松打滑、磨擦生熱，又防止過緊時(shí)減小軸承游隙，增大磨損，增加溫升。
4、發(fā)電機(jī)使用時(shí)應(yīng)盡量使用電設(shè)備合理分配，三相功率平衡（其中整流勵(lì)磁的a相已消耗電力2kw），三相不平衡不應(yīng)超過20%。盡量使用三相電焊機(jī)，使用兩相對(duì)焊機(jī)時(shí)應(yīng)停用其它設(shè)備，并間歇對(duì)焊。工作中密切注視機(jī)體溫度，如果溫升過高，應(yīng)立即停機(jī)降溫。
5、康明斯電機(jī)在高溫、高濕環(huán)境下作業(yè)應(yīng)采取降溫和除濕措施，如采用吹風(fēng)機(jī)改善通風(fēng)條件、間歇運(yùn)行，使之冷卻，控制機(jī)體溫度不超過90℃，或減輕負(fù)載不超過發(fā)電機(jī)容量的85%，作好發(fā)電機(jī)頂部密封，防止雨淋。
6、原則上禁止發(fā)電機(jī)過載使用，特殊情況過載使用時(shí)，如使用發(fā)電機(jī)進(jìn)行鋼筋對(duì)焊時(shí)，應(yīng)間歇作業(yè)，并嚴(yán)格控制發(fā)電機(jī)溫升，一旦溫升過高，應(yīng)立即停機(jī)采用吹風(fēng)機(jī)冷卻，待降溫后再投入使用。負(fù)載發(fā)電機(jī)最大容量不應(yīng)超過發(fā)電機(jī)容量的40%，間斷起動(dòng)發(fā)電機(jī)間隔時(shí)間不應(yīng)低于1mi n，盡量避免頻繁起動(dòng)。
7、發(fā)電機(jī)運(yùn)行中應(yīng)密切觀察勵(lì)磁電流，若超過額定值時(shí)應(yīng)減輕負(fù)載。若調(diào)整無效應(yīng)停機(jī)檢查勵(lì)磁繞組是否因絕緣下降（發(fā)電機(jī)冷態(tài)低于2m，熱穩(wěn)定狀態(tài)低于0.5m）而嚴(yán)重漏電或短路接地，不可強(qiáng)制運(yùn)行以免造成機(jī)器損壞。
8、發(fā)電機(jī)若長期不用，使用前應(yīng)將定子采用穩(wěn)態(tài)短路電流法對(duì)繞組進(jìn)行烘干驅(qū)潮，當(dāng)絕緣大于2m以后方可使用。
自重新設(shè)計(jì)、安裝了新的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁恒壓系統(tǒng)，并實(shí)施了一系列措施，嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，加強(qiáng)設(shè)備管、用、養(yǎng)、修工作，經(jīng)過一段時(shí)間檢驗(yàn)，設(shè)備狀態(tài)良好，消除了類似故障。在執(zhí)行了新的預(yù)防措施后，確實(shí)改善了技術(shù)性能和各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，充分發(fā)揮了設(shè)備的使用性能，提高了設(shè)備完好率、利用率，保證了施工生產(chǎn)的順利進(jìn)行，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。
柴油發(fā)電機(jī)組的應(yīng)用及特點(diǎn)
康明斯柴油機(jī)正常的電啟動(dòng)程序
渦輪增壓器渦輪進(jìn)口溫度一般在多少
東風(fēng)康明斯發(fā)電機(jī)組由于缺電導(dǎo)致電荒的發(fā)生
如何檢測康明斯發(fā)電機(jī)冷卻液/防凍劑的濃度？
柴油發(fā)電機(jī)組正常工作時(shí)對(duì)水溫有什么要求？
玉柴柴油發(fā)電機(jī)組渦輪增壓器有4個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢
沃爾沃柴油發(fā)電機(jī)組長期不更換機(jī)油有什么危害？
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勵(lì)磁線圈橫截面圖
勵(lì)磁線圈端面圖
一、產(chǎn)生原因分析
根據(jù)觀察，勵(lì)磁線圈燒毀事故多數(shù)發(fā)生在開停機(jī)時(shí)，只有極少數(shù)發(fā)生在正常運(yùn)行中。
（1）開機(jī)不當(dāng)
如開機(jī)時(shí)先開勵(lì)磁控制器，間隔較長時(shí)間后再開發(fā)電機(jī)，勵(lì)磁線圈就會(huì)聚集很多熱量；或停機(jī)誤操作，如停機(jī)時(shí)先停發(fā)電機(jī)再停直流勵(lì)磁控制器，此時(shí)勵(lì)磁線圈本身處于熱態(tài)這二種情況下，因發(fā)電機(jī)未啟動(dòng)或電機(jī)已關(guān)閉，電磁轉(zhuǎn)差離合器內(nèi)外轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)，就會(huì)造成勵(lì)磁線圈冷卻散熱不暢而燒損。
（2）散熱不好
在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，若遇夏季持續(xù)高溫，或因粉塵等原因使散熱風(fēng)路部分堵塞，也會(huì)造成勵(lì)磁線圈散熱不暢而燒毀。運(yùn)行中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的機(jī)械特性變軟，輸出無力，轉(zhuǎn)速變慢，若增大勵(lì)磁電流，轉(zhuǎn)速可上調(diào)達(dá)到正常轉(zhuǎn)速時(shí)，就應(yīng)注意防止勵(lì)磁線圈燒毀的故障發(fā)生。因?yàn)樵黾觿?lì)磁電流，勵(lì)磁電壓也相應(yīng)增加，熱態(tài)直流電阻劇增，線圈溫升增大。機(jī)械特性會(huì)繼續(xù)變軟，如此惡性循環(huán)，使勵(lì)磁線圈溫升超限，繼而發(fā)生局部匝間短路燒毀。
（3）維護(hù)不當(dāng)
同步發(fā)電機(jī)的電機(jī)和電磁轉(zhuǎn)差離合器二者之間在機(jī)械上互不相連，但若維護(hù)不當(dāng)，當(dāng)粉塵等雜物塞滿電機(jī)轉(zhuǎn)子和離合器之間的空隙，就造成電機(jī)和離合器二者之間事實(shí)上的軟連接.這樣，當(dāng)開機(jī)時(shí)，電機(jī)就會(huì)拖動(dòng)離合器一起旋轉(zhuǎn)，如果再加上勵(lì)磁，勵(lì)磁線圈的銅耗使線圈產(chǎn)生很多熱量，從而使線圈溫升劇增而燒毀。
二、改進(jìn)措施
拆除燒損的勵(lì)磁繞組，按原線徑匝數(shù)采用高強(qiáng)度聚脂漆包線重新下線，繞組浸漆（常用1032三聚氰胺醇酸樹脂漆或1012耐油清漆適用于e級(jí)或b級(jí)絕緣），經(jīng)用500伏兆歐表測量，絕緣電阻達(dá)100mω以上。參考各類發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，結(jié)合具體情況分析原勵(lì)磁系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的缺陷和不足，我們重新設(shè)計(jì)了勵(lì)磁恒壓系統(tǒng)。采用單相半波可控整流，整流電壓最大值為103v，導(dǎo)通角≤180°。
根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算采用3ct50/500v可控硅代替原3ct10/500v的可控硅，經(jīng)試運(yùn)轉(zhuǎn)及電路測量、元件調(diào)整，各項(xiàng)指標(biāo)均符合要求，達(dá)到了改進(jìn)目的。勵(lì)磁電流為26a，勵(lì)磁電壓為64v，當(dāng)外負(fù)載變化時(shí)，瞬態(tài)電壓調(diào)整率≤±25%，瞬態(tài)頻率調(diào)整率≤±8%，電壓穩(wěn)定時(shí)間≤1.5s，頻率穩(wěn)定時(shí)間≤6s，穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率≤±5%，穩(wěn)態(tài)頻率調(diào)整率≤±6%，電壓頻率波動(dòng)率≤±0.6%，接近新品指標(biāo)。
三、預(yù)防控制措施
1、嚴(yán)格控制發(fā)電機(jī)溫升（以氣溫40℃為基準(zhǔn)）不超過50℃。運(yùn)行中經(jīng)常以觸摸感覺、溫度計(jì)檢測的方式，當(dāng)發(fā)現(xiàn)軸承外圈溫度超過95℃、潤滑脂有稀釋流出現(xiàn)象，或軸承有沙沙磨擦聲時(shí)，均應(yīng)立即停車查明原因，排除故障后方可運(yùn)行。
2、保持調(diào)速器良好，穩(wěn)定發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速在1500r/min，使周波達(dá)50hz，運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)周波有變化，應(yīng)及時(shí)調(diào)整柴油機(jī)油門穩(wěn)定周波，并檢查調(diào)速器是否運(yùn)行正常。
3、發(fā)電機(jī)二級(jí)保養(yǎng)時(shí)斟情更換潤滑脂，潤滑脂數(shù)量應(yīng)為軸承空隙的1/2～2/3左右。應(yīng)按使用說明書規(guī)定仔細(xì)檢查軸承，如果滾珠或軸承內(nèi)、外圈等處出現(xiàn)藍(lán)紫色時(shí)，說明軸承受熱退火，應(yīng)注意使用或更換。更換軸承時(shí)，軸承內(nèi)外孔和軸及機(jī)體配合應(yīng)符合規(guī)定的過盈量，太松時(shí)應(yīng)在軸承內(nèi)外圈掛錫，精磨后裝配；過緊時(shí)應(yīng)用00號(hào)砂紙細(xì)心打磨后裝配，既防止軸承配合過松打滑、磨擦生熱，又防止過緊時(shí)減小軸承游隙，增大磨損，增加溫升。
4、發(fā)電機(jī)使用時(shí)應(yīng)盡量使用電設(shè)備合理分配，三相功率平衡（其中整流勵(lì)磁的a相已消耗電力2kw），三相不平衡不應(yīng)超過20%。盡量使用三相電焊機(jī)，使用兩相對(duì)焊機(jī)時(shí)應(yīng)停用其它設(shè)備，并間歇對(duì)焊。工作中密切注視機(jī)體溫度，如果溫升過高，應(yīng)立即停機(jī)降溫。
5、康明斯電機(jī)在高溫、高濕環(huán)境下作業(yè)應(yīng)采取降溫和除濕措施，如采用吹風(fēng)機(jī)改善通風(fēng)條件、間歇運(yùn)行，使之冷卻，控制機(jī)體溫度不超過90℃，或減輕負(fù)載不超過發(fā)電機(jī)容量的85%，作好發(fā)電機(jī)頂部密封，防止雨淋。
6、原則上禁止發(fā)電機(jī)過載使用，特殊情況過載使用時(shí)，如使用發(fā)電機(jī)進(jìn)行鋼筋對(duì)焊時(shí)，應(yīng)間歇作業(yè)，并嚴(yán)格控制發(fā)電機(jī)溫升，一旦溫升過高，應(yīng)立即停機(jī)采用吹風(fēng)機(jī)冷卻，待降溫后再投入使用。負(fù)載發(fā)電機(jī)最大容量不應(yīng)超過發(fā)電機(jī)容量的40%，間斷起動(dòng)發(fā)電機(jī)間隔時(shí)間不應(yīng)低于1mi n，盡量避免頻繁起動(dòng)。
7、發(fā)電機(jī)運(yùn)行中應(yīng)密切觀察勵(lì)磁電流，若超過額定值時(shí)應(yīng)減輕負(fù)載。若調(diào)整無效應(yīng)停機(jī)檢查勵(lì)磁繞組是否因絕緣下降（發(fā)電機(jī)冷態(tài)低于2m，熱穩(wěn)定狀態(tài)低于0.5m）而嚴(yán)重漏電或短路接地，不可強(qiáng)制運(yùn)行以免造成機(jī)器損壞。
8、發(fā)電機(jī)若長期不用，使用前應(yīng)將定子采用穩(wěn)態(tài)短路電流法對(duì)繞組進(jìn)行烘干驅(qū)潮，當(dāng)絕緣大于2m以后方可使用。
自重新設(shè)計(jì)、安裝了新的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁恒壓系統(tǒng)，并實(shí)施了一系列措施，嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，加強(qiáng)設(shè)備管、用、養(yǎng)、修工作，經(jīng)過一段時(shí)間檢驗(yàn)，設(shè)備狀態(tài)良好，消除了類似故障。在執(zhí)行了新的預(yù)防措施后，確實(shí)改善了技術(shù)性能和各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，充分發(fā)揮了設(shè)備的使用性能，提高了設(shè)備完好率、利用率，保證了施工生產(chǎn)的順利進(jìn)行，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。
柴油發(fā)電機(jī)組的應(yīng)用及特點(diǎn)
康明斯柴油機(jī)正常的電啟動(dòng)程序
渦輪增壓器渦輪進(jìn)口溫度一般在多少
東風(fēng)康明斯發(fā)電機(jī)組由于缺電導(dǎo)致電荒的發(fā)生
如何檢測康明斯發(fā)電機(jī)冷卻液/防凍劑的濃度？
柴油發(fā)電機(jī)組正常工作時(shí)對(duì)水溫有什么要求？
玉柴柴油發(fā)電機(jī)組渦輪增壓器有4個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢
沃爾沃柴油發(fā)電機(jī)組長期不更換機(jī)油有什么危害？