柴油发电机工作原理及维护方法

柴油发电机组工作原理及维护方法项目导览一.柴油发电机组的组成结构二.电刷式直流励磁发电机工作原理三.无刷式励磁发电机工作原理四.柴油发电机组基本操作步骤五.发电机组常见故障分析及维护一.柴油发电机组的组成结构柴油发电机组大体分为发电机、柴油发动机和控制系统三大部分。电刷式发电机的定子：主要包括定子铁芯、定子绕组、电刷装置、端盖和机座。定子绕组与三相异步电动机绕组同（接成星形，不允许接成三角形）。电刷式发电机的转子：包括转子铁芯、磁极绕组（励磁绕组）、集电环(滑环)、风扇、转轴和轴承。无刷发电机定子：除了没有电刷装置外,其它的基本根电刷式发电机相同。无刷发电机转子：包括转子铁芯、磁极绕组（硅整流器和励磁绕组为一体同时旋转）、风扇、转轴和轴承。柴油发动机：主要由供油系统、冷却系统、起动装置、直流发电机（充电机）、机身等组成。控制系统：主要由仪表、开关、按钮等组成。是对发电机组的运行状态监控。如水温、油温、油压、电流、电压、转速、故障报警等。二.电刷式直流励磁发电机工作原理在柴油发动机运转时，带动发电机转子同时运转，从励磁装置送来的直流电经过电刷和集电环，导入发电机转子的励磁绕组中，这时会在定子和转子之间的气隙里产生旋转主磁场，它是随时间作正弦规律变化的，主磁场在定子绕组间作切割运动时，便在定子绕组中产生正弦交流电动势，这就是感生电压输出。当发电机带上负载后，在定子绕组中通过的电流也在气隙中产生旋转磁场，它叫做定子磁场，或电枢磁场。电枢磁场的旋转速度与主磁场的旋转速度始终保持相等的关系，即二者之间保持同步，电枢磁场的这个转速就叫做同步转速。电枢磁场的出现，使得气隙中的主磁场或者增强，或者减弱，或者发生畸变，从而影响感应电势的大小。这种电枢磁场对主磁场的作用，叫做电枢反应。1、有刷发电机工作原理方框图（以厂内35KW发电机为例）柴油发动机励磁定子励磁定子发电机主定子发电机主定子发电机励磁转子输出铜制滑环电刷G12V直流发电机半导体电抗励磁系统调节器电瓶控制开关仪表控制箱M12V直流起动电机4缸400V2、电刷式发电机组接线原理线路图（以厂内35KW发电机为例）励磁转子绕组发电机主定子绕组整流器调节器集电环（滑环）集电环（滑环）相位开关电压表电流表~——起动马达继电器电门锁起动按钮12V直流发电机电磁油泵蓄电池励磁绕组指示灯三.无刷旋转硅整流励磁发电机工作原理（以厂内320KW发电机为例）控制器输出发电机主转子发电机主定子发电机主定子励磁转子励磁定子励磁定子旋转整流二极管自动电压调节器（或）柴油发动机当柴油机带动发电机转子旋转时,发电机主机定子通过AS440自动电压调节器（AVR）为励磁机磁场提供励磁源，AVR是调节励磁机磁场励磁电流的控制装置。AVR根据来自主机定子绕组的电压感应信号作出反馈，通过控制低功率的励磁机磁场，调节励磁机电枢的整流输出功率，从而达到控制主机磁场电流的要求。控制器400输出发电机主转子发电机主定子发电机主定子励磁转子励磁定子励磁定子旋转整流二极管自动电压调节器（或）柴油发动机1.工作原理分析图2、无刷励磁系统工作原理图这种发电机由于转子励磁绕组、整流器和交流励磁机电枢都在同一轴上旋转而彼此处相对静止状态，因此可以用固定的连接线进行连接，这样就不需要电刷、滑环和换向器等部件。无刷励磁方式具有结构紧凑，维修方便，励调节容量小，接线简单，消除对无电线通迅的干扰等优点。不足之处是发电机转子回路的运行情况无法装检测仪表监视，励磁反应速度较慢。此外，旋转整流硅元件要在负载时承受飞逸转速下的离心力，强度要求高，制造价格昂贵。自动电压调节器整流器谐波绕组发电机主定子绕组励磁机定子旋转整流二极管励磁转子~调节器操作面板PCC13001四.柴油发电机组基本操作步骤1.开机前的准备工作：①检查水箱、油箱液位（如少添加）,风扇处有无异物，风扇皮带松紧程度；②检查机油油标尺，机油是否在油标尺刻度上、下限之间；③检查电瓶电量是否充足，电瓶线对接是否紧固；④检查输出回路是否接好、接对和紧固，控制箱断路器是否断开。2．启动运行操作步骤：①检查油压，如油压过低，要操作手动排空泵（反复压、松可进行排空），直到回油管内气泡消失；②接通电瓶电源，观察仪表是否正常；③启动发电机，将油门手柄拔到预定位置，按下起动按钮直到柴油机起动后松开，如自动调速系统的，直接启动就可，冷机起动需反复操作几次；④发电机组正常起动后，待运行2~3分钟，非自动调速系统外，需调节油门观察仪表，使之频率为50HZ，交流电压在380-400之间；⑤送电，将控制箱断路器合上，观察负载电流，各相电流不能超过发电机额定电流。3.停止柴油发电机操作:①首先将负载断开后，再将控制箱断路器断开；②非自动调速系统外，需调节油门手柄使之怠速2~3分钟后，即可停止柴油发电机；③断开操作直流电源。五.发电机组常见故障分析及维护(一)电刷式手动调速发电机（以厂内35KW为例）1、发电机不发电。柴油发动机工作正常，发电机转子转速正常、稳定，但机组控制屏上输出指示灯不亮，无电压指示。可能原因维护措施1.接线错误1.按接线图仔细校对检查。要特别注意励磁绕组的接线是否正确。2.剩磁电压太低2.可用蓄电池充电，正极接F1端,负极接F2端。3.整流元件损坏3.用万用表检查。正常情况下正向电阻与反向电阻差别很大，如果正反向电阻相差不大，说明整流元件已经损坏，应进行更换。4.励磁绕组断路4.用万表电阻档测量励磁线圈电阻值，若表针指示开路，应进一步确定断路点，然后将其重新焊接并包好绝缘。5.柴油机转速太低。5.提高转速，使其保持额定值。可能原因维护措施6.接头松动或开关接触不良。6.用万用表查出后，将接头拧紧焊牢或检修开关接触部分。7.电刷和集电环接触不良。7.研磨电刷表面，使之与集电环接触良好或调整电刷弹簧压力。8.电刷架生锈，使电刷不能滑动。8.用00号砂布擦净刷握内表面，如刷握损坏应予以更换。可能原因维护措施1.柴油机转速太低。1.调整柴油机转速，使之达到额定值。2.励磁电流过小2.调节磁场变阻器或检修励磁调压装置。3.开关接触不良或损坏3.用万用表查出后，检修开关接触部分或更换开关。4.电抗气隙太小4.对相复励励磁发电机，应重新调整电抗器气隙。5.仪表不准确，发电机实际电压较仪表读数高。5.检修或更换仪表。2、发电机电压调不上3、发电机电压不稳可能原因维护措施1.励磁装置故障1.检查励磁装置中的元件（二极管、可控硅）是否损坏，损坏时应更换。2.电压调整定位器接线松动。2.将接线紧固并接好。3.电刷与集电环接触不良。3.调整电刷弹簧压力或研磨电刷、集电环，使之接触良好。4、发电机过热故障原因：负载过大或三相负载不对称、定转子绕组有短路、通风道阻塞或风扇损坏、轴承损坏等，可查明原因，对证维修。5、加上负载后电压下降过多可能原因维护措施1.励磁电流跟不上增加1.检查励磁调压装置中的元件有无损坏，损坏时应更换。2.供电线路中有单相接地。2.找出单相接地点，消除接地故障。6、绝缘电阻过低故障原因有：导线损坏后接地，发电机绕组受潮、配电盘线路受潮等，可通过施好绝缘和烘干等方法修复。（二）无刷式自动调速发电机（以厂内320KW为例）1.发电机交流电压过高故障代码:12-HIGHACVOLTAGE(SHUTDOWN)故障原因:说明一相或多相电压已经超出额定值的130%达1.0秒,或者是已超出额定值的110%长达10秒。产生的后果：发动机停机。可能原因维护措施1.在In-Power中启用了故障模拟程序。1.利用In-Power来确认未启用相关的故障障模拟程序。如果没有In-Power维护工具，可将控制器的蓄电池电源断开，清除故障模拟程序的影响。2.单步在负荷卸荷操作。2.清除故障,重新起动发电机。3.未能用In-Power对故障临界值进行正确设定。3.重新将临界值设定为允许的最高值。在调整临界值之前要先确定所需要的工作范围。4.主电路板或发电机损坏。4.参见“发电机/主机电路板的隔离步骤”一节，以确定是发电机还是主电路板引起交流电电压过高而造成停机故障。5.交流电压接线错误。5.检查发电机与J13之间接线是否有问题。2.发电机交流电压过低故障代码:13-LOWACVOLTAGE(SHUTDOWN)故障原因:说明一相或多相电压已经降至额定值的85%以下10秒。产生的后果：发动机停机。可能原因维护措施1.在In-Power中启用了故障模拟程序。1.利用In-Power来确认未启用相关的故障障模拟程序。如果没有In-Power维护工具，可将控制器的蓄电池电源断开，清除故障模拟程序的影响。2.未能用In-Power对故障临界值进行正确设定。2.将临界值设定为允许的最低值。在调整临界值之前要先确定所需要的工作范围。3.超载。3.检查负载并纠正所有过载情况。断开负载并重新起动发动机，且检查运行情况。4.发电机输出端连接不当。4.按照相应的接线图重新连接好。5.电压检测接线5.检查励磁电路输入端J13-5和J13-6电压是否正确。如果误接到高压上，AVR故障就会使励磁停止，并导致LowACVoltage（交流电压过低）故障发生。6.旋转整流器总成（二极管CR1-CR6）故障。6.检查整流器是否损坏（或更换）。7.接头松动或主电路板损坏。7.必要时，对接头（J13）进行修理或更换主电路板。3、发动机超速自动停机可能原因维护措施1.油路有空气。1.对油路进行排空气。2.测速头故障。2.检查测速头是损坏或更换。3.超速保护模块故障。3.如没检查出超速保护模块损坏，可采用手动方法操作油门试试。4.监控仪表故障。4.仪表本身故障，造成误报警。可拆除测速信号线试试。5.控制电曲柄故障。5.用6-24V直流电检查电曲柄是否工作正常或更换。3.故障代码表谢谢聆听！