故障檢修與技術(shù)維護(hù)

康明斯發(fā)電機(jī)故障檢查和維修方法

 

摘要：在康明斯柴油發(fā)電機(jī)組內(nèi)的眾多零部件和設(shè)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(jī)占據(jù)著除發(fā)動(dòng)機(jī)外的最重要位置。因此，如何在前期便準(zhǔn)確預(yù)測(cè)發(fā)電機(jī)的故障發(fā)生類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(guó)內(nèi)外優(yōu)秀發(fā)電機(jī)維修方法為康明斯用戶帶來(lái)了福音，讓康明斯發(fā)電機(jī)使用壽命和工作效率得到了極大的優(yōu)化。

 

一、發(fā)電機(jī)檢查方法

 

1、永磁機(jī)定轉(zhuǎn)子檢查

（1）永磁機(jī)定子

      永磁機(jī)定子線圈的三個(gè)抽頭可采用歐姆檔檢測(cè)，阻值在4-6歐姆之間，而且抽頭應(yīng)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(jī)轉(zhuǎn)子

      永磁機(jī)轉(zhuǎn)子在電球軸承、軸承座磨損嚴(yán)重時(shí)，會(huì)出現(xiàn)永磁機(jī)轉(zhuǎn)子軸脫落的現(xiàn)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(jī)轉(zhuǎn)子。

2、勵(lì)磁機(jī)定轉(zhuǎn)子檢查

（1）勵(lì)磁機(jī)定子

      勵(lì)磁機(jī)定子線圈可采用歐姆檔檢測(cè)，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(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子

      勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子上安裝有6枚二極管，可采用萬(wàn)用表對(duì)二極管進(jìn)行檢測(cè)。二極管擊穿后，發(fā)電機(jī)輸出電壓不正常。注意這6枚二極管有正負(fù)之分，不能裝錯(cuò)。

3、主定轉(zhuǎn)子檢查

（1）主轉(zhuǎn)子

     其結(jié)構(gòu)如圖2所示。 主轉(zhuǎn)子線圈在匝間絕緣不良或負(fù)載過(guò)高時(shí)會(huì)引起匝間短路現(xiàn)象，此時(shí)絕緣漆有局部剝落或燒黑的現(xiàn)象，此主轉(zhuǎn)子線圈子必須予以報(bào)廢或重繞。這種情況下運(yùn)行，會(huì)出現(xiàn)低負(fù)載時(shí)電壓穩(wěn)定，大負(fù)載時(shí)電球無(wú)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(zhuǎn)子線圈的電阻值在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(xiàn)象，建議對(duì)該電球予以報(bào)廢。

 

圖1    斯坦福發(fā)電機(jī)勵(lì)磁機(jī)定子三維圖

圖2    發(fā)電機(jī)主轉(zhuǎn)子總成結(jié)構(gòu)圖

 

4、絕緣檢查

      普通的就機(jī)檢查一般采用手持式絕緣電阻測(cè)試儀（如圖3所示），專業(yè)發(fā)電機(jī)廠家可采用專業(yè)絕緣測(cè)試系統(tǒng)（如圖4所示）。

（1）在相近試驗(yàn)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(yīng)查明原因，設(shè)法消除。

（2）各相或各分支絕緣電阻值不平衡系數(shù)不應(yīng)大于2。

（3）吸收比或極化指數(shù)：瀝青浸漆及烘卷云母絕緣吸收比應(yīng)不小于1.3或極化指數(shù)不應(yīng)小于1.5；環(huán)氧粉云母絕緣吸收比不應(yīng)小于1.6或極化指數(shù)不應(yīng)小于2.0。

 

圖3    手持絕緣電阻測(cè)試儀

圖4    發(fā)電機(jī)內(nèi)部電阻專業(yè)測(cè)試系統(tǒng)

 

5、泄漏電流測(cè)量

      發(fā)電機(jī)泄漏電流變化曲線如圖5所示，試驗(yàn)接線如圖6所示。

（1） 修前試驗(yàn)施加2.5Un；

（2）各相泄漏電流的差別不應(yīng)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(yàn)結(jié)果比較，不應(yīng)有顯著的變化；

（4）泄漏電流不隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增大。

 

圖5    發(fā)電機(jī)泄漏電流變化曲線

圖6    發(fā)電機(jī)泄漏電流測(cè)量試驗(yàn)接線圖

 

6、定子繞組交流耐壓

      應(yīng)在停機(jī)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(zhuǎn)子氣隙測(cè)量

      沿水平與垂直方向取四點(diǎn)進(jìn)行測(cè)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(cè)量定轉(zhuǎn)子氣隙：

      用千分尺測(cè)量定轉(zhuǎn)子氣隙非常簡(jiǎn)單，只要將千分尺放在定子和轉(zhuǎn)子之間，就可以精確測(cè)量出定轉(zhuǎn)子氣隙的大小。

（2）用鋼尺測(cè)量定轉(zhuǎn)子氣隙：

      用鋼尺測(cè)量定轉(zhuǎn)子氣隙的精度要比用千分尺要高，它可以幫助確定定轉(zhuǎn)子氣隙的精確值。

（3） 用電子游標(biāo)測(cè)量定轉(zhuǎn)子氣隙：

      用電子游標(biāo)測(cè)量定轉(zhuǎn)子氣隙的精度可以達(dá)到0.01毫米，是千分尺和鋼尺無(wú)法比擬的。它可以準(zhǔn)確測(cè)量出定轉(zhuǎn)子氣隙的大小，因此，是電機(jī)定轉(zhuǎn)子氣隙測(cè)量的最佳選擇。

 

圖7    發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子氣隙磁場(chǎng)示意圖

圖8     發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子氣隙偏心

 

二、故障處理

 

1、發(fā)電機(jī)不發(fā)電

（1）檢查自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器及控制器保險(xiǎn)絲是否燒斷。

（2）測(cè)量F+、F-電線是否斷路。

（3）啟動(dòng)柴油機(jī)，測(cè)量PMG發(fā)電機(jī)兩電線是否發(fā)電。

（4）調(diào)整自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器上的電壓。

（5）拆下自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器上的F+，F(xiàn)-電線，用12DC電瓶給磁場(chǎng)供電。

（6）轉(zhuǎn)子二極管壞

2、發(fā)電機(jī)帶載時(shí)電壓下降

（1）調(diào)整自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器的STAB（穩(wěn)定控制旋鈕）。

（2）自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器故障。

（3）勵(lì)磁機(jī)的二極管故障。

（4）發(fā)電機(jī)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。

3、發(fā)電機(jī)空載時(shí)電壓不穩(wěn)定

（1）調(diào)整自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器的STAB（穩(wěn)定控制旋鈕）。

（2）自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器故障。

（3）柴油機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)。

（4）勵(lì)磁機(jī)故障。

4、發(fā)動(dòng)機(jī)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(diào)速器需調(diào)整或其故障。

（4）發(fā)動(dòng)機(jī)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。

（5）發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足。

5、中性線對(duì)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(shì)不等而出現(xiàn)的很低電壓，若電壓在一至數(shù)伏，不會(huì)有危險(xiǎn)，不必處理。

（2）發(fā)電機(jī)繞組有短路或?qū)Φ亟^緣不良，導(dǎo)致電設(shè)備及發(fā)電機(jī)性能變壞，容易發(fā)熱，應(yīng)及時(shí)檢修，以免事故擴(kuò)大。

（3）空載時(shí)中性線對(duì)地?zé)o電壓，而有負(fù)荷時(shí)出現(xiàn)電壓，是由于三相不平衡引起的，應(yīng)調(diào)整三相負(fù)荷使其基本平衡。

6、發(fā)電機(jī)端電壓過(guò)高

（1）與電網(wǎng)并列的發(fā)電機(jī)電網(wǎng)電壓過(guò)高，應(yīng)降低并列的發(fā)電機(jī)的電壓。

（2）勵(lì)磁裝置的故障引起過(guò)勵(lì)磁，應(yīng)及時(shí)檢修勵(lì)磁裝置。

7、定子繞組絕緣擊穿、短路

（1）定子繞組受潮

      對(duì)于長(zhǎng)期停用或經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間檢修的發(fā)電機(jī)、投入運(yùn)行前應(yīng)測(cè)量絕緣電阻，不合格者不準(zhǔn)投入運(yùn)行。受潮發(fā)電機(jī)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(dāng)，造成繞組絕緣擊穿或機(jī)械損傷。應(yīng)按規(guī)定的絕緣等級(jí)選擇絕緣材料，嵌裝繞組及浸漆干燥等要嚴(yán)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(yīng)加強(qiáng)日常的巡視檢查，防止發(fā)電機(jī)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(jī)運(yùn)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(jī)的檢修及預(yù)防性試驗(yàn)，若發(fā)現(xiàn)絕緣不合格，應(yīng)及時(shí)更換有缺陷的繞組絕緣或更換繞組，以延長(zhǎng)發(fā)電機(jī)的使用壽命。

（5）異物進(jìn)入

      發(fā)電機(jī)內(nèi)部進(jìn)入金屬異物，在檢修發(fā)電機(jī)后切勿將金屬物件、零件或工具遺落到定子膛中；綁緊轉(zhuǎn)子的綁扎線、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 線路遭受雷擊，而防雷保護(hù)不完善。應(yīng)完善防雷保護(hù)設(shè)施。

② 誤操作，如在空載時(shí)，將發(fā)電機(jī)電壓升得過(guò)高。應(yīng)嚴(yán)格按操作規(guī)程對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行升壓，防止誤操作。

③ 發(fā)電機(jī)內(nèi)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(yīng)加強(qiáng)繞組絕緣預(yù)防性試驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)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(jī)故障查詢表

 

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