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故障檢修與技術(shù)維護 |
康明斯發(fā)電機故障檢查和維修方法 |
摘要：在康明斯柴油發(fā)電機組內的眾多零部件和設備總成來(lái)說(shuō)，康明斯公司生產(chǎn)的斯坦福交流發(fā)電機占據著(zhù)除發(fā)動(dòng)機外的最重要位置。因此，如何在前期便準確預測發(fā)電機的故障發(fā)生類(lèi)型和幾率是保證后期能快速排出故障的關(guān)鍵。本文中列舉的國內外優(yōu)秀發(fā)電機維修方法為康明斯用戶(hù)帶來(lái)了福音，讓康明斯發(fā)電機使用壽命和工作效率得到了極大的優(yōu)化。
一、發(fā)電機檢查方法
1、永磁機定轉子檢查
（1）永磁機定子
永磁機定子線(xiàn)圈的三個(gè)抽頭可采用歐姆檔檢測，阻值在4-6歐姆之間，而且抽頭應與地絕緣，定子線(xiàn)圈損壞一般采用重繞線(xiàn)圈的方式予以檢修，也可予以全部換新。
（2）永磁機轉子
永磁機轉子在電球軸承、軸承座磨損嚴重時(shí)，會(huì )出現永磁機轉子軸脫落的現象，此時(shí)必須將電球的軸承，軸承座予以換新（軸承座也可進(jìn)行鑲套檢修），并更換新的永磁機轉子。
2、勵磁機定轉子檢查
（1）勵磁機定子
勵磁機定子線(xiàn)圈可采用歐姆檔檢測，阻值一般在12-30歐姆之間，而且線(xiàn)圈必須與地絕緣。其外形三維圖如圖1所示。
（2）勵磁機轉子
勵磁機轉子上安裝有6枚二極管，可采用萬(wàn)用表對二極管進(jìn)行檢測。二極管擊穿后，發(fā)電機輸出電壓不正常。注意這6枚二極管有正負之分，不能裝錯。
3、主定轉子檢查
（1）主轉子
其結構如圖2所示。 主轉子線(xiàn)圈在匝間絕緣不良或負載過(guò)高時(shí)會(huì )引起匝間短路現象，此時(shí)絕緣漆有局部剝落或燒黑的現象，此主轉子線(xiàn)圈子必須予以報廢或重繞。這種情況下運行，會(huì )出現低負載時(shí)電壓穩定，大負載時(shí)電球無(wú)電壓輸出。
（2）主定子
主定子線(xiàn)圈的電阻值在0.2-0.5歐姆之間，主轉子線(xiàn)圈的電阻值在1.0-2.0歐姆之間，主定子的硅鋼若發(fā)生擊穿或燒熔的現象，建議對該電球予以報廢。
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圖1 斯坦福發(fā)電機勵磁機定子三維圖 |
圖2 發(fā)電機主轉子總成結構圖 |
4、絕緣檢查
普通的就機檢查一般采用手持式絕緣電阻測試儀（如圖3所示），專(zhuān)業(yè)發(fā)電機廠(chǎng)家可采用專(zhuān)業(yè)絕緣測試系統（如圖4所示）。
（1）在相近試驗條件（溫度、濕度）下，絕緣電阻值降低到歷年正常值的1/3 以下時(shí)，應查明原因，設法消除。
（2）各相或各分支絕緣電阻值不平衡系數不應大于2。
（3）吸收比或極化指數：瀝青浸漆及烘卷云母絕緣吸收比應不小于1.3或極化指數不應小于1.5；環(huán)氧粉云母絕緣吸收比不應小于1.6或極化指數不應小于2.0。
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圖3 手持絕緣電阻測試儀 |
圖4 發(fā)電機內部電阻專(zhuān)業(yè)測試系統 |
5、泄漏電流測量
發(fā)電機泄漏電流變化曲線(xiàn)如圖5所示，試驗接線(xiàn)如圖6所示。
（1） 修前試驗施加2.5Un；
（2）各相泄漏電流的差別不應大于最小值的100％；
（3）最大泄漏電流在20μA以下者，相間差值與歷次試驗結果比較，不應有顯著(zhù)的變化；
（4）泄漏電流不隨時(shí)間的延長(cháng)而增大。
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圖5 發(fā)電機泄漏電流變化曲線(xiàn) |
圖6 發(fā)電機泄漏電流測量試驗接線(xiàn)圖 |
6、定子繞組交流耐壓
應在停機后清除污穢前熱狀態(tài)下進(jìn)行，分相施加電壓1.5Un，1分鐘通過(guò)。
7、定轉子氣隙測量
沿水平與垂直方向取四點(diǎn)進(jìn)行測量，其氣隙磁場(chǎng)和氣隙偏心示意圖分別如圖7和圖8所示。
（1） 用千分尺測量定轉子氣隙：
用千分尺測量定轉子氣隙非常簡(jiǎn)單，只要將千分尺放在定子和轉子之間，就可以精確測量出定轉子氣隙的大小。
（2）用鋼尺測量定轉子氣隙：
用鋼尺測量定轉子氣隙的精度要比用千分尺要高，它可以幫助確定定轉子氣隙的精確值。
（3） 用電子游標測量定轉子氣隙：
用電子游標測量定轉子氣隙的精度可以達到0.01毫米，是千分尺和鋼尺無(wú)法比擬的。它可以準確測量出定轉子氣隙的大小，因此，是電機定轉子氣隙測量的最佳選擇。
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圖7 發(fā)電機定轉子氣隙磁場(chǎng)示意圖 |
圖8 發(fā)電機轉子氣隙偏心 |
二、故障處理
1、發(fā)電機不發(fā)電
（1）檢查自動(dòng)電壓調節器及控制器保險絲是否燒斷。
（2）測量F+、F-電線(xiàn)是否斷路。
（3）啟動(dòng)柴油機，測量PMG發(fā)電機兩電線(xiàn)是否發(fā)電。
（4）調整自動(dòng)電壓調節器上的電壓。
（5）拆下自動(dòng)電壓調節器上的F+，F-電線(xiàn)，用12DC電瓶給磁場(chǎng)供電。
（6）轉子二極管壞
2、發(fā)電機帶載時(shí)電壓下降
（1）調整自動(dòng)電壓調節器的STAB（穩定控制旋鈕）。
（2）自動(dòng)電壓調節器故障。
（3）勵磁機的二極管故障。
（4）發(fā)電機超負荷運轉。
3、發(fā)電機空載時(shí)電壓不穩定
（1）調整自動(dòng)電壓調節器的STAB（穩定控制旋鈕）。
（2）自動(dòng)電壓調節器故障。
（3）柴油機轉速不穩。
（4）勵磁機故障。
4、發(fā)動(dòng)機帶載時(shí)頻率下降
（1）柴油油管是否堵塞。
（2）柴油或空氣濾清器堵塞。
（3）調速器需調整或其故障。
（4）發(fā)動(dòng)機超負荷運轉。
（5）發(fā)動(dòng)機動(dòng)力不足。
5、中性線(xiàn)對地有異常電壓
（1）正常情況下，由于高次諧波影響或制造工藝等原因造成各磁極下的氣隙不均、磁勢不等而出現的很低電壓，若電壓在一至數伏，不會(huì )有危險，不必處理。
（2）發(fā)電機繞組有短路或對地絕緣不良，導致電設備及發(fā)電機性能變壞，容易發(fā)熱，應及時(shí)檢修，以免事故擴大。
（3）空載時(shí)中性線(xiàn)對地無(wú)電壓，而有負荷時(shí)出現電壓，是由于三相不平衡引起的，應調整三相負荷使其基本平衡。
6、發(fā)電機端電壓過(guò)高
（1）與電網(wǎng)并列的發(fā)電機電網(wǎng)電壓過(guò)高，應降低并列的發(fā)電機的電壓。
（2）勵磁裝置的故障引起過(guò)勵磁，應及時(shí)檢修勵磁裝置。
7、定子繞組絕緣擊穿、短路
（1）定子繞組受潮
對于長(cháng)期停用或經(jīng)較長(cháng)時(shí)間檢修的發(fā)電機、投入運行前應測量絕緣電阻，不合格者不準投入運行。受潮發(fā)電機要進(jìn)行烘干處理。
（2）質(zhì)量原因
繞組本身缺陷或檢修工藝不當，造成繞組絕緣擊穿或機械損傷。應按規定的絕緣等級選擇絕緣材料，嵌裝繞組及浸漆干燥等要嚴格按工藝要求進(jìn)行。
（3）繞組過(guò)熱
絕緣過(guò)熱后會(huì )使絕緣性能降低，有時(shí)在高溫下會(huì )很快造成絕緣擊穿。應加強日常的巡視檢查，防止發(fā)電機各部分發(fā)生過(guò)熱而損壞繞組絕緣。
（4）絕緣老化
一般發(fā)電機運行15~20年以上，其繞組絕緣老化，電氣性能變化，甚至使絕緣擊穿。要做好發(fā)電機的檢修及預防性試驗，若發(fā)現絕緣不合格，應及時(shí)更換有缺陷的繞組絕緣或更換繞組，以延長(cháng)發(fā)電機的使用壽命。
（5）異物進(jìn)入
發(fā)電機內部進(jìn)入金屬異物，在檢修發(fā)電機后切勿將金屬物件、零件或工具遺落到定子膛中；綁緊轉子的綁扎線(xiàn)、緊固端部零件，以不致發(fā)生由于離心力作用而松脫。
（6）過(guò)大電壓擊穿：
① 線(xiàn)路遭受雷擊，而防雷保護不完善。應完善防雷保護設施。
② 誤操作，如在空載時(shí)，將發(fā)電機電壓升得過(guò)高。應嚴格按操作規程對發(fā)電機進(jìn)行升壓，防止誤操作。
③ 發(fā)電機內部過(guò)電壓，包括操作過(guò)電壓、弧光接地過(guò)電壓和諧振過(guò)電壓等，應加強繞組絕緣預防性試驗，及時(shí)發(fā)現和消除定子繞組絕緣中存在的缺陷。
表1 康明斯（斯坦福）交流發(fā)電機故障查詢(xún)表
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故障
現象
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故障原因
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檢查及處理方法
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不能發(fā)電
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接線(xiàn)錯誤
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按線(xiàn)路圖檢查、糾正
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剩磁消失或太低
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用蓄電池對繞組磁場(chǎng)充電，正極接X(jué)，負極接X(jué)X
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主發(fā)電機磁場(chǎng)繞組或勵磁繞組斷線(xiàn)等嚴重缺陷
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用萬(wàn)用表測量相應繞組電阻，若為無(wú)限大，應予接通；若電阻為零，更換或處理線(xiàn)圈
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主發(fā)電機定子或勵磁機繞組斷線(xiàn)旋轉硅整流元件擊穿短路，正反向均導通
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用萬(wàn)用表測量電阻為無(wú)窮大時(shí)，應予接通
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無(wú)刷發(fā)電機勵磁整流器板上的整流二極管V2開(kāi)路或續流二極管V1短路
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打開(kāi)出線(xiàn)盒，用萬(wàn)用表測量，V2正反向電阻均為無(wú)限大或V1正反向電阻無(wú)限小時(shí)，更換此元件
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空載電壓太低或太高
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轉速太低或太高
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調整轉速至額定轉速
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勵磁繞組局部短路
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勵磁機勵磁繞組電流很大；勵磁繞組嚴重發(fā)熱且振動(dòng)大；勵磁繞組直流電阻較正常值小得多。應更換線(xiàn)圈
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續流二極管V1開(kāi)路
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打開(kāi)出線(xiàn)盒蓋，用萬(wàn)用表測V1正反向電阻均為無(wú)限大，應更換此元件
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旋轉整流元件故障
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打開(kāi)后機蓋的后蓋板，斷開(kāi)F1或F2接頭，用萬(wàn)用表測量硅旋轉元件。若正反向電阻不符合二極管特性要求時(shí)，更換損壞元件
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自動(dòng)電壓調節器上可控硅短路(電壓會(huì )過(guò)高)或可控硅開(kāi)路(電壓會(huì )過(guò)低)
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以上檢查均正確時(shí)，可更換可控硅元件
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自動(dòng)電壓調節器損壞、電壓過(guò)低
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更換自動(dòng)電壓調節器
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發(fā)電機過(guò)熱
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發(fā)電機過(guò)載
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減少負載至不超過(guò)銘牌額定值
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負載功率因數低
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調整負載使勵磁電流不超過(guò)額定值
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轉速太低
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調整轉速至額定值
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電機通風(fēng)道阻塞
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排除阻塞物
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發(fā)電機繞組有部分短路
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找出短路，糾正或更換線(xiàn)圈
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軸承過(guò)熱
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軸承磨損過(guò)度
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更換新軸承
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潤滑脂牌號不對或油脂有雜質(zhì)或裝得過(guò)多
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用煤油清洗后，按規定牌號更換油脂，數量為軸承室容量的1/2—1/3
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與原動(dòng)機對接不好
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檢查二機同軸度并予調整至符合要求
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發(fā)電機振動(dòng)大
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與原動(dòng)機對接不好
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校正對中
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轉子動(dòng)平衡不好
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校正動(dòng)平衡
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原動(dòng)機振動(dòng)
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檢查原動(dòng)機
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軸彎曲
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校正軸
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主發(fā)電機勵磁繞組短路
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找出短路點(diǎn)予以修復或更換繞組
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總結：
交流發(fā)電機的構造很復雜，屬于電氣設備，其對維修人員的專(zhuān)業(yè)性要求非常高。由于一般用戶(hù)的操作人員技術(shù)水平和專(zhuān)業(yè)能力有限，大部分故障是維修不了的，正確的做法是聘請專(zhuān)業(yè)的電氣工程師來(lái)故障現場(chǎng)進(jìn)行有效處理 。
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