7.硅鋼片鐵心的無刷三相交流發(fā)電機(jī)毎次開機(jī)時(shí)，必須充磁才能發(fā)電

無刷三相交流發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)中為了利用硅鋼片磁化性能好的特點(diǎn)，也為了提高發(fā)電機(jī)定、 轉(zhuǎn)子鐵心材料的利用率，主機(jī)和交流勵(lì)磁機(jī)的定、轉(zhuǎn)子鐵心已普遍采用硅鋼片。但硅鋼片鐵心的無刷發(fā)電機(jī)的剩磁磁場(chǎng)幾乎為零，發(fā)電機(jī)每次由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)至額定轉(zhuǎn)速時(shí)，不會(huì)自勵(lì)建 立電壓。為此常在交流勵(lì)磁機(jī)定子的少數(shù)磁極鐵心中鑲?cè)胗谰么配?，作為無刷發(fā)電機(jī)的剩磁 磁場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)起勵(lì)建立電壓。

（1） 故障現(xiàn)象。發(fā)電機(jī)由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)至額定轉(zhuǎn)速，且磁場(chǎng)變阻器或電位器旋鈕已往“電 壓升”方向調(diào)至最大位置，發(fā)電機(jī)仍無輸出電壓或輸出電壓極低。

（2） 原因分析

①發(fā)電機(jī)磁鋼失磁或自然退磁。

②發(fā)電機(jī)大修時(shí)，接線錯(cuò)誤使磁鋼去磁，比如把圖3-220b無刷三相交流發(fā)電機(jī)電路中 雙點(diǎn)畫線框I或II兩部分電路接錯(cuò)，I中把AVR輸出端子F+接到勵(lì)磁機(jī)定子主勵(lì)磁繞組 的E2端，F(xiàn)-接到E1端，且把旋轉(zhuǎn)整流器直流側(cè)正端接到轉(zhuǎn)子繞組F2端，直流側(cè)負(fù)端接 到F1端（大修前圖3-220a與此相反），這樣加給交流勵(lì)磁機(jī)定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組的直流電 壓極性與原來相反，繞組中電流方向也相反，所產(chǎn)生的勵(lì)磁磁場(chǎng)方向與磁鋼磁性方向相反， 使磁鋼去磁。I或Ⅱ任何一處接錯(cuò)都會(huì)造成去磁效應(yīng)。

（3） 處理方法

①對(duì)已經(jīng)失磁的磁鋼進(jìn)行充磁，可采用蓄電池或其他直流電源充磁。直流電源電壓一般 為12?24V，通電時(shí)間應(yīng)以短暫通斷開始，再慢慢增加通電時(shí)間，以發(fā)電機(jī)能起勵(lì)建立電壓 為限。

②發(fā)電機(jī)維護(hù)或大修時(shí)，要認(rèn)清從AVR端子F+、F-到交流勵(lì)磁機(jī)定子繞組兩端接線標(biāo)志及旋轉(zhuǎn)整流器直流側(cè)正、負(fù)端到轉(zhuǎn)子繞組兩端的接線標(biāo)志（或標(biāo)號(hào)），以免大修后接線 錯(cuò)誤。此外，還町用儀表檢測(cè)來鑒別AVR到E1E2接線的正確與否，即在圖3-220中拆開交流勵(lì)磁機(jī)定子繞組線端E1與AVR中F+的接點(diǎn)，串接上里程為5A的直流電流表。串接 時(shí)該電流表的接線“-”端子與E1相接，“ + ”端子與F+的輸出端相接。起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)，使發(fā)電機(jī)接近額定轉(zhuǎn)速，此時(shí)若電流表表針向右擺，說明接線正確，若表針向左擺，說明大修 后接線錯(cuò)誤，應(yīng)對(duì)調(diào)交流勵(lì)磁機(jī)定子繞組線端與F+的連接。更正AVR到勵(lì)磁機(jī)定子繞組線端接線后，若發(fā)電機(jī)還不發(fā)電，那就是Ⅱ部分接錯(cuò)，應(yīng)對(duì)調(diào)轉(zhuǎn)子繞組兩端到旋轉(zhuǎn)整流器直 流側(cè)正、負(fù)端的接線。

8.可控硅勵(lì)磁三相交流發(fā)電機(jī)不能發(fā)電

可控硅勵(lì)磁二相交流發(fā)電機(jī)接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，由于副繞組的剩磁電壓低（一般為額定電壓1%?2%）,可控硅不導(dǎo)通，不能供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，使發(fā)電機(jī)起勵(lì)建立電壓。因此， 必須采用起勵(lì)電路，供給發(fā)電機(jī)初始勵(lì)磁電流，使發(fā)電機(jī)逐步建立電壓。若起勵(lì)電路發(fā)生故 障，則發(fā)電機(jī)電壓建齊不起來。起勵(lì)電路如圖3-221所示。它利用發(fā)電機(jī)定子副繞組的剩磁 電壓進(jìn)行起勵(lì)。閽3-221a是用二極管VI）代替其中的.一只可控硅。當(dāng)按起勵(lì)按鈕，電壓繼 電器KM觸點(diǎn)接通，剩磁電壓通過VD和其他兩只二極管組成的整流電路整流后，供給起 勵(lì)電流。圖3-221b中當(dāng)起勵(lì)按鈕按下時(shí)，電壓繼電器KM觸點(diǎn)接通，利用剩磁電壓使可控硅VS導(dǎo)通，供給發(fā)電機(jī)起勵(lì)電流，使發(fā)電機(jī)建壓。

(1)故障現(xiàn)象

①按起勵(lì)按鈕，發(fā)電機(jī)不能起勵(lì)建立電壓。

②按起勵(lì)按鈕，發(fā)電機(jī)能起勵(lì)建立電壓，但一放開按鈕，電壓又消失。

(2)原因分析

①按起勵(lì)按鈕，發(fā)電機(jī)不能起勵(lì)建立電壓的原因主要有：

a.發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速太低。

b.剩磁電壓太低(低于1. 5V)。

e.起勵(lì)線路接觸不良，阻斷勵(lì)磁電流。

d.二極管VD損壞(斷路 > 或正、負(fù)極接反，阻斷勵(lì)磁電流通過。

②按起勵(lì)按鈕，發(fā)電機(jī)能起勵(lì)建壓，但一放開起勵(lì)按鈕，電壓又消失，其原因主要有:

a.起勵(lì)電壓繼電器整定電壓值太低。為防止起勵(lì)時(shí)過壓，一般起勵(lì)繼電器操作回路串聯(lián)有常閉觸點(diǎn)，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓升至50%左右額定電壓時(shí)，將繼電器觸點(diǎn)斷開。若繼電器整定值太低，發(fā)電機(jī)建立電壓過低，不能使可控硅觸發(fā)電路正常工作作，可控硅不導(dǎo)通，則起勵(lì) 按鈕一放開，起勵(lì)電流消失時(shí)，發(fā)電機(jī)電壓即消失。

b.勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的電壓整定電位器阻值整定過小，使發(fā)電機(jī)建立電壓太低，同樣不能使可控硅觸發(fā)電路正常工作，則起勵(lì)按鈕一放開，發(fā)電機(jī)電壓即消失。

(3)處理方法

①按起勵(lì)按鈕，不能起勵(lì)建立電壓的故障處理方法

a.提高發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，使之達(dá)到或略高于額定轉(zhuǎn)速，頻率表指示大于45Hz。

b.提高發(fā)電機(jī)副繞組剩磁電壓，其方法有：適當(dāng)提高發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，在轉(zhuǎn)子兩端接入蓄電池或直流電源充磁。

c.用萬用表檢査二極管正、負(fù)極是否接錯(cuò)，若接錯(cuò)應(yīng)更正。檢測(cè)二極管是否損壞，損 壞的應(yīng)更換。

②按起勵(lì)按鈕，發(fā)電機(jī)能起勵(lì)建立電壓，但一放開起勵(lì)按鈕，電壓又消失的故障處理

方法

a-提高起勵(lì)電壓繼電器的整定值(但不要大于75%發(fā)電機(jī)額定電壓〉。

b.增大勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的電壓整定電位器阻值，但要注意不能增加過多，因?yàn)樽柚翟酱螅?建立的電壓越髙，會(huì)使發(fā)電機(jī)嚴(yán)重過壓。

9三次諧波勵(lì)磁三相交流發(fā)電機(jī)每次開機(jī)時(shí)，必須加負(fù)載才能發(fā)電

(1)故障現(xiàn)象。發(fā)電機(jī)由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)已達(dá)額定轉(zhuǎn)速，即使轉(zhuǎn)速再升高，且磁場(chǎng)變阻器或電位器已向“電壓升”方向調(diào)到最大，發(fā)電機(jī)仍不能起勵(lì)建立電壓，只有加上負(fù)載時(shí)電壓才能建立起來。停機(jī)后再起動(dòng)，情況依然如此。

(2)原因分析

①該發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子最大氣隙與最小氣隙之比δm/δ肯定等于或大于1.5,此對(duì)于三次 諧波勵(lì)磁三相交流發(fā)電機(jī)，空載時(shí)轉(zhuǎn)子主磁場(chǎng)中三次諧波含量極少，三次諧波繞組中感應(yīng)電 壓極小。但一加上負(fù)載，轉(zhuǎn)子主磁場(chǎng)中的三次諧波含量就大大增加，容易使三次諧波繞組感 應(yīng)電壓大大增加，可增大發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組勵(lì)磁電流，使發(fā)電機(jī)起勵(lì)建立電壓。

②發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子最大氣隙與最小氣隙之比δm/δ等于或大于1.5的結(jié)構(gòu)，若定子副繞組僅是單相三次諧波繞組，匝數(shù)又太多，其繞組感抗大，單相三次諧波繞組中感應(yīng)的微弱電壓，不足以導(dǎo)通單相整流橋組，發(fā)電機(jī)無法起勵(lì)建立電壓。加上負(fù)載時(shí)，轉(zhuǎn)子主磁場(chǎng)中的三 次諧波含量大大增加，在三次諧波繞組中感應(yīng)的電壓增大，可增大發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組勵(lì)磁電流，使發(fā)電機(jī)起勵(lì)建立電壓。

(3)處理方法

①按本節(jié)第4例方法，在轉(zhuǎn)子鐵心表面1/2極靴寬度(l/2bp )范圍內(nèi)磨削0.15? 0.20mm。先磨削中央處δΔ=0. 15?0. 20mm,再向兩邊磨削(量漸減)，至l/2bp邊沿處與 原極弧面相切(見圖3-219)。這樣磨削的效果相當(dāng)于減小δm/δ,增強(qiáng)轉(zhuǎn)子主磁場(chǎng)中三次諧 波含量。

②把單相三次諧波副繞組改為三相三次諧波副繞組+三相基波副繞組，其繞組嵌線展開圖見圖3-87。這樣做有兩點(diǎn)好處：一改為三相三次諧波副繞組，每相串聯(lián)匝數(shù)少，繞組感 抗小，且三相整流橋組整流系數(shù)大，大大增強(qiáng)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流；二基波副繞組嵌線節(jié)距大（一 般與主繞組相同），匝數(shù)很少，依靠發(fā)電機(jī)剩磁，每匝感應(yīng)電壓較高，與三次諧波副繞組串聯(lián)，更容易導(dǎo)通整流橋組，增大轉(zhuǎn)子繞組勵(lì)磁電流，使發(fā)電機(jī)容易起勵(lì)建立電壓。

10.三次諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)可起勵(lì)建立電壓，但建立電壓慢，增加三次諧波繞組匝數(shù)后不能發(fā)電

(1)故障現(xiàn)象。未增加諧波繞組匝數(shù)前，發(fā)電機(jī)還可起勵(lì)建立電壓，只是建立電壓較慢、固有調(diào)壓率較差，即從空載到滿載電壓變化較大。增加三次諧波繞組匝數(shù)，適當(dāng)改善調(diào)壓率，但卻造成空載不能建立電壓。

(2)原因分析。該發(fā)電機(jī)原來自勵(lì)建立電壓較慢，諧波繞組匝數(shù)增加后，繞組感抗增大，依靠轉(zhuǎn)子剩磁磁場(chǎng)，三次諧波繞組感應(yīng)的電壓被繞組增大的感抗抵消，不足以使整流橋組導(dǎo)通，發(fā)電機(jī)不能起勵(lì)建立電壓。

(3)處理方法。把單相三次諧波副繞組改為三相三次諧波副繞組，其繞組嵌線展開圖見圖3-87中的Su、Sv、Sw三相諧波繞組，這樣三相三次諧波副繞組總匝數(shù)增加，有利于改善調(diào)壓率；每相串聯(lián)匝數(shù)少，繞組感抗小，且三相整流橋組整流系數(shù)大，大大增強(qiáng)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流，使發(fā)電機(jī)容易起勵(lì)建立電壓。

11.運(yùn)行中三相交流發(fā)電機(jī)電壓突然消失

(1)故障現(xiàn)象。發(fā)電機(jī)按額定轉(zhuǎn)速，接近額定電壓、滿載連續(xù)運(yùn)行中，端電壓突然消失。

(2)原因分析

①勵(lì)磁回路斷線或短路。當(dāng)回路中任一連接線斷線或接點(diǎn)松脫時(shí)，勵(lì)磁電流隨之消失， 勵(lì)磁機(jī)或發(fā)電機(jī)主磁場(chǎng)消失，定子繞組或電樞繞組無切割磁力線，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)無電壓輸出。

各類發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁回路中勵(lì)磁繞組以外的電路連接線或電接點(diǎn)之間發(fā)生短路時(shí)，勵(lì)磁電流無法流經(jīng)勵(lì)磁繞組輸出，主磁場(chǎng)消失，定子繞組或電樞繞組無切割磁力線，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)電壓消失。

②大氣雷擊。雷擊導(dǎo)致發(fā)電機(jī)定子繞組或勵(lì)磁機(jī)電樞繞組絕緣對(duì)地?fù)舸妷合А?

③發(fā)電機(jī)機(jī)端或負(fù)載端三相突然短路，繞組內(nèi)部形成環(huán)流，無電壓輸出。

④勵(lì)磁回路中整流器擊穿，導(dǎo)致勵(lì)磁回路斷路，發(fā)電機(jī)電壓消失。

（3）處理方法

①用萬用表檢査勵(lì)磁回路，査找斷路處，并予以接通；査找短路點(diǎn)，予以處理。斷路、 短路無法修復(fù)的，應(yīng)更換繞組。

②雷擊造成的絕緣對(duì)地?fù)舸┑睦@組，應(yīng)拆卸繞組，按有關(guān)技術(shù)要求重新進(jìn)行繞線、嵌線 和接線。各類發(fā)電機(jī)繞組的重繞、嵌線、接線分別按第三節(jié)“四?五”方法進(jìn)行。

③用萬用表查找三相短路點(diǎn)，并予以分離，并采取嚴(yán)格的相間及相對(duì)地絕緣處理措施。 機(jī)端短路發(fā)生部位在定子端部到出線接線板接線端子之間，先在U、V、W、N引線包扎聚 酯薄膜或0. 15X20黃玻璃漆布帶，外套絕緣管。再用電橋測(cè)量、三相繞組電阻Ruv、Rvw、 Rwu.若出現(xiàn)電阻為0,說明被測(cè)的兩相線端短路，應(yīng)拆開端部找出短路部位，包括以上絕 緣材料，外套絕緣管。若短路發(fā)生在機(jī)端接線板部位，說明該接線板已老化或嚴(yán)重潮濕，應(yīng)更換。

④用萬用表檢測(cè)勵(lì)磁回路中各硅整流二極管的正、反向電阻，凡正向電阻為∞，反向電阻為0的均已斷路或短路，應(yīng)換上同型號(hào)、規(guī)格的元件。

12.三相交流發(fā)電機(jī)充磁時(shí)能起勵(lì)建立電壓，一脫離充磁，電壓又消失

（1） 故障現(xiàn)象。發(fā)電機(jī)經(jīng)長(zhǎng)途運(yùn)輸顛震，或輕度雷擊及其他原因而失磁需進(jìn)行充磁，充 磁過程能起勵(lì)升壓，但一脫離充磁，電壓又消失。

（2） 原因分析?？偟脑蚴浅浯欧椒ㄥe(cuò)誤，各類發(fā)電機(jī)充磁方法錯(cuò)誤大體有以下幾種：

①有刷三相交流發(fā)電機(jī)充磁時(shí)把充磁電源正端接轉(zhuǎn)子繞組F1端（或與其連接的滑環(huán)）， 負(fù)端接F1端（或與其連接的滑環(huán)），見圖3-214b。

②無刷三相交流發(fā)電機(jī)（帶交流勵(lì)磁機(jī)）充磁時(shí)正確電路見圖3-215。如果把充磁電源 正端接AVR輸出端F-或勵(lì)磁機(jī)定子繞組線端E2,充磁電源負(fù)端接AVR輸出端F+或定子 繞組線端E1。充磁過程有電壓上揚(yáng)，但由于此時(shí)交流勵(lì)磁機(jī)定子磁極繞組中勵(lì)磁電流方向 與AVR輸出電流方向相反，充磁直流電源一脫離，電壓必然消失。

③直流勵(lì)磁機(jī)充磁電路見圖3-216。當(dāng)充磁電源方向相反，即充磁電源正端接定子主磁極繞組線端F2,充磁電源負(fù)端接定子主磁極繞組線端F1，其輸出有以下兩種之一：

a-瞬時(shí)充磁，充磁過程有電壓上揚(yáng)，但由于充磁方向與定子主磁極剩磁場(chǎng)方向相反， 充磁電源一脫離，電壓就消失。

b.持續(xù)充磁.在定子主磁極中持續(xù)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向抵消并改變了剩磁場(chǎng)方向，使原來 的N極變成S極，原來的S極變成N極，這樣，電樞繞組由改變后的磁場(chǎng)方向感應(yīng)的電勢(shì) 方向與原來方向相反，經(jīng)換向器、電刷輸出的電壓“ + ”、“-”端隨之改變，使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子 繞組勵(lì)磁電流方向相反，定子三相繞組感應(yīng)的三相電壓相序由正相序變?yōu)榉聪嘈?，這對(duì)三相電動(dòng)機(jī)負(fù)載設(shè)備及發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行都是不適用的，甚至?xí)l(fā)事故。

（3） 處理方法

①有刷三相交流發(fā)電機(jī)的正確充磁方法詳見圖3-214a及有關(guān)說明。

②無刷2相交流發(fā)電機(jī)（帶交流勵(lì)磁機(jī)）的正確充磁方法，詳見圖3-215及有關(guān)說明。

③直流勵(lì)磁機(jī)的正確充磁方法詳見圖3-216及有關(guān)說明。

13.電抗變流復(fù)合式相復(fù)勵(lì)三相交流發(fā)電機(jī)運(yùn)行中電壓突然下跌，停機(jī)后再驅(qū)動(dòng)發(fā)電 機(jī)，不能發(fā)電

（1）故障現(xiàn)象。發(fā)電機(jī)使用時(shí)間較長(zhǎng)?運(yùn)行中電壓突然下跌至300V左右，停機(jī)后由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)至空載轉(zhuǎn)速（ 1545?1575r/min），但不能建立電壓，加大電抗器氣隙還是不能發(fā)電。

(2)原因分析?？偟氖莿?lì)磁回路交流側(cè)三相電路發(fā)生一相斷線，圖3-222雙點(diǎn)畫線框是 電抗變流復(fù)合式相復(fù)勵(lì)三相交流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路交流側(cè)電路，其中電氣接點(diǎn)有3處：定子三相副繞組星形連接點(diǎn)；接線排上所有接點(diǎn)； 三相整流橋組上的交流端接點(diǎn)，其中任一處、任—相出現(xiàn)斷線均會(huì)發(fā)生這種故障。