发电机励磁线圈和绕组烧损的预防改进措施
发布时间：2024-04-11 点击：168
发电机励磁线圈和绕组烧损的预防改进措施
根据康明斯公司多年维修数据统计，柴油发电机组上配套使用的发电机，在运行中的故障属励磁线圈和绕组烧坏的电气故障约85%，机构及其他故障约15%，励磁线圈和绕组烧坏的原因多为缺相运行或过载运行、绕组接地及绕组相间或匝间短路。其次是定、转子摩擦、断条等机械方面的原因。这里着重从电气角度分析发电机励磁线圈和绕组烧损的故障原因，并提出相应的处理方法。
励磁线圈横截面图
励磁线圈端面图
一、产生原因分析
根据观察，励磁线圈烧毁事故多数发生在开停机时，只有极少数发生在正常运行中。
（1）开机不当
如开机时先开励磁控制器，间隔较长时间后再开发电机，励磁线圈就会聚集很多热量；或停机误操作，如停机时先停发电机再停直流励磁控制器，此时励磁线圈本身处于热态这二种情况下，因发电机未启动或电机已关闭，电磁转差离合器内外转子不旋转，就会造成励磁线圈冷却散热不畅而烧损。
（2）散热不好
在正常运转时，若遇夏季持续高温，或因粉尘等原因使散热风路部分堵塞，也会造成励磁线圈散热不畅而烧毁。运行中，当发现发电机的机械特性变软，输出无力，转速变慢，若增大励磁电流，转速可上调达到正常转速时，就应注意防止励磁线圈烧毁的故障发生。因为增加励磁电流，励磁电压也相应增加，热态直流电阻剧增，线圈温升增大。机械特性会继续变软，如此恶性循环，使励磁线圈温升超限，继而发生局部匝间短路烧毁。
（3）维护不当
同步发电机的电机和电磁转差离合器二者之间在机械上互不相连，但若维护不当，当粉尘等杂物塞满电机转子和离合器之间的空隙，就造成电机和离合器二者之间事实上的软连接.这样，当开机时，电机就会拖动离合器一起旋转，如果再加上励磁，励磁线圈的铜耗使线圈产生很多热量，从而使线圈温升剧增而烧毁。
二、改进措施
拆除烧损的励磁绕组，按原线径匝数采用高强度聚脂漆包线重新下线，绕组浸漆（常用1032三聚氰胺醇酸树脂漆或1012耐油清漆适用于e级或b级绝缘），经用500伏兆欧表测量，绝缘电阻达100mω以上。参考各类发电机励磁系统，结合具体情况分析原励磁系统设计上的缺陷和不足，我们重新设计了励磁恒压系统。采用单相半波可控整流，整流电压最大值为103v，导通角≤180°。
根据设计计算采用3ct50/500v可控硅代替原3ct10/500v的可控硅，经试运转及电路测量、元件调整，各项指标均符合要求，达到了改进目的。励磁电流为26a，励磁电压为64v，当外负载变化时，瞬态电压调整率≤±25%，瞬态频率调整率≤±8%，电压稳定时间≤1.5s，频率稳定时间≤6s，稳态电压调整率≤±5%，稳态频率调整率≤±6%，电压频率波动率≤±0.6%，接近新品指标。
三、预防控制措施
1、严格控制发电机温升（以气温40℃为基准）不超过50℃。运行中经常以触摸感觉、温度计检测的方式，当发现轴承外圈温度超过95℃、润滑脂有稀释流出现象，或轴承有沙沙磨擦声时，均应立即停车查明原因，排除故障后方可运行。
2、保持调速器良好，稳定发电机转速在1500r/min，使周波达50hz，运行中发现周波有变化，应及时调整柴油机油门稳定周波，并检查调速器是否运行正常。
3、发电机二级保养时斟情更换润滑脂，润滑脂数量应为轴承空隙的1/2～2/3左右。应按使用说明书规定仔细检查轴承，如果滚珠或轴承内、外圈等处出现蓝紫色时，说明轴承受热退火，应注意使用或更换。更换轴承时，轴承内外孔和轴及机体配合应符合规定的过盈量，太松时应在轴承内外圈挂锡，精磨后装配；过紧时应用00号砂纸细心打磨后装配，既防止轴承配合过松打滑、磨擦生热，又防止过紧时减小轴承游隙，增大磨损，增加温升。
4、发电机使用时应尽量使用电设备合理分配，三相功率平衡（其中整流励磁的a相已消耗电力2kw），三相不平衡不应超过20%。尽量使用三相电焊机，使用两相对焊机时应停用其它设备，并间歇对焊。工作中密切注视机体温度，如果温升过高，应立即停机降温。
5、康明斯电机在高温、高湿环境下作业应采取降温和除湿措施，如采用吹风机改善通风条件、间歇运行，使之冷却，控制机体温度不超过90℃，或减轻负载不超过发电机容量的85%，作好发电机顶部密封，防止雨淋。
6、原则上禁止发电机过载使用，特殊情况过载使用时，如使用发电机进行钢筋对焊时，应间歇作业，并严格控制发电机温升，一旦温升过高，应立即停机采用吹风机冷却，待降温后再投入使用。负载发电机最大容量不应超过发电机容量的40%，间断起动发电机间隔时间不应低于1mi n，尽量避免频繁起动。
7、发电机运行中应密切观察励磁电流，若超过额定值时应减轻负载。若调整无效应停机检查励磁绕组是否因绝缘下降（发电机冷态低于2m，热稳定状态低于0.5m）而严重漏电或短路接地，不可强制运行以免造成机器损坏。
8、发电机若长期不用，使用前应将定子采用稳态短路电流法对绕组进行烘干驱潮，当绝缘大于2m以后方可使用。
自重新设计、安装了新的发电机励磁恒压系统，并实施了一系列措施，严格执行操作规程，加强设备管、用、养、修工作，经过一段时间检验，设备状态良好，消除了类似故障。在执行了新的预防措施后，确实改善了技术性能和各项经济指标，充分发挥了设备的使用性能，提高了设备完好率、利用率，保证了施工生产的顺利进行，取得了较好的经济效益。
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根据康明斯公司多年维修数据统计，柴油发电机组上配套使用的发电机，在运行中的故障属励磁线圈和绕组烧坏的电气故障约85%，机构及其他故障约15%，励磁线圈和绕组烧坏的原因多为缺相运行或过载运行、绕组接地及绕组相间或匝间短路。其次是定、转子摩擦、断条等机械方面的原因。这里着重从电气角度分析发电机励磁线圈和绕组烧损的故障原因，并提出相应的处理方法。
励磁线圈横截面图
励磁线圈端面图
一、产生原因分析
根据观察，励磁线圈烧毁事故多数发生在开停机时，只有极少数发生在正常运行中。
（1）开机不当
如开机时先开励磁控制器，间隔较长时间后再开发电机，励磁线圈就会聚集很多热量；或停机误操作，如停机时先停发电机再停直流励磁控制器，此时励磁线圈本身处于热态这二种情况下，因发电机未启动或电机已关闭，电磁转差离合器内外转子不旋转，就会造成励磁线圈冷却散热不畅而烧损。
（2）散热不好
在正常运转时，若遇夏季持续高温，或因粉尘等原因使散热风路部分堵塞，也会造成励磁线圈散热不畅而烧毁。运行中，当发现发电机的机械特性变软，输出无力，转速变慢，若增大励磁电流，转速可上调达到正常转速时，就应注意防止励磁线圈烧毁的故障发生。因为增加励磁电流，励磁电压也相应增加，热态直流电阻剧增，线圈温升增大。机械特性会继续变软，如此恶性循环，使励磁线圈温升超限，继而发生局部匝间短路烧毁。
（3）维护不当
同步发电机的电机和电磁转差离合器二者之间在机械上互不相连，但若维护不当，当粉尘等杂物塞满电机转子和离合器之间的空隙，就造成电机和离合器二者之间事实上的软连接.这样，当开机时，电机就会拖动离合器一起旋转，如果再加上励磁，励磁线圈的铜耗使线圈产生很多热量，从而使线圈温升剧增而烧毁。
二、改进措施
拆除烧损的励磁绕组，按原线径匝数采用高强度聚脂漆包线重新下线，绕组浸漆（常用1032三聚氰胺醇酸树脂漆或1012耐油清漆适用于e级或b级绝缘），经用500伏兆欧表测量，绝缘电阻达100mω以上。参考各类发电机励磁系统，结合具体情况分析原励磁系统设计上的缺陷和不足，我们重新设计了励磁恒压系统。采用单相半波可控整流，整流电压最大值为103v，导通角≤180°。
根据设计计算采用3ct50/500v可控硅代替原3ct10/500v的可控硅，经试运转及电路测量、元件调整，各项指标均符合要求，达到了改进目的。励磁电流为26a，励磁电压为64v，当外负载变化时，瞬态电压调整率≤±25%，瞬态频率调整率≤±8%，电压稳定时间≤1.5s，频率稳定时间≤6s，稳态电压调整率≤±5%，稳态频率调整率≤±6%，电压频率波动率≤±0.6%，接近新品指标。
三、预防控制措施
1、严格控制发电机温升（以气温40℃为基准）不超过50℃。运行中经常以触摸感觉、温度计检测的方式，当发现轴承外圈温度超过95℃、润滑脂有稀释流出现象，或轴承有沙沙磨擦声时，均应立即停车查明原因，排除故障后方可运行。
2、保持调速器良好，稳定发电机转速在1500r/min，使周波达50hz，运行中发现周波有变化，应及时调整柴油机油门稳定周波，并检查调速器是否运行正常。
3、发电机二级保养时斟情更换润滑脂，润滑脂数量应为轴承空隙的1/2～2/3左右。应按使用说明书规定仔细检查轴承，如果滚珠或轴承内、外圈等处出现蓝紫色时，说明轴承受热退火，应注意使用或更换。更换轴承时，轴承内外孔和轴及机体配合应符合规定的过盈量，太松时应在轴承内外圈挂锡，精磨后装配；过紧时应用00号砂纸细心打磨后装配，既防止轴承配合过松打滑、磨擦生热，又防止过紧时减小轴承游隙，增大磨损，增加温升。
4、发电机使用时应尽量使用电设备合理分配，三相功率平衡（其中整流励磁的a相已消耗电力2kw），三相不平衡不应超过20%。尽量使用三相电焊机，使用两相对焊机时应停用其它设备，并间歇对焊。工作中密切注视机体温度，如果温升过高，应立即停机降温。
5、康明斯电机在高温、高湿环境下作业应采取降温和除湿措施，如采用吹风机改善通风条件、间歇运行，使之冷却，控制机体温度不超过90℃，或减轻负载不超过发电机容量的85%，作好发电机顶部密封，防止雨淋。
6、原则上禁止发电机过载使用，特殊情况过载使用时，如使用发电机进行钢筋对焊时，应间歇作业，并严格控制发电机温升，一旦温升过高，应立即停机采用吹风机冷却，待降温后再投入使用。负载发电机最大容量不应超过发电机容量的40%，间断起动发电机间隔时间不应低于1mi n，尽量避免频繁起动。
7、发电机运行中应密切观察励磁电流，若超过额定值时应减轻负载。若调整无效应停机检查励磁绕组是否因绝缘下降（发电机冷态低于2m，热稳定状态低于0.5m）而严重漏电或短路接地，不可强制运行以免造成机器损坏。
8、发电机若长期不用，使用前应将定子采用稳态短路电流法对绕组进行烘干驱潮，当绝缘大于2m以后方可使用。
自重新设计、安装了新的发电机励磁恒压系统，并实施了一系列措施，严格执行操作规程，加强设备管、用、养、修工作，经过一段时间检验，设备状态良好，消除了类似故障。在执行了新的预防措施后，确实改善了技术性能和各项经济指标，充分发挥了设备的使用性能，提高了设备完好率、利用率，保证了施工生产的顺利进行，取得了较好的经济效益。
柴油发电机组的应用及特点
康明斯柴油机正常的电启动程序
涡轮增压器涡轮进口温度一般在多少
东风康明斯发电机组由于缺电导致电荒的发生
如何检测康明斯发电机冷却液/防冻剂的浓度？
柴油发电机组正常工作时对水温有什么要求？
玉柴柴油发电机组涡轮增压器有4个关键优势
沃尔沃柴油发电机组长期不更换机油有什么危害？