一般情況下，相復勵和三次諧波發(fā)電機的常見(jiàn)故障多發(fā)生在勵磁調壓裝置和各電氣連接部位，尤其是電刷裝置和換向器等活動(dòng)接觸處?？得魉构驹诒疚闹辛信e了相復勵和三次諧波發(fā)電機常見(jiàn)故障、故障原因及其處理方法，使用維護人員應根據具體情況，靈活處理。

 

一、工作原理

 

1、相復勵勵磁原理

由線(xiàn)形電抗器DK把電樞繞組抽頭電壓移相約90°、和電流互感器LH提供的電壓幾何疊加，經(jīng)過(guò)橋式整流器ZL整流，供給發(fā)電機勵磁繞組。負載時(shí)由電流互感器LH供給所需的復勵電流，進(jìn)行電流補償，由線(xiàn)形電抗器DK移相進(jìn)行相位補償。

 

圖1 相復勵發(fā)電機零部件分解圖

 

2、三次諧波原理

對一般發(fā)電機來(lái)源，我們需要的是工頻正弦波，稱(chēng)為基波，比基波高的正弦波都稱(chēng)為諧波、其中三次諧波的含量最大，在諧波發(fā)電機定子槽中，安放有主繞組和諧波勵磁繞組（s1、s2），而這個(gè)繞組之間沒(méi)有電的聯(lián)系。諧波繞組將繞組中150HZ諧波感應出來(lái)，經(jīng)過(guò)ZL橋式整流器整流，送到主發(fā)電機轉子繞組LE中進(jìn)行勵磁。

 

圖2 三次諧波發(fā)電機原理圖

 

 

二、常見(jiàn)故障及排除

 

1、N線(xiàn)電流異常的理論

中心線(xiàn)電流異常原因大致可分為兩類(lèi)

（1）三相基波電流不平衡導致中性線(xiàn)基波電流過(guò)大；

（2）零序諧波電流在中性線(xiàn)疊加導致電流過(guò)大。

非線(xiàn)性設備中產(chǎn)生的電流可以采用傅里葉級數分解來(lái)描述各次諧波，其中單相整流回路產(chǎn)生的電流經(jīng)過(guò)分解展開(kāi)后主要諧波滿(mǎn)足3N次特性，即以3、9、15次等符合3N次特性的諧波為主，其中3次諧波含量較高。

三次諧波電流主要由單相非線(xiàn)性負載產(chǎn)生，由于3次諧波屬于零序諧波，在三相電網(wǎng)中，各相的相位差為120°，這正好是3次諧波電流的周期，每相負載內的3次諧波電流在中性線(xiàn)匯集時(shí)，其中瞬時(shí)值是直接同相相加，如圖1所示，所以中性線(xiàn)上的3次諧波電流大于相線(xiàn)上的3次諧波電流，有時(shí)候中性線(xiàn)電流還要大于基波電流，甚至于接近相電流的2倍。

目前諧波治理主要分無(wú)源和有源兩種形式，由于此次治理目標為中性線(xiàn)3次諧波。

（1）傳統的無(wú)源濾波技術(shù)針對三次諧波過(guò)濾難度較大，成本高，效果難以保證；

（2）無(wú)源濾波支路沒(méi)有可靠的限幅保護，容易出現過(guò)載損壞補償支路的現象；

（3）無(wú)源濾波支路投入會(huì )受到功率因數的影響，所以成本會(huì )高；

（4）存在諧振放大諧波的隱患；

（5）諧波補償次數較單一等上述缺陷導致無(wú)源濾波技術(shù)適用性降低，越來(lái)越不被大量采用。

 

圖3 發(fā)電機三次諧波在中性線(xiàn)上的疊加

 

2、其他常見(jiàn)故障及其處理方法

表1 相復勵和三次諧波發(fā)電機常見(jiàn)故障及其處理方法

故障現象	故障原因	處理方法
1.不能發(fā)電	①無(wú)剩磁	相復勵發(fā)電機用12V或者24V直流電充 電；諧波發(fā)電機用6V直流電充電
	②剩磁方向與整流器輸出電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向相反	往往在重接后因錯接形成。將L1、L2兩接頭對換，或重新充磁
	③電樞繞組抽頭、電抗器、橋式整流器或 勵磁繞組有斷路或松脫現象	接通、焊好或擰緊
	④接線(xiàn)錯誤	按機組電氣原理線(xiàn)路圖檢查糾正
	⑤勵磁繞組接錯，造成磁極極性不對	往往在勵磁繞組換線(xiàn)重接后因錯接形成。 檢查、糾正
	⑥電樞繞組或勵磁繞組有嚴重短路	電樞繞組短路會(huì )引起嚴重發(fā)熱以致燒壞線(xiàn) 圈。勵磁繞組嚴重短路可由其直流電阻值測定
	⑦電刷在刷架框內卡住	檢查刷架框，是否生銹?？捎?0號砂紙擦 凈框架內部，嚴重銹蝕者應換新。檢查電刷和刷架框的配合
	⑧電刷和集電環(huán)接觸不良	用酒精洗凈集電環(huán)表面。磨電刷表面使與集電環(huán)表面的弧度吻合，檢查電刷壓力
	⑨整定電阻阻值太小	檢查整定電阻的接法。將變阻器放到最大阻值位置
	⑩硅整流元件短路，正反向均導通	用萬(wàn)用表檢查正反向電阻，替換損壞的元件
	①相復勵電機電抗器無(wú)氣隙，或氣隙太小	無(wú)氣隙或氣隙小時(shí)電抗器抗值太大不能建 壓，用絕緣墊片墊充調整氣隙
	②轉速太低	調節轉速至額定值附近
2.電壓不足	①整流橋中有一個(gè)整流元件短路或斷路	此時(shí)空載電壓約下降10%用萬(wàn)用表檢查， 替換損壞的元件
	②勵磁繞組部分短路	如果某一極的勵磁繞組部分短路。除電壓下降外還會(huì )引起振動(dòng)。分別測量每一極的電阻，調換損壞的線(xiàn)圈
	③整定電阻阻值太小	檢查整定電阻的接法。將變阻器放到最大 阻值位置
	④相復勵發(fā)電機電抗器氣隙太小	用絕緣墊片將氣隙調大
	⑤轉速太低	調節轉速至額定值
	⑥自動(dòng)電壓調節器故障	檢查自動(dòng)電壓調節器輸入和輸出接線(xiàn)與信號，檢修自動(dòng)電壓調節器
3.電壓太高	①電抗器繞組部分短路或有一相短路	電抗器繞組短路會(huì )引起嚴重發(fā)熱，可按發(fā)熱情況來(lái)判斷短路
	②整定電阻斷路，不起作用	檢查并接好
	③電抗器氣隙太大	調小氣隙，重新固定
	④轉速太高	調節轉速至額定值
	⑤自動(dòng)電壓調節器失控	檢修自動(dòng)電壓調節器
4.電壓調整率差，加負載時(shí)電壓下跌太多	①勵磁裝置接線(xiàn)錯誤	按圖核對接正確
	②整流橋中有一個(gè)或兩個(gè)整流元件斷路，反向都不通	此時(shí)空載電壓下降10%左右，加cosφ=1負載時(shí)電壓稍稍下跌，加cosφ=0.8負載時(shí)電壓下跌較大。用萬(wàn)用表檢查更換損壞的元件
	③相復勵發(fā)電機電流互感器二次側所用 抽頭不合適	減少電流互感器二次繞組的實(shí)際匝數
	④原動(dòng)機調速率較差	調整原動(dòng)機的調速機構
5．振動(dòng)大	①與原動(dòng)機對接不好	找直對正后再對接
	②轉子動(dòng)平衡不好	在轉子重繞后應校正平衡，根據電機的轉 速校正靜平衡或動(dòng)平衡
	③勵磁繞組部分短路	分別測量每一極的電阻，找出短路處，更換線(xiàn)圈
6．集電環(huán)上火花大	①電刷在刷架框內活動(dòng)不靈	檢查刷架框，是否生銹，可用00號砂紙擦 凈掛架內部。嚴重銹蝕時(shí)應換新
	②集電環(huán)表面油污，不光滑	清潔集電環(huán)表面，嚴重發(fā)毛時(shí)應加工車(chē)光
7．發(fā)熱	①發(fā)電機過(guò)載	注意儀表使負載電流、電壓不超過(guò)額定值
	②儀表不準	定期對儀表、儀用互感器進(jìn)行校驗
	③負載功率因數太低	負載功率因數太低時(shí)發(fā)電機應降低其視在 功率輸出，在勵磁電流不超過(guò)額定值的范圍內使用
	④轉速太低	調節轉速至額定值
	⑤頂部罩蓋未蓋，放置不正確或勵磁裝置 底板下網(wǎng)板堵死時(shí)引起勵磁裝置發(fā)熱	正確裝置頂罩或清理網(wǎng)板
	⑥發(fā)電機電樞、勵磁繞組、電抗器繞組部 分短路	找出短路，糾正
	⑦通風(fēng)道阻塞	拆開(kāi)徹底吹清
	⑧部分規格電機采用傾斜風(fēng)葉的風(fēng)扇，反 向時(shí)風(fēng)量減少	檢查風(fēng)扇，按發(fā)電機上標示的方向運行
8．軸承過(guò)熱	①長(cháng)期使用使軸承磨損過(guò)度	更換軸承
	②潤滑脂質(zhì)量不好，不同牌號的油脂混雜 使用。潤滑脂內有雜質(zhì)。潤滑脂裝得太多 太滿(mǎn)	清洗軸承和軸承蓋，更換軸承脂，一般型電機用ZGN-3潤滑脂，濕熱型電機用ZL-3潤滑脂，加裝數量應為軸承室容量的1/2～2/3
	③與原動(dòng)機對接不好	嚴格地找直、對正
	④帶傳動(dòng)時(shí)，拉力過(guò)大	適當調節傳動(dòng)帶拉力

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