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无刷交流同步发电机原理与构造
时间:2020-08-20 03:26

  无刷交流同步发电机原理与构造_机械/仪表_工程科技_专业资料。介绍了无刷同步发电机的原理及构造

  无刷交流同步发电机原理与构造 国民经济建设和人民生活时刻离不开电能, 同步发电机由原动机驱 动而旋转,把机械能转换成电能,向用电设备提供交流电源。 无刷同步发电机由于其无线电干扰小,无电刷,维护工作量少,运 行可靠, 性能优越, 又便于实现无人值守, 当今国内外己普遍推广应用。 第一节 无刷同步发电机工作原理 一、电与磁的关系 (一)通电导体周围有磁场 在导体中通入电流之后,导体周围 生磁场,而且沿导体全部长度上都存在 该磁场的强弱决定于电流的大小,电流 大,磁场强度越强,磁场的方向按右手 决定,如图8-1所示,将右手姆指伸直 电流方向,将其余四指卷曲,这时四指 的方向,就是磁场方向。 通电线圈 或螺线管周围 也产生磁场。 磁场的强度与 便产 着, 越 定则 表示 所指 线圈匝数及电流大小成正比 , 磁场方向 也以右手定则决定 , 如 图 8一2 所示 , 伸出右手姆指,其余四指卷曲,使四指的方向符 合线圈中电流方向 , 那么伸直的姆指所指的方向就是磁场方向。 发电机的磁场就是在磁极铁心外套上线图通以直流电而形 成南、北磁极。当线圈断电后,磁极铁心仍有一定的磁性,俗 称“剩磁”,这是发电机自建电压的必不可少的条件。 (二)电磁感应 当导体(线)在磁场中运动或磁场在导体周围运动,两者互 相切割时,在导体(线)中便感应电动势,这种现象称为电磁感 应。 感应电动势的方向与导体运动方向和磁场方向有关,可用 “右手定则”来判定。伸右手于磁场内,手心对着N极,四指与 大姆指互相垂直,让大姆指指向导体运动方向,那么四指所指 方向就是感应电动势方向。发电机就是根据这个原理工作的。 如图8-3所示。 感应电动势的大小e 感应强度B,导体切割磁 的速度 v和导体长度l成 比。 e=B1v 要增大感应电动势, 用下列办法: 1、增加被切割的磁力线数目,即增强磁场强度,磁场越强,感应 电动势越大。 可采 与磁 力线、增加导体切割磁力线速度,速度越快,感应电动势越大。 3、增加切割磁场的导体有效长度,即增加线圈匝数,匝数越多, 感应电动势越大。 二、交流电的严生 (一)单相交流电的产生 交流电是指大小和方向随时间按正弦规律作周期性变化的 电流(电压)。 图8-4表示最简单的2极交流发电机定、 示意图。当绕在定子磁极铁心上的线圈按规 向通入电流时,2个磁极铁心分别产生N、S磁 在圆柱形转子铁心上绕有线圈,当转子在磁 旋转,则转子线圈切割磁力线, 在线圈中便感 动势。 转子按逆时针方向旋转时, 导线的位 置开 转子 定方 极, 场中 应电 始顺次转至2、 3、?? 8的位置,因磁场各点磁通密度不同,导线中 的感应电动势就不同,通过设计可以让N、S极沿极弧上各处位置的磁通 密度按正弦曲线分布, 这时把导线在各点位置感应的电动势连成的曲线 是一条正弦曲线。 交流发电机的转速、磁极对数和感应的交流电频率的关系为: f= pn 60 n——转速 r/min p——发电机极对数 式中:f——交流电频率 Hz (二)三相交流电的产生 在发电机转子上均匀地安置有彼此相隔 120°电角度的三个相同线 圈,当三个线圈在磁场中旋转时,就可以,在线围内感应三个彼此相隔 120°电角度的交变电动势 eU、eV、eW。正弦曲线 三 、交 流发 电机 三相 绕组的接法: 1、星形接法 将发电机三相绕组的三个尾端U2、V2、W2连接在一起,从三个绕组的 首端U1、V1、W1引出三根导线与外电路相连,这种连接法叫星形按法,用 字母Y表示。 三个尾端接在一起的一点称为中性点,用字母N表示,从N点引出的 导线称中线,从三个首端引出的称相线俗称火线,这种供电方式称三相 四线制。 星形接法发电机可以输出两种电压: 相线与中线之间的电压称相电 压,任意两相线之间的电压称线电压。 线 U相 I线 =I相 星形按法是最广泛的接法,不管容量大小几乎都采用此按法。通常 的移动电站、柴油机组也大都用这种按法。 2、三角形按法 发电机三相绕组,依次将一相绕组的尾端和另一组绕组的首端连 接,组成一封闭三角形,再从三个连接点引出三根导线与外电路连接, 这种接法叫三角形接法用△表示。 相电压就是线电压,则U线 I相 ,这种接法在发电机中 很少采用。 四、三相交流电的功率: 一般情况下,发电机的三相负载是对称的,这时三相电路的总功率 P,等于单相功率的三倍。P单相=U相I相COS 所以P三相=3U相I相COS ? ? 式中 ? 为相电压与相电流的相位差角 当星形接法时,因V相= 所以P三相= 3 ? 1 U相 ,I线 V线 U线I线(VA) 三角形接法时,因U线=U相,而I相= 所以P三相=3 ? U线 U线 U线I线(VA) 因此在三相电路中,无论是星形按法或三角形按法,计算总功率的 公式都是相同的。 现在电网供应的都是三相四线制,俗称Y按法(有中线),而负载是 采用Y或接△法,应当慎重考虑,以免接错发生设备事故。以负载的额 定电压来决定负载是接相电压或线电压。 例如,现在的照明灯泡大都采用220V,显然只能接在相电压上,如果 接线〉V,则灯泡即将爆炸。 由于负载要求三相对称(三相功率相等〉 ,所以很多灯泡就要按容量 分开三相,使灯泡功率基本相等而后按Y形接法。 有的负载是380V,这时如果接在相电压上,则就不一定起作用,如接 触器的闭合线V,就一定要按在线电压上。 五、无刷同步发电机基本工作原理 TFW系列无刷发电机 电气原理图见图8一7。 基本工作原理: 发电机由原动机驱动旋转接近额定转速时,由于转子磁极铁心具有 剩磁,嵌在定子槽中的副绕组S1S2感应的电势经单相全波整流器组Dl整流 后输入交流励磁机励磁绕组 F3F4 建立交流励磁机磁场,使交流励磁机电 枢绕组感应三相电势,该电势经旋转整流桥D2整流后输入主发电机励磁 绕组F1F2 ,建立主发电机磁场,使发电机定子绕组感应电势,从而输出电 能. 第二节 无刷同步发电机构造 一、概述 中小型同步发电机的构造主要有二种型式 (一)旋转电枢式 磁极固定不动(不动部份称定子),电枢绕组 (感应导体)在转子上 转动,利用旋转整流器把交流电从转子上引出来,交流励磁机就是这种 电机。 (二)旋转磁场式 磁极装在转子上转动,电枢绕组装于定子上不动,可直接用电缆引 出交流电。无刷发电机的本体就是这种型式电机。 此类电机又可以分为: 凸极式发电机:有明显的磁极,在磁极铁心上套有集中磁极绕组。 隐极式发电机:没有明显的磁极,磁极绕组分散嵌在转子(磁极)铁 心槽内。 中小型发电机大都采用转场式。不论凸极式还是隐极式发电机,其 结构可分为两大部分,即静止部分,包括定子(机座、定子铁心、定子 绕组),端盖,轴承盖(套),交流励磁机定子等;转动部分又称转子, 包括转轴、转子铁心(磁极铁心)、磁极绕组、轴承、风扇、励磁机电枢、 旋转整流器等。 二、无刷同步发电机结构 TFW系列元刷发电机典型结构见图3-9(凸极式),图3-10(隐极式) (一)静止部份 1.定子:由机座、定子铁心、定子绕组所组成。定子铁心及定子绕 组是产生感应电势、电流的部分,亦称电枢。 (1)机座 机座是发电机的整体支架, 用来固定电枢并和前后两端盖一道支承 转子。 机座有铸铁铸造和钢板焊接两种,TFW系列多为铸铁结构,经机械 加工而成。机座内壁分布筋条用以固定电枢,两端面加工有止口及螺孔 与端盖配合固定, 机座下部铸有底脚, 以便于电机固定在底架或基础上。 机座上一般有出线盒,或位于机座的右侧面(从轴伸端看),或位于 机座上部,出线盒装有接线板,以便引出交流电等。位于机座上部的出 线盒一般均装有励磁调节器。 TFE系列无刷发电机机座是钢板焊接结构,它是几块罩式钢板及端 环、底脚焊接而成,具有造型新颖、省工省料、重量轻等特点。 (2)定子铁心 定子铁心是电机磁路的组成部分。铁心采用0.5mm厚的硅钢片迭压 而成。铁心开有均匀分布的槽, 以嵌放线圈。为了减少铁心的涡流损耗, 硅钢片两面涂有绝缘漆。 TFW系列由于转子采用1mm低碳钢板做铁心, 所以为了提高材料利用 率,定子铁心常用扇形硅钢片来拼成一个整圆铁心,拼时把每层的接缝 互相错开。定子铁心有外压装和内压装两种:外压装就是以扇形冲片拼 成整圆, 并迭压一定长度后经过一定压力, 由压圈和扣片形成一个整体, 再经嵌线、绝缘处理后压入于机座上。内压装则是直接由扇形冲片迭压 在已经加工的机座上,后再嵌线,并经绝缘处理。 较大容量的发电机铁心,为增加散热面积,常在沿轴向长度上留有 数道通风沟。 TFE系列发电机由于定、转子均采用硅钢片冲制,所以其定子铁心 是用整圆硅钢片迭压的 , 再与压圈一道用CO2气体保护焊接成一体。这 种结构具有材料利用率高、亚博足彩app。容易加工的特点。 (3)定子绕组 绕组由线圈组成,线圈采用高强度聚酯漆包圆铜线绕制,并按一定 的方式连接, 嵌入铁心槽中。这是产生感应电势, 流通交流电流的部分, 是发电机的核心。 线圈采用的导线规格、线圈臣数、并联路数等由电磁设计确定。绕 组型式有双层迭绕、单层链式、单双层式等。 定子绕组嵌于铁心槽中,还必须有层间绝缘、相间绝缘和对地绝 缘。主绝缘材料多采用B级材料即D·M·D 聚酯薄膜无纺布复合箔,F级 绝缘采用 N·M·N。 线圈在铁心槽内受到交变电磁力及平行导线之间的电动力, 可能使 线圈移动或振动,因此绕组要紧固,不能松动。一般可用玻璃布板做成 槽模在槽内压紧线圈,同时在两端部用玻璃纤维带扎紧,再把整个电枢 经绝缘处理,使电枢形成一个坚固的整体。 2.端盖 端盖与机座配合后用于支承转子,因此在端盖中心有轴承室圆孔, 以便装轴承。端盖的端面有止口与机座配合,与柴油机专配的发电机在 轴伸端的端盖两端面,均有端面止口。所有这些止口与轴承室的同轴度 加工精度要求高,以便保证转子装配后的同轴度要求。 TFW系列发电机端盖用铸铁铸造。 TFE系列发电机端盖由钢板焊接而成。轴承则装于轴承套内,安装 方便。 3.交流励磁机定子 交流励磁机定子为磁场, TFW系列发电机励磁机定子铁心用1mm低碳 钢板制成,具有若干磁极,而后套以激磁线圈,并用槽楔予以固定,然 后定子进行浸烘绝缘处理。TFE系列发电机的励磁机定子铁心则用硅钢 片迭压而成,激磁线圈先在玻璃布板制成的框架上绕制,浸漆绝缘处理 后套在励磁定子铁心上,用销钉予以固定。这种系列无刷发电机励磁定 子多有两套激磁绕组,即电压绕组和电流绕组,有电流复励作用,以改 善整机调压性能和应付过载能力。为了起励方便,在一小段励磁定子铁 心里埋设三块永久磁钢。为防止漏磁,其间用厚绝缘纸板与其余定子铁 心进行磁绝缘。励磁定子均用紧固螺钉或环键固定在后端盖的铸造筋条 或焊接的支件上。 (二)转动部份(转子) 转子一般包括转轴、转子铁心 (磁极铁心)、转子线圈(磁极绕组)、 轴承、风扇、交流励磁机电枢、旋转整流器等。 1.转轴 转轴一般由45号钢加工而成。通过轴伸上的联轴器与原动机对接。 它是将机械能变成电能的关键零件, 因此要求具有一定的机械强度和刚 度。 转轴根据各不同零部件的配合要求加工各部分的尺寸和精度, 轴伸 部分则按照国家标 TFW系列小容量发电机(50kw及以下)往往在轴上还热套有磁轭,用 以装配磁极铁心和磁极绕组。 TFE系列无刷发电机转轴焊有驱动盘(单轴承)和风扇安装板,以便 于安装柔性联接盘和冷却风扇。 2.转子铁心(磁极铁心) TFW系列转子铁心(磁极铁心〉一般用1mm厚的低碳钢板冲制的磁极 冲片迭压成的。 (1)分离凸极式 磁极冲片迭压紧后用铆钉和压板铆合在一起制成磁极铁心。 磁极铁心套上磁极线圈后,用磁极螺钉固定在磁扼上。磁极螺钉也 用45号钢制造。 (2)整体凸极式 TFE系列无刷发电机采用整体凸极式冲片,这种结构,磁极和磁轭 为一体,用0.5mm硅钢片整片冲出,然后直接与端板、铆钉以及阻尼条、 阻尼环焊成一个整体形成转子铁心。 整体凸极式结构有如下几个特点: a.励磁线圈直接绕在极身上,散热好,机械强度高; b.无第二气隙,减少了励磁安匝; c.阻尼绕组布置方便; d.斜极方便,可用斜极的办法来消除齿谐波。 (3)隐极式 把整圆的转子冲片直接压装在转轴上, 两端具有端板和支撑转子线 圈的支架,采用环键固定。为了削弱发电机电压波形中的齿谐波分量, 隐极式转子铁心做成斜糟。同时,为提高并联运行性能和承受不平衡负 载运行能力,在铁心齿部冲有阻尼孔,埋设阻尼绕组。 3.转子线圈〈磁极绕组) 转子线)隐极式绕组 采用单层同心式绕组,一般用漆包圆铜线绕制。在转子槽中安好绝 缘后嵌入转子线圈,而后端部用玻璃纤维管与支架扎牢,再用无纺玻璃 纤维带沿圆周捆扎,最后整体浸烘绝缘漆,成一坚固的整体。 (2)凸极式绕组 一般采用矩形截面的高强度聚酯漆包扁铜线绕制, 亦有用聚醋漆包 圆铜线绕制但其空间填充系数较差。 凸极式磁极绕组为集中式绕组,对分离式凸极结构发电机,在预先 制好的铁板框架四周包好云母板、玻璃漆布等绝缘,上下放上玻璃布板 衬垫,而后连续绕制线圈,再浸烘绝缘漆,最后直接套在磁极铁心上, 再用磁极螺钉固定在磁轭上。对整体凸极式而言,在预先铆焊好的整体 转子上,在极身四周包好绝缘,而后整体用机械绕上线圈,最后经F级 绝缘浸烘处理,形成一个坚固的磁极整体,最后用热套法套入转轴。这 种线圈结构散热条件好,绝缘和机械强度高,可靠性好。 综上所述:整体凸极式加工工时少,可平行作业施工,工艺相对简 便,材料费用相对较省;隐极式金加工工时和电工工时相对较多,而且 不能平行作业。因此,整体凸极式转子具有诸多优点,是国内外电机行 业的发展方向。 对较大容量的发电机,在两磁极线圈中间夹有线圈撑块,用以固定 线圈,以防止线圈在离心力作用下向外隆起变形而损坏,撑块一般用非 导磁材料,如铸铝或黄铜合金制成。 4.轴承 发电机一般是两支承式,在转轴两端装有轴承。轴承外圈固定在两 端盖的轴承室或轴承套内。根据受力情况,轴伸端(即传动端)用滚柱轴 承,非传动端用滚珠轴承。轴承加有轴承润滑脂。所有轴承两边都用轴 承盖密封,润滑脂常用3号锂基脂。 轴承与转轴是过盈配合,轴承用热套法套入转轴。轴承外圈与端盖 (或轴承套 )采用过渡配合。为了减少振动和噪声,装配轴承切忌敲打, 并注意保持清洁。 TFE系列发电机,在原动机可承载能力条件下,还有采用单轴承结 构型式。此时仅在非传动端装置一个轴承(自动调心),这使电机节省了 一个轴承,并使整机轴向长度缩短。 5.风扇 发电机运行时,由于各种损耗而发热,因此必须进行通风冷却。中 小型发电机采用在轴上装风扇进行冷却。风扇采用离心式,为了提高效 率,风扇常采用后倾式离心风扇。风扇有铸铝和钢板焊接两种。一般装 在前端盖内,对专配柴油机组的也有装于前端盖外的,此时风扇装在电 机轴伸上的半联轴器上。发电机运行过程中,冷空气由后端盖和机座两 侧进入电机内部,冷却电枢绕组、磁极绕组、定转子铁心等,而后通过 前端盖的盖板窗孔把热风排出机外,使电机的温升控制在允许的范围 内。 6.交流励磁机电枢 无刷同步发电机利用交流励磁机的电枢, 经旋转整流器变成直流供 给发电机磁场使用。交流励磁机电枢铁心用硅钢片迭压而成,然后嵌以 三相交流绕组,并经绝缘处理形成电枢。TFW系列发电机交流励磁机电 枢一般装在后端盖的外部,靠电枢支架固定在转轴上,这种结构使电机 轴向长度加长;而TFE系列交流励磁机电枢则装在后端盖内部,它直接 套在转轴上,使整机轴向长度缩短、紧凑。 7.旋转整流器 TFW系列发电机的旋转整流器装置于交流励磁机外侧,用螺钉固定 在转轴上,便于维修与安装。旋转整流器有三相半波或三相全波两种。 三相半波有三个旋转硅二极管,三相全波有六个旋转整流管,装在一块 公共的绝缘安装板上。为安装方便起见,三相全波用的旋转整流管有 正、反烧两种管型,即两种正负极刚好相反,这种接法可以减少彼此之 间的连线,可靠性好。为了保护旋转硅整流管在运行中偶然因过电压击 穿而损坏,在旋转整流器上还并有压敏电阻,以吸收线路上可能的过电 压。 TFE系列发电机的旋转整流器安装在后端盖内侧,它直接固定于励 磁机电枢铁心伸出的螺栓上,布置紧凑。 第三节 无刷发电机的使用和运行 一、发电机的主要技术指标 技术性能是衡量发电机质量水平的重要依据。主要有 以下项目: (一)稳态电压调整率: 指从空载到额定负载,稳态电压的变化率。其计算公 式为: ? u ? U 1?U ? 100% U 式中:U——额定电压或95%额定电压。 UI——从空载到额定负载的稳定电压。 (二)瞬态电压调整率 指当发电机为空载,转速与电压为额定值时,突加规定负载,然后 突甩负载的整个过程中,瞬时电压变化率。其计算公式为: ? ? us ? UsU U ? 100% 式中:U——空载额定电压 Us——负载突变时的瞬时电压最大值和最小值(取三相 平均值〉。 (三)效率 指发电机输出功率与输入功率比值的百分数。其计算公式为: ?? PN ? ? P ?100% PN 式中: PN ——额定输出功率 ? P ——总损耗 (四)线电压波形正弦性畸变率 指线电压基波以外的各次谐波2电压平方和的均方根值与基波电压 比值的百分数。其计多公式为: 1 KU= U1 U22+U32+U42+&&+Un2 ×100% 式中:Ul————基波电压有效值 Un————n次谐波电压有效值 (五)温升 指发电机在额定工况下运行至热稳定时,各绕组温度升高值。 ?= R 2 ? R1 (235 ? t1) ? ? ? t 0 R1 ?= R 2 ? R1 (235 ? t1) ? t1 ? t 0 R1 R1——冷态时绕组电阻 式中: R 2 ——热态稳定时绕组电阻 t 0 ——热态稳定时冷却介质温度 t 1 ——冷态时绕组温度 (六)噪声 指发电机空载时测得的A计数声功率级数值。 (七)振动 指发电机空载时测得的振动速度有效值。 二、发电机运行 (一)运行前准备工作 为确保发电机运行的可靠安全,运行前应进行机械与电气的检查。 1.用500V兆欧表测量发电机各绕组的绝缘电阻, 在热态下应不低于 0.4M ? ,常温下不低于2MQ(注意测量时应断开励磁调节器、旋转整流器 与电机各绕组的连接,以免击穿电子元件)。当绝缘电阻低于上述规定 值时,发电机必须进行干燥,可用热风法、短路法或其它方法来提高绝 缘电阻,烘干温度不能使绕组温度超过100℃,以免烧坏。 2.检查发电机、励磁机、自动电压调节器等相互之间连接是否牢 固、可靠、正确。所有螺栓不应松动,电机内部不得有异物存在,并用 不超过0.2MPa的干燥压缩空气吹净,用手或其它工具慢慢转动转子,应 灵活,无碰擦等不良现象。 3.检查发电机机座上接地螺栓是否有效接地, 接地线导线截面是否 符合要求,并确保接地良好。 4.按发电机电气原理图,检查电气接线是否正确。 (二)开机 1.使输出空气开关处于断路状态。 2.启动原动机,增加转速至额定转速(注意加速过程不宜过长) 3.接通输出空气开关,并加上负载投入正常运行。 (三)负载时的试验调整 合上空气开关,分别保持功率因数为1.0和0.8(滞后),逐渐增加负 载至满载,再逐渐减少负载至空载,在此过程中,检查发电机的稳态电 压调整率和满载励磁电流(功率因数=0.8时),是否与铭牌相符,观察控 制屏各指示仪表是否正常,发电机各部分是否存过热现象。调试检查达 到满意结果后,发电机即可投入正常运行。 (四)停机 1.降低发电机负载至零。 2.断开输出空气开关。 3.停止原动机。 第四节 无刷同步发电机的常见故障及排除 一、发电机不能发电 (一)故障现象 发电机处于额定转速时,合闸交流励磁机定子部分励磁回路开关, 并调节电位器至“电压升高”方向的最大值时,发电机发不出电压或电 压极低。 (二)故障原因 1.长途运输的颠震或雷击, 使发电机剩磁电压消失或小于正常剩磁 电压值(U线V),尤其是主机定转子及交流励磁机定转子铁心 冲片均为硅钢片材料的无刷发电机更容易失磁。 2. 励磁主回路电气接触不良或断线。比如接线头松脱,变阻器接 线螺栓松动,引线断线,旋转整流桥直流侧断线.交流励磁机发不出电压,使主发电机磁极绕组中无励磁电流。 4.磁极绕组断线或接地,使发电机无励磁电流或极小。 (三)处理方法 1.剩磁消失时,用蓄电池、干电池或整流直流电源给交流励磁机励 磁绕组通电充磁。 2.用万用表查找励磁回路断线号玻璃砂布清除 各接触面氧化层,拧紧接线.励磁绕组的接地、断线V兆欧表检查绕组对地绝缘,找 出接地点并予修复,用万用表找出断线.交流励磁机发不出电时,按上述各条检查或修复。 二、发电机电压太低 (一)故障现象: 以在额定转速下,磁场变阻器已调向“电压上升”的最大位置,柴 油发电机空载时,电压 整定不到1.05倍额定电压,表明发电机电压太 低,并联、并网或功率转移时会遇到困难。 (二)故障原因 1.原动机转速太低,使发电机定子绕组感应的电势太低。 2.定子绕组接线错误,感应电势低,甚至三相不平衡 3.励磁绕组接线错,至少有个别相邻磁极极性未接成N、S,严重削 弱电机励磁磁场,使发电机感应电压低。 4.励磁绕组匝间短路,电机励磁磁势削弱,发电机感应电压低。 5.励磁机发出的电压太低。 料加速老化 , 缩短电机寿命 (三)处理方法 1.提高原动机转速。 2.按图纸规定更正定子接线.对于励磁绕组接线错, 可用目测法或用南北磁针来鉴别错误极性 并更正接线.对于励磁绕组匝间短路,首先测量单个绕组的交流阻抗,若相差 一倍以上,则怀疑阻抗小的绕组有短路,应进一步对单个绕组进行短路 试验。 5.对于励磁机电压太低,按上述各条进行检查和处理。 三、转子绕组过热 (一)故障现象: 1.电机在高于额定电压情况下运行, 为了按额定功率因数输出额定 功率,励磁电流就会超过额定值,转子绕组就会过热。 2.电机在低功率因数下运行,若电机输出额定功率,励磁电流也要 超过额定值。 3.电机在低于额定转速下运行,通风条件不良,影响电机散热,同 时,在低转速下,要使电机输出额定电压,必须相应加大励磁电流,两 者都可能导致转子线.转子绕组匝间短路或接地。 5.转子绕组浸漆不透或绝缘漆过稀未能排除或填满绕组内部空气 隙。 (三)处理方法: 1.电机在高电压运行时,应相应降低输出功率,尤其是无功功率, 保持励磁电流不超过额定值。 2.在负载功率因数低于0.8〈滞后〉,甚至作为调相机运行时,应 以励磁电流不超过额定值为限。 3.应加大原动机输入,使发电机在额定转速下运行。 4.检查并排除转子绕组接地或臣间短路。 5.把转子绕组重新浸漆烘干,直至漆浸透并填满绕组缝隙为止。 四、轴承过热 (一)故障现象: 电机运行过程中,用温度计测量滚动轴承外圈温度超95℃,有时轴 承润滑脂因过热而流出,轴承噪声加大,严重者轴承内外圈表面烧灼而 被迫停机。 (二)故障原因 1.轴承装配不良。 2.轴承润滑脂牌号不对,比如用户修理或清洗电机时,用滴点温度 低又不耐湿的润滑脂容易稀释溶解,使轴承发热。 3.轴承室内润滑脂装得太满。 4.轴承内圈与转轴配合太松,运行中发生摩擦而发热。 5.原动机通过皮带拖动发电机时,传动皮带张力过大,使轴承内外 环单边受力过大滚珠(柱)运转不轻快而发热,同时也造成滚珠磨损,轴 承间隙加大,引起电机振动和轴承噪声加大,导致轴承更热。 (三)处理方法: 1.检查轴承盖止口轴向长度尺寸,其公差值应为h8,若没有超出正 偏差,则须进一步检查转轴两轴承档间的轴向距离及公差是否符合要 求,若超正偏差,也会造成外轴承盖顶住轴承外环端面,此时,以加工 外轴承盖止口长度较方便,使它装配后与轴承外环的配合间隙符合要 求。 2.按电机规定的牌号装用润滑脂。 3.装入润滑脂量为轴承室容积的 1 2 ~ 。 2 3 4.更换超小的转轴,若轴承内圈己磨损应予更换同型号轴承。 5.调整传动皮带张力不宜过大,但也不得太小,以免皮带打滑。 五、绝缘电阻下降 (一)故障现象: 电机在热稳定状态下绝缘电阻低于0.5M ? ,冷态下低于2M ? 。 (二〉故障原因: 1.在运输中电机绕组受潮, 长期存放在潮湿的屋子里或长时间停机 或水直接滴入电机内,使线.进行维护清洁卫生时电机绕组绝缘碰伤或电机大修嵌线.周围空气中的导电尘埃(例如冶金工业或煤炭工业区)或酸性蒸 汽和碱性蒸汽(比如化学工业区)侵入电机中,腐蚀电机绝缘。 4.绝缘本身自然损坏或电机剧热使绝缘老化。 (三)处理方法: 1.受潮的电机必须进行干燥处理, 同时必须改善电机存放环境的通 风条件, 备有良好的通风设备。在寒冷季节, 仓库内必须备有取暖设备, 保证室内温度不低于5℃,严禁附近的水滴入电机。 2.更换绝缘受损的绕组或槽绝缘。 3.应改善电机周围环境或转移电机安装场所, 使周围环境中不得有 导电尘埃或酸、碱性蒸汽。 4.查找电机剧热原因并予排除,若属电机运行太久而绝缘老化,则 必须更换新电机或进行大修更换绕组和绝缘材料。 六、旋转整流器故障 (一)故障现象: 一个或几个旋转硅元件损坏,损坏后的硅元件失去单向导电性,处 于正反向都导通的状态,即短路状态。一旦硅元件短路,若不及时发现 和排除故障,就会导致交流励磁机电枢绕组烧毁,电机被迫停机。 (二)故障原因: 1.整流器过流而短路。 2.反向过电压引起硅元件击穿。 3.旋转硅元件安装时紧固螺母的扭力矩过大, 导致管壳变形和内部 硅片损伤。 (三)处理方法 1.应按图纸规定的电流等级配用旋转硅元件, 手边无图纸资料时可 按主发电机励磁电流值上靠到标准规格的硅元件, 目前国内旋转整流器 规格有16A、25A、4OA、7OA、200A。 2.合理选择旋转硅元件的电压等级,其反向峰值电压URM必须等于 (10~15)倍励磁电压Ufn。 3.采取过电压保护措施。 过电压保护通常在整流器组的直流侧加装压敏电阻或阻容吸收回 路。 4.紧固旋转硅元件螺母时,应控制适当的扭力矩, 七、发电机振动大 (一)故障现象: 交流电机在空载状态下轴向、横向振动值超过规定值时,说明该电 机振动大。 (二)故障原因: (1) 轴承与转轴或端盖配合过紧。 (2) 采用敲击法安装轴承 , 工艺不正确。 1.转子机械不平衡。主要由于未校动平衡或校动平衡精度不符合要 求。 2.定、转子气隙不均匀度超过10%,单边磁拉力大而引起振动。 3.轴承精度不良是高速电机较强的振动源之一。表现为轴承内圈或 外圈径向偏摆,套圈椭圆度、保持架孔中的间隙过大及滚道表面波纹度 或局面缺陷。 4.轴承与转轴或端盖的装配质量不良。 (1)轴承与转轴或端盖配合过紧。 (2)采用敲击法安装轴承,工艺不正确。 (3)润滑脂牌号不对。过稠的润滑脂对滚动体振动的阻尼作用差, 过稀则导致干摩擦。 (三)处理方法: 1.每台电机转子均须校动平衡,要达到图纸规定的动平衡精度。 2.按图纸规定的牌号选用精度合格的轴承。 3.检查定、转子气隙不均匀度,调整装配至不均匀度合格为止。 4.轴承与转轴和端盖配合精度要求为: 转轴轴承档直径公差等级按 K5,端盖轴承室直径按非标精度、保证孔径与轴承外圈径向间隙为 0.003~0.009mm。 5.轴承安装严禁采用敲击法,最好采用烘箱加热轴承的热套法。 6.二必须按图纸规定的牌号选用润滑脂。 八、发电机电压不稳 (一)故障现象: 发电机空载或负载运行时电压忽大忽小,也引起电流和频率的波 动。 (二)故障原因: 1.原动机转速波动大,电机感应电势也随之波动。 2.电压整定电位器接线松动,旋转整流器的交直流侧接线松动,使 励磁电流忽大忽小。 3.励磁绕组对地绝缘受损, 电机运行时绕组时而发生接地现象使电 压波动。 4.发电机AVR励磁系统发生故障。 (三)处理方法: 1.检查原动机调速器问题并予修复。 2.检查并重新改善电位器和旋转整流器接线, 保证励磁回路接线V兆欧表查找主发电机或交流励磁机励磁绕组对地绝缘受 损和接地点,并予修复。 4.AVR问题按励磁系统规定查找故障,并予修