1FC5同步发电机励磁系统解析.doc

1FC5同步发电机励磁系统解析 同步发电机在实际运行中可能出现各种各样的故障,但只要发电机绕组没有存在损坏，在现场无法修复外，其他因励磁系统的故障均可以通过维修恢复工作。下面以无锡电机厂生产的1FC5型无刷励磁发电机为例讲解，电气原理图见附一。 一、1FC5型无刷励磁发电机的主要结构 由主发电机GS1、励磁发电机GS2、励磁装置组成，GS1为 旋转磁极式，GS2为旋转磁枢式。励磁装置由电抗器、电容器、整流变压器、电流互感器和自动电压调节器（AVR）组成。 二、1FC5型无刷励磁发电机的工作原理 ????????柴油机拖动发电机转动后，励磁机依靠内部剩磁或外部充磁建立比较低的电压，该电压作用于励磁部件而产生的励磁电流使得发电机电压不断上升，最后稳定于整定值。 ?????????如果自动电压调节器（AVR）故障或不接入励磁系统，则发电机从空载到满载的整个负载范围内，其输出电压始终高于额定值。当自动电压调节器（AVR）接入励磁系统后，有一部分励磁电流流过其中的可控硅和电阻组成的分流电路。分流电流的大小由自动电压调节器根据负载大小自动调节，保证了发电机在整个负载范围内其输出电压始终等于额定值。 三、????励磁系统主要元器件的功能及可能出现的故障 1、电抗器L1 ????????电抗器功能是提供励磁电流的电压分量，同步发电机的空载端电压可以通过调节电抗器铁心气隙来调整。气隙越小，整流变压器T6的输出电流越大，使得发电机电压升高；反之，气隙越小，电抗器电抗越大，整流变压器T6输出电流越小，将使发电机电压降低。 ????????当电抗器发生匝间短路时，电抗减少，发电机空载电压升高；连接线插头接触不好，阻抗值加大，使得励磁电流减少，发电机的空载电压降低。电抗器有6个抽头分别是U1、U2、V1、V2、W1、W2，可以通过测量其电阻判断其好坏。 2、电流互感器TA1-TA3 ????????电流互感器作用是提供励磁电流的电流分量，如果电流互感器副边开路或插接件接触不良，将使励磁电流的电流分量降低，造成发电机带负载后端电压下降；如果副边绕组局部短路将使励磁补偿分量增加，使得发电机带负载后端电压上升，同时在检查中可以发现其副边绕组发热。 3、整流变压器T6 ??????整流变压器T6是一个双绕组的三相变压器，原边每相绕组根据发电机机型带有备用抽头，副边绕组均带有多个抽头供调整使用，一般这些抽头在出厂时已作好调整，在现场检修时不能改变抽头位置，更换时应按原位置进行插接。 ????????整流变压器T6原边接受电抗器L1输出的电压分量，在副边产生相应的励磁电流。同时T6副边绕组也接受电流互感器T1-T3提供的励磁电流的电流分量。当T6的原边或副边出现短路、断路，都可以使得发电机空载电压及加载后端电压下降。 4、中间变压器T4（T5） ????????中间变压器T4（T5）的功率为15V.A，原副边的电流比为5A：1A。原边与电流互感器TA副边相串联在加到整流变压器T6的副边提供补偿电流。另一方面T4副边电流为调差装置提供一个调差电压，用于调节无功电流。（在一台发电机中采用两个同样电流互感器，分别取出两相无功电流进行控制。 ????????当中间变压器T4的原边发生断线或插接件接触不良、副边断路时，使得发电机在加负载后端电压下降。当T4原边、副边短路将使调差率改变，如果两个互感器的副边同时断路或插接件接触不良，发电机的调差率等于零。 5、测量变压器T7（T8） ????????测量变压器T7（T8）的功率为7.2?V.A，原副边的电压比为425V：24V。T7（T8）提供给电压调节器AVR电源，同时也提供采样电压。 ????????当测量变压器原副边绕组接线不良或插接件接触不良，都会使AVR无法工作，发电机的端电压将上升到额定值的108%-114%。如绕组轻微短路将改变AVR的取样设定值。绕组严重短路时，通过目视可以观察到有明显烧坏现象。 6、静止整流器U1 ????????静止整流器是一个三相桥式整流器，将T6副边的三个输出端的交流整流成直流，供给励磁机的定子绕组（接线端子F1、F2）使得励磁机发出三相交流电。 ????????当静止整流器中六个二极管有发生击穿或开路（采用测量电阻值办法）将使得发电机输出端电压下降。 7、旋转整流器U2 ????????旋转整流器U2由三块结构相同的整流模块组成，每个整流模块内有两个二极管。旋转整流器安装在主发电机转子与励磁发电机转子之间的旋转轴套上。 ?????????当旋转整流器中的二极管发生击穿或开路，造成励磁电流减少使得发电机端电压下降。 8、旋转压敏电阻R4和静止压敏电阻R3 ??????旋转压敏电阻R4是旋转整流器U2的过电压保护元件，与旋转整流器安装在主发电机转子与励磁发电机转子之间的旋转轴套上，它们之间