7.硅鋼片鐵心的無刷三相交流發電機毎次開機時，必須充磁才能發電

無刷三相交流發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電機的剩磁磁場幾乎為零，發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，作為無刷發電機的剩磁 磁場，實現起勵建立電壓。

（1） 故障現象。發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，發電機仍無輸出電壓或輸出電壓極低。

（2） 原因分析

①發電機磁鋼失磁或自然退磁。

②發電機大修時，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-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，以發電機能起勵建立電壓 為限。

②發電機維護或大修時，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，若發電機還不發電，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電機不能發電

可控硅勵磁二相交流發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，不能供給發電機勵磁電流，使發電機起勵建立電壓。因此， 必須采用起勵電路，供給發電機初始勵磁電流，使發電機逐步建立電壓。若起勵電路發生故 障，則發電機電壓建齊不起來。起勵電路如圖3-221所示。它利用發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，供給發電機起勵電流，使發電機建壓。

(1)故障現象

①按起勵按鈕，發電機不能起勵建立電壓。

②按起勵按鈕，發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，發電機不能起勵建立電壓的原因主要有：

a.發電機轉速太低。

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有常閉觸點，當發電機電壓升至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，發電機建立電壓過低，不能使可控硅觸發電路正常工作作，可控硅不導通，則起勵 按鈕一放開，起勵電流消失時，發電機電壓即消失。

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

(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.提高發電機副繞組剩磁電壓，其方法有：適當提高發電機轉速，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%發電機額定電壓〉。

b.增大勵磁調節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，會使發電機嚴重過壓。

9三次諧波勵磁三相交流發電機每次開機時，必須加負載才能發電

(1)故障現象。發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，可增大發電機轉子繞組勵磁電流，使發電機起勵建立電壓。

②發電機定、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，可增大發電機轉子繞組勵磁電流，使發電機起勵建立電壓。

(3)處理方法

①按本節第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距大（一 般與主繞組相同），匝數很少，依靠發電機剩磁，每匝感應電壓較高，與三次諧波副繞組串聯，更容易導通整流橋組，增大轉子繞組勵磁電流，使發電機容易起勵建立電壓。

10.三次諧波勵磁發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電

(1)故障現象。未增加諧波繞組匝數前，發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，使發電機容易起勵建立電壓。

11.運行中三相交流發電機電壓突然消失

(1)故障現象。發電機按額定轉速，接近額定電壓、滿載連續運行中，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，導致發電機無電壓輸出。

各類發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，導致發電機電壓消失。

②大氣雷擊。雷擊導致發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發電機機端或負載端三相突然短路，繞組內部形成環流，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。各類發電機繞組的重繞、嵌線、接線分別按第三節“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、規格的元件。

12.三相交流發電機充磁時能起勵建立電壓，一脫離充磁，電壓又消失

（1） 故障現象。發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，各類發電機充磁方法錯誤大體有以下幾種：

①有刷三相交流發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）， 負端接F1端（或與其連接的滑環），見圖3-214b。

②無刷三相交流發電機（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.持續充磁.在定子主磁極中持續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為反相序，這對三相電動機負載設備及發電機并聯運行都是不適用的，甚至會引發事故。

（3） 處理方法

①有刷三相交流發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電機運行中電壓突然下跌，停機后再驅動發電 機，不能發電

（1）故障現象。發電機使用時間較長?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電。

(2)原因分析。總的是勵磁回路交流側三相電路發生一相斷線，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—相出現斷線均會發生這種故障。