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

無刷三相交流發(fā)電機設計中為了利用硅鋼片磁化性能好的特點，也為了提高發(fā)電機定、 轉子鐵心材料的利用率，主機和交流勵磁機的定、轉子鐵心已普遍采用硅鋼片。但硅鋼片鐵心的無刷發(fā)電機的剩磁磁場幾乎為零，發(fā)電機每次由內燃機驅動至額定轉速時，不會自勵建 立電壓。為此常在交流勵磁機定子的少數磁極鐵心中鑲入永久磁鋼，作為無刷發(fā)電機的剩磁 磁場，實現(xiàn)起勵建立電壓。

（1） 故障現(xiàn)象。發(fā)電機由內燃機驅動至額定轉速，且磁場變阻器或電位器旋鈕已往“電 壓升”方向調至最大位置，發(fā)電機仍無輸出電壓或輸出電壓極低。

（2） 原因分析

①發(fā)電機磁鋼失磁或自然退磁。

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

（3） 處理方法

①對已經失磁的磁鋼進行充磁，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，通電時間應以短暫通斷開始，再慢慢增加通電時間，以發(fā)電機能起勵建立電壓 為限。

②發(fā)電機維護或大修時，要認清從AVR端子F+、F-到交流勵磁機定子繞組兩端接線標志及旋轉整流器直流側正、負端到轉子繞組兩端的接線標志（或標號），以免大修后接線 錯誤。此外，還町用儀表檢測來鑒別AVR到E1E2接線的正確與否，即在圖3-220中拆開交流勵磁機定子繞組線端E1與AVR中F+的接點，串接上里程為5A的直流電流表。串接 時該電流表的接線“-”端子與E1相接，“ + ”端子與F+的輸出端相接。起動內燃機，使發(fā)電機接近額定轉速，此時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 后接線錯誤，應對調交流勵磁機定子繞組線端與F+的連接。更正AVR到勵磁機定子繞組線端接線后，若發(fā)電機還不發(fā)電，那就是Ⅱ部分接錯，應對調轉子繞組兩端到旋轉整流器直 流側正、負端的接線。

8.可控硅勵磁三相交流發(fā)電機不能發(fā)電

可控硅勵磁二相交流發(fā)電機接近額定轉速時，由于副繞組的剩磁電壓低（一般為額定電壓1%?2%）,可控硅不導通，不能供給發(fā)電機勵磁電流，使發(fā)電機起勵建立電壓。因此， 必須采用起勵電路，供給發(fā)電機初始勵磁電流，使發(fā)電機逐步建立電壓。若起勵電路發(fā)生故 障，則發(fā)電機電壓建齊不起來。起勵電路如圖3-221所示。它利用發(fā)電機定子副繞組的剩磁 電壓進行起勵。閽3-221a是用二極管VI）代替其中的.一只可控硅。當按起勵按鈕，電壓繼 電器KM觸點接通，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 勵電流。圖3-221b中當起勵按鈕按下時，電壓繼電器KM觸點接通，利用剩磁電壓使可控硅VS導通，供給發(fā)電機起勵電流，使發(fā)電機建壓。

(1)故障現(xiàn)象

①按起勵按鈕，發(fā)電機不能起勵建立電壓。

②按起勵按鈕，發(fā)電機能起勵建立電壓，但一放開按鈕，電壓又消失。

(2)原因分析

①按起勵按鈕，發(fā)電機不能起勵建立電壓的原因主要有：

a.發(fā)電機轉速太低。

b.剩磁電壓太低(低于1. 5V)。

e.起勵線路接觸不良，阻斷勵磁電流。

d.二極管VD損壞(斷路 > 或正、負極接反，阻斷勵磁電流通過。

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

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

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

(3)處理方法

①按起勵按鈕，不能起勵建立電壓的故障處理方法

a.提高發(fā)電機轉速，使之達到或略高于額定轉速，頻率表指示大于45Hz。

b.提高發(fā)電機副繞組剩磁電壓，其方法有：適當提高發(fā)電機轉速，在轉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、負極是否接錯，若接錯應更正。檢測二極管是否損壞，損 壞的應更換。

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

方法

a-提高起勵電壓繼電器的整定值(但不要大于75%發(fā)電機額定電壓〉。

b.增大勵磁調節(jié)器的電壓整定電位器阻值，但要注意不能增加過多，因為阻值越大， 建立的電壓越髙，會使發(fā)電機嚴重過壓。

9三次諧波勵磁三相交流發(fā)電機每次開機時，必須加負載才能發(fā)電

(1)故障現(xiàn)象。發(fā)電機由內燃機驅動已達額定轉速，即使轉速再升高，且磁場變阻器或電位器已向“電壓升”方向調到最大，發(fā)電機仍不能起勵建立電壓，只有加上負載時電壓才能建立起來。停機后再起動，情況依然如此。

(2)原因分析

①該發(fā)電機定、轉子最大氣隙與最小氣隙之比δm/δ肯定等于或大于1.5,此對于三次 諧波勵磁三相交流發(fā)電機，空載時轉子主磁場中三次諧波含量極少，三次諧波繞組中感應電 壓極小。但一加上負載，轉子主磁場中的三次諧波含量就大大增加，容易使三次諧波繞組感 應電壓大大增加，可增大發(fā)電機轉子繞組勵磁電流，使發(fā)電機起勵建立電壓。

②發(fā)電機定、轉子最大氣隙與最小氣隙之比δm/δ等于或大于1.5的結構，若定子副繞組僅是單相三次諧波繞組，匝數又太多，其繞組感抗大，單相三次諧波繞組中感應的微弱電壓，不足以導通單相整流橋組，發(fā)電機無法起勵建立電壓。加上負載時，轉子主磁場中的三 次諧波含量大大增加，在三次諧波繞組中感應的電壓增大，可增大發(fā)電機轉子繞組勵磁電流，使發(fā)電機起勵建立電壓。

(3)處理方法

①按本節(jié)第4例方法，在轉子鐵心表面1/2極靴寬度(l/2bp )范圍內磨削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于減小δm/δ,增強轉子主磁場中三次諧 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。這樣做有兩點好處：一改為三相三次諧波副繞組，每相串聯(lián)匝數少，繞組感 抗小，且三相整流橋組整流系數大，大大增強轉子勵磁電流；二基波副繞組嵌線節(jié)距大（一 般與主繞組相同），匝數很少，依靠發(fā)電機剩磁，每匝感應電壓較高，與三次諧波副繞組串聯(lián)，更容易導通整流橋組，增大轉子繞組勵磁電流，使發(fā)電機容易起勵建立電壓。

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

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

(2)原因分析。該發(fā)電機原來自勵建立電壓較慢，諧波繞組匝數增加后，繞組感抗增大，依靠轉子剩磁磁場，三次諧波繞組感應的電壓被繞組增大的感抗抵消，不足以使整流橋組導通，發(fā)電機不能起勵建立電壓。

(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增加，有利于改善調壓率；每相串聯(lián)匝數少，繞組感抗小，且三相整流橋組整流系數大，大大增強轉子勵磁電流，使發(fā)電機容易起勵建立電壓。

11.運行中三相交流發(fā)電機電壓突然消失

(1)故障現(xiàn)象。發(fā)電機按額定轉速，接近額定電壓、滿載連續(xù)運行中，端電壓突然消失。

(2)原因分析

①勵磁回路斷線或短路。當回路中任一連接線斷線或接點松脫時，勵磁電流隨之消失， 勵磁機或發(fā)電機主磁場消失，定子繞組或電樞繞組無切割磁力線，導致發(fā)電機無電壓輸出。

各類發(fā)電機的勵磁回路中勵磁繞組以外的電路連接線或電接點之間發(fā)生短路時，勵磁電流無法流經勵磁繞組輸出，主磁場消失，定子繞組或電樞繞組無切割磁力線，導致發(fā)電機電壓消失。

②大氣雷擊。雷擊導致發(fā)電機定子繞組或勵磁機電樞繞組絕緣對地擊穿，電壓消失。

③發(fā)電機機端或負載端三相突然短路，繞組內部形成環(huán)流，無電壓輸出。

④勵磁回路中整流器擊穿，導致勵磁回路斷路，發(fā)電機電壓消失。

（3）處理方法

①用萬用表檢査勵磁回路，査找斷路處，并予以接通；査找短路點，予以處理。斷路、 短路無法修復的，應更換繞組。

②雷擊造成的絕緣對地擊穿的繞組，應拆卸繞組，按有關技術要求重新進行繞線、嵌線 和接線。各類發(fā)電機繞組的重繞、嵌線、接線分別按第三節(jié)“四?五”方法進行。

③用萬用表查找三相短路點，并予以分離，并采取嚴格的相間及相對地絕緣處理措施。 機端短路發(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。再用電橋測量、三相繞組電阻Ruv、Rvw、 Rwu.若出現(xiàn)電阻為0,說明被測的兩相線端短路，應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)生在機端接線板部位，說明該接線板已老化或嚴重潮濕，應更換。

④用萬用表檢測勵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，應換上同型號、規(guī)格的元件。

12.三相交流發(fā)電機充磁時能起勵建立電壓，一脫離充磁，電壓又消失

（1） 故障現(xiàn)象。發(fā)電機經長途運輸顛震，或輕度雷擊及其他原因而失磁需進行充磁，充 磁過程能起勵升壓，但一脫離充磁，電壓又消失。

（2） 原因分析。總的原因是充磁方法錯誤，各類發(fā)電機充磁方法錯誤大體有以下幾種：

①有刷三相交流發(fā)電機充磁時把充磁電源正端接轉子繞組F1端（或與其連接的滑環(huán)）， 負端接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（帶交流勵磁機）充磁時正確電路見圖3-215。如果把充磁電源 正端接AVR輸出端F-或勵磁機定子繞組線端E2,充磁電源負端接AVR輸出端F+或定子 繞組線端E1。充磁過程有電壓上揚，但由于此時交流勵磁機定子磁極繞組中勵磁電流方向 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直流勵磁機充磁電路見圖3-216。當充磁電源方向相反，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-瞬時充磁，充磁過程有電壓上揚，但由于充磁方向與定子主磁極剩磁場方向相反， 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)產生的磁場方向抵消并改變了剩磁場方向，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方向感應的電勢 方向與原來方向相反，經換向器、電刷輸出的電壓“ + ”、“-”端隨之改變，使發(fā)電機轉子 繞組勵磁電流方向相反，定子三相繞組感應的三相電壓相序由正相序變?yōu)榉聪嘈颍@對三相電動機負載設備及發(fā)電機并聯(lián)運行都是不適用的，甚至會引發(fā)事故。

（3） 處理方法

①有刷三相交流發(fā)電機的正確充磁方法詳見圖3-214a及有關說明。

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

③直流勵磁機的正確充磁方法詳見圖3-216及有關說明。

13.電抗變流復合式相復勵三相交流發(fā)電機運行中電壓突然下跌，停機后再驅動發(fā)電 機，不能發(fā)電

（1）故障現(xiàn)象。發(fā)電機使用時間較長?運行中電壓突然下跌至300V左右，停機后由內燃機驅動至空載轉速（ 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?？偟氖莿畲呕芈方涣鱾热嚯娐钒l(fā)生一相斷線，圖3-222雙點畫線框是 電抗變流復合式相復勵三相交流發(fā)電機勵磁回路交流側電路，其中電氣接點有3處：定子三相副繞組星形連接點；接線排上所有接點； 三相整流橋組上的交流端接點，其中任一處、任—相出現(xiàn)斷線均會發(fā)生這種故障。