故障檢修與技術維護

康明斯發電機故障檢查和維修方法

 

摘要：在康明斯柴油發電機組內的眾多零部件和設備總成來說，康明斯公司生產的斯坦福交流發電機占據著除發動機外的最重要位置。因此，如何在前期便準確預測發電機的故障發生類型和幾率是保證后期能快速排出故障的關鍵。本文中列舉的國內外優秀發電機維修方法為康明斯用戶帶來了福音，讓康明斯發電機使用壽命和工作效率得到了極大的優化。

 

一、發電機檢查方法

 

1、永磁機定轉子檢查

（1）永磁機定子

      永磁機定子線圈的三個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，定子線圈損壞一般采用重繞線圈的方式予以檢修，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，會出現永磁機轉子軸脫落的現象，此時必須將電球的軸承，軸承座予以換新（軸承座也可進行鑲套檢修），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

      勵磁機定子線圈可采用歐姆檔檢測，阻值一般在12-30歐姆之間，而且線圈必須與地絕緣。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，可采用萬用表對二極管進行檢測。二極管擊穿后，發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。 主轉子線圈在匝間絕緣不良或負載過高時會引起匝間短路現象，此時絕緣漆有局部剝落或燒黑的現象，此主轉子線圈子必須予以報廢或重繞。這種情況下運行，會出現低負載時電壓穩定，大負載時電球無電壓輸出。

（2）主定子

      主定子線圈的電阻值在0.2-0.5歐姆之間，主轉子線圈的電阻值在1.0-2.0歐姆之間，主定子的硅鋼若發生擊穿或燒熔的現象，建議對該電球予以報廢。

 

圖1    斯坦福發電機勵磁機定子三維圖

圖2    發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），專業發電機廠家可采用專業絕緣測試系統（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，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。

 

圖3    手持絕緣電阻測試儀

圖4    發電機內部電阻專業測試系統

 

5、泄漏電流測量

      發電機泄漏電流變化曲線如圖5所示，試驗接線如圖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，不應有顯著的變化；

（4）泄漏電流不隨時間的延長而增大。

 

圖5    發電機泄漏電流變化曲線

圖6    發電機泄漏電流測量試驗接線圖

 

6、定子繞組交流耐壓

      應在停機后清除污穢前熱狀態下進行，分相施加電壓1.5Un，1分鐘通過。

7、定轉子氣隙測量

      沿水平與垂直方向取四點進行測量，其氣隙磁場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。

 

圖7    發電機定轉子氣隙磁場示意圖

圖8     發電機轉子氣隙偏心

 

二、故障處理

 

1、發電機不發電

（1）檢查自動電壓調節器及控制器保險絲是否燒斷。

（2）測量F+、F-電線是否斷路。

（3）啟動柴油機，測量PMG發電機兩電線是否發電。

（4）調整自動電壓調節器上的電壓。

（5）拆下自動電壓調節器上的F+，F-電線，用12DC電瓶給磁場供電。

（6）轉子二極管壞

2、發電機帶載時電壓下降

（1）調整自動電壓調節器的STAB（穩定控制旋鈕）。

（2）自動電壓調節器故障。

（3）勵磁機的二極管故障。

（4）發電機超負荷運轉。

3、發電機空載時電壓不穩定

（1）調整自動電壓調節器的STAB（穩定控制旋鈕）。

（2）自動電壓調節器故障。

（3）柴油機轉速不穩。

（4）勵磁機故障。

4、發動機帶載時頻率下降

（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）發動機超負荷運轉。

（5）發動機動力不足。

5、中性線對地有異常電壓

（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，不會有危險，不必處理。

（2）發電機繞組有短路或對地絕緣不良，導致電設備及發電機性能變壞，容易發熱，應及時檢修，以免事故擴大。

（3）空載時中性線對地無電壓，而有負荷時出現電壓，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、發電機端電壓過高

（1）與電網并列的發電機電網電壓過高，應降低并列的發電機的電壓。

（2）勵磁裝置的故障引起過勵磁，應及時檢修勵磁裝置。

7、定子繞組絕緣擊穿、短路

（1）定子繞組受潮

      對于長期停用或經較長時間檢修的發電機、投入運行前應測量絕緣電阻，不合格者不準投入運行。受潮發電機要進行烘干處理。

（2）質量原因

      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行。

（3）繞組過熱

      絕緣過熱后會使絕緣性能降低，有時在高溫下會很快造成絕緣擊穿。應加強日常的巡視檢查，防止發電機各部分發生過熱而損壞繞組絕緣。

（4）絕緣老化

      一般發電機運行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。要做好發電機的檢修及預防性試驗，若發現絕緣不合格，應及時更換有缺陷的繞組絕緣或更換繞組，以延長發電機的使用壽命。

（5）異物進入

      發電機內部進入金屬異物，在檢修發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、緊固端部零件，以不致發生由于離心力作用而松脫。

（6）過大電壓擊穿：

① 線路遭受雷擊，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，將發電機電壓升得過高。應嚴格按操作規程對發電機進行升壓，防止誤操作。

③ 發電機內部過電壓，包括操作過電壓、弧光接地過電壓和諧振過電壓等，應加強繞組絕緣預防性試驗，及時發現和消除定子繞組絕緣中存在的缺陷。

表1    康明斯（斯坦福）交流發電機故障查詢表

 

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