康明斯动力设备（深圳）有限公司

 

故障检修与技术维护

康明斯发电机故障检查和维修方法

 

摘要：在康明斯柴油发电机组内的众多零部件和设备总成来说，康明斯公司生产的斯坦福交流发电机占据着除发动机外的最重要位置。因此，如何在前期便准确预测发电机的故障发生类型和几率是保证后期能快速排出故障的关键。本文中列举的国内外优秀发电机维修方法为康明斯用户带来了福音，让康明斯发电机使用寿命和工作效率得到了极大的优化。

 

一、发电机检查方法

 

1、永磁机定转子检查

（1）永磁机定子

      永磁机定子线圈的三个抽头可采用欧姆档检测，阻值在4-6欧姆之间，而且抽头应与地绝缘，定子线圈损坏一般采用重绕线圈的方式予以检修，也可予以全部换新。

（2）永磁机转子

      永磁机转子在电球轴承、轴承座磨损严重时，会出现永磁机转子轴脱落的现象，此时必须将电球的轴承，轴承座予以换新（轴承座也可进行镶套检修），并更换新的永磁机转子。

2、励磁机定转子检查

（1）励磁机定子

      励磁机定子线圈可采用欧姆档检测，阻值一般在12-30欧姆之间，而且线圈必须与地绝缘。其外形三维图如图1所示。

（2）励磁机转子

      励磁机转子上安装有6枚二极管，可采用万用表对二极管进行检测。二极管击穿后，发电机输出电压不正常。注意这6枚二极管有正负之分，不能装错。

3、主定转子检查

（1）主转子

     其结构如图2所示。 主转子线圈在匝间绝缘不良或负载过高时会引起匝间短路现象，此时绝缘漆有局部剥落或烧黑的现象，此主转子线圈子必须予以报废或重绕。这种情况下运行，会出现低负载时电压稳定，大负载时电球无电压输出。

（2）主定子

      主定子线圈的电阻值在0.2-0.5欧姆之间，主转子线圈的电阻值在1.0-2.0欧姆之间，主定子的硅钢若发生击穿或烧熔的现象，建议对该电球予以报废。

 

图1    斯坦福发电机励磁机定子三维图

图2    发电机主转子总成结构图

 

4、绝缘检查

      普通的就机检查一般采用手持式绝缘电阻测试仪（如图3所示），专业发电机厂家可采用专业绝缘测试系统（如图4所示）。

（1）在相近试验条件（温度、湿度）下，绝缘电阻值降低到历年正常值的1/3 以下时，应查明原因，设法消除。

（2）各相或各分支绝缘电阻值不平衡系数不应大于2。

（3）吸收比或极化指数：沥青浸漆及烘卷云母绝缘吸收比应不小于1.3或极化指数不应小于1.5；环氧粉云母绝缘吸收比不应小于1.6或极化指数不应小于2.0。

 

图3    手持绝缘电阻测试仪

图4    发电机内部电阻专业测试系统

 

5、泄漏电流测量

      发电机泄漏电流变化曲线如图5所示，试验接线如图6所示。

（1） 修前试验施加2.5Un；

（2）各相泄漏电流的差别不应大于最小值的100％；

（3）最大泄漏电流在20μA以下者，相间差值与历次试验结果比较，不应有显著的变化；

（4）泄漏电流不随时间的延长而增大。

 

图5    发电机泄漏电流变化曲线

图6    发电机泄漏电流测量试验接线图

 

6、定子绕组交流耐压

      应在停机后清除污秽前热状态下进行，分相施加电压1.5Un，1分钟通过。

7、定转子气隙测量

      沿水平与垂直方向取四点进行测量，其气隙磁场和气隙偏心示意图分别如图5和图6所示。

（1） 用千分尺测量定转子气隙：

      用千分尺测量定转子气隙非常简单，只要将千分尺放在定子和转子之间，就可以精确测量出定转子气隙的大小。

（2）用钢尺测量定转子气隙：

      用钢尺测量定转子气隙的精度要比用千分尺要高，它可以帮助确定定转子气隙的精确值。

（3） 用电子游标测量定转子气隙：

      用电子游标测量定转子气隙的精度可以达到0.01毫米，是千分尺和钢尺无法比拟的。它可以准确测量出定转子气隙的大小，因此，是电机定转子气隙测量的最佳选择。

 

图5    发电机定转子气隙磁场示意图

图6     发电机转子气隙偏心

 

二、故障处理

 

1、发电机不发电

（1）检查自动电压调节器及控制器保险丝是否烧断。

（2）测量F+、F-电线是否断路。

（3）启动柴油机，测量PMG发电机两电线是否发电。

（4）调整自动电压调节器上的电压。

（5）拆下自动电压调节器上的F+，F-电线，用12DC电瓶给磁场供电。

（6）转子二极管坏

2、发电机带载时电压下降

（1）调整自动电压调节器的STAB（稳定控制旋钮）。

（2）自动电压调节器故障。

（3）励磁机的二极管故障。

（4）发电机超负荷运转。

3、发电机空载时电压不稳定

（1）调整自动电压调节器的STAB（稳定控制旋钮）。

（2）自动电压调节器故障。

（3）柴油机转速不稳。

（4）励磁机故障。

4、发动机带载时频率下降

（1）柴油油管是否堵塞。

（2）柴油或空气滤清器堵塞。

（3）调速器需调整或其故障。

（4）发动机超负荷运转。

（5）发动机动力不足。

5、中性线对地有异常电压

（1）正常情况下，由于高次谐波影响或制造工艺等原因造成各磁极下的气隙不均、磁势不等而出现的很低电压，若电压在一至数伏，不会有危险，不必处理。

（2）发电机绕组有短路或对地绝缘不良，导致电设备及发电机性能变坏，容易发热，应及时检修，以免事故扩大。

（3）空载时中性线对地无电压，而有负荷时出现电压，是由于三相不平衡引起的，应调整三相负荷使其基本平衡。

6、发电机端电压过高

（1）与电网并列的发电机电网电压过高，应降低并列的发电机的电压。

（2）励磁装置的故障引起过励磁，应及时检修励磁装置。

7、定子绕组绝缘击穿、短路

（1）定子绕组受潮

      对于长期停用或经较长时间检修的发电机、投入运行前应测量绝缘电阻，不合格者不准投入运行。受潮发电机要进行烘干处理。

（2）质量原因

      绕组本身缺陷或检修工艺不当，造成绕组绝缘击穿或机械损伤。应按规定的绝缘等级选择绝缘材料，嵌装绕组及浸漆干燥等要严格按工艺要求进行。

（3）绕组过热

      绝缘过热后会使绝缘性能降低，有时在高温下会很快造成绝缘击穿。应加强日常的巡视检查，防止发电机各部分发生过热而损坏绕组绝缘。

（4）绝缘老化

      一般发电机运行15~20年以上，其绕组绝缘老化，电气性能变化，甚至使绝缘击穿。要做好发电机的检修及预防性试验，若发现绝缘不合格，应及时更换有缺陷的绕组绝缘或更换绕组，以延长发电机的使用寿命。

（5）异物进入

      发电机内部进入金属异物，在检修发电机后切勿将金属物件、零件或工具遗落到定子膛中；绑紧转子的绑扎线、紧固端部零件，以不致发生由于离心力作用而松脱。

（6）过大电压击穿：

① 线路遭受雷击，而防雷保护不完善。应完善防雷保护设施。

② 误操作，如在空载时，将发电机电压升得过高。应严格按操作规程对发电机进行升压，防止误操作。

③ 发电机内部过电压，包括操作过电压、弧光接地过电压和谐振过电压等，应加强绕组绝缘预防性试验，及时发现和消除定子绕组绝缘中存在的缺陷。

表1    康明斯（斯坦福）交流发电机故障查询表

 

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