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1、2.发电机的构造 第 14 页2.发电机的构造发电机（图2-1）主要由机座、主发电机、励磁发电机及励磁系统等组成。2.1 机座发电机机座采用六面箱体结构，用钢板焊接而成，具有较高的强度、刚度和机械稳定性。上面“背包”部分用来安放励磁系统，机座侧面壁板开有各种功能窗口。图2-1 发电机2.2 主发电机主发电机包括主机转子（图2-2）和主机定子（图2-3），为典型的旋转磁极式隐极同步发电机。其作用是产生三相交流电输出到电网或其它负载。 图2-3 主机定子图2-2 主机转子2.3 励磁发电机励磁发电机包括励磁机定子（图2-4）和励磁机转子（图2-5），为典型的旋转电枢式凸极同步发电机。定子上有主磁极
2、，并安装有主极线圈，当该线圈中通以直流电流时即产生固定的磁场；转子上嵌有交流电枢绕组，当转子旋转时，电枢绕组因切割磁力线而感应出交流电势。 图2-5 励磁机转子图2-4 励磁机定子2.4 旋转整流模块、压敏模块在主机转子与励磁机转子之间，安装有3块旋转整流模块，1块压敏模块。2.4.1 旋转整流模块旋转整流模块用径向螺钉固定在轴套上（图2-6）。旋转整流模块的作用是：将励磁机的交流电变为直流电，为主机提供稳定的直流电。图2-6 旋转整流模块安装位置模块发生故障时可按以下步骤进行更换：拆下紧固螺钉和连接螺钉后，从汇流环下面沿轴向取出故障模块。按正确的极性（负极朝向励磁机端）装配模块，紧固螺钉和连
3、接螺钉均涂螺纹固定剂，然后用力矩扳手将其拧紧。规定的拧紧力矩为：紧固螺钉为4.5Nm5.5 Nm，连接螺钉为2.5 Nm3.5 Nm。旋转整流模块上有A、K、AK三个接线柱，如图2-7所示。图2-7 旋转整流模块示意图注意：完好的旋转整流模块应该有一个非常大的反向电阻和很低的正向电阻。具体测量方法为：1将数字万用表打到二极管档。2红色表笔接“AK”，当黑色表笔接 “K”时，阻值应400左右；当黑色表笔接“A”时，阻值应无穷大。3黑色表笔接 “AK”， 当红色表笔接 “K”时，阻值应无穷大；当红色表笔接“A”时，阻值应400左右。2.4.2 压敏模块压敏模块（图2-8）并联在旋转整流模块的输出端
4、，用径向螺钉固定在轴套上。其作用是：防止绕组中瞬时逆向电压损坏旋转整流模块。图2-8 压敏模块压敏模块有两个接线端。压敏模块的安装方法和旋转整流模块相同，其检测方法为：完好的压敏模块正反向阻值应无穷大。注意：压敏模块无极性。2.5 励磁系统励磁系统(图2-9)安装在发电机上面的“背包”内，其作用是将主发电机输出的三相交流电的一部分经过整流，变为直流电，形成励磁电流，通入励磁机定子线圈中，为励磁机励磁。不同发电机厂家励磁系统各元器件布局也有所不同。 图2-9 发电机励磁系统俯视图1-电抗器 2-功率弯板（在此位置下方） 3-整流变压器4-下垂补偿电流互感器 5-电流互感器发电机采用可控相复励励磁
5、方式，主要由电抗器（一个）、电容器（六个）、整流变压器（一个）、电流互感器（三个）、下垂补偿电流互感器（一个）、静止整流模块（一个）、分流电阻（一个）、可控硅（一个）和一个自动电压调节器（AVR板）（一块）构成。2.5.1 电容器、电抗器当发动机驱动发电机旋转时，主发电机的定子上产生三相电势，形成空载励磁电流。电抗器、电容器（图2-10）将空载励磁电流谐振在某一频率，为励磁系统提供稳定电流。1. 电容器检测励磁系统共连接六个电容，每个电容有两个接线端。检测方法为：数字万用表选到电容档，测量值约为4.7F。2. 电抗器检测电抗器有U1、U2、V1、V2、W1、W2六个抽头，其中U1、U2之间导通
6、，V1、V2之间导通，W1、W2之间导通，其余两两抽头都不导通。2.5.2 整流变压器励磁系统安装有一个三相整流变压器（图2-11），空载时，励磁电流分量由电抗器和电容器谐振在某一频率点上在整流变压器原边线圈压降最大，并感应在整流变压器副边线圈得到最高电压。图2-10 电容器、电抗器1-电容器 2-电抗器图2-11 整流变压器2.5.3 弯板发电机弯板（图2-12）安装在发电机的侧面，和AVR板共同作用，控制励磁系统。1. 静止整流模块静止整流模块（图2-13）内有六个二极管，组成桥式整流电路，将交流电整流成直流电后提供给励磁机定子。静止整流模块上有三个“”接线柱，分别连接三相交流电；有两个“
7、”、“”接线柱，分别和F1、F2连接。测量静止整流模块的方法为：（1）将连接到静止整流模块的导线全部断开。（2）将数字万用表选到二极管档位。（3）测量三处“”接线端与“”“”极接线柱之间的电阻，正向电阻应很低（约400左右），反向电阻应无穷大：数字万用表红色表笔接“”，黑色表笔分别接三个“”，三次测量应均有阻值，约400左右。数字万用表黑色表笔接“”，红色表笔分别接三个“”，三次测量阻值应无穷大。数字万用表黑色表笔接“”，红色表笔分别接三个“”，三次测量应均有阻值，约400左右。数字万用表红色表笔接“”，黑色表笔分别接三个“”，三次测量阻值应无穷大。2. 可控硅可控硅（图2-14）的作用是：A
8、VR板控制可控硅的导通角度，分流出一部分电流，消耗在分流电阻上，保证发电机输出电压的稳定。安装在弯板上的可控硅有正极（A）、负极（K）和触发极（G）三个接线柱。可控硅的测量方法为：（1）把连接可控硅的导线断开。（2）将数字万用表选到二极管档位。（3）测量K、G之间正反向都有阻值，约80左右。测量A、K之间和A、G之间正反向都是无穷大。图2-12 发电机弯板俯视图1-分流电阻 2-可控硅 3-AVR板 4-静止整流模块图2-14 可控硅图2-13 静止整流模块3. 分流电阻分流电阻为一滑动变阻器，安装在可控硅的分流回路上。调节分流电阻的滑动触头可调整接入分流回路电阻的阻值。分流电阻的测量方法为：
9、把连接分流电阻的导线断开，分流电阻全电阻为10。2.5.4 下垂补偿电流互感器下垂补偿电流互感器（图2-15）在单台或多台机组与电网并联运行时和多台机组并机带载运行（不并网）时用到，单台机组独立带负载运行（不并机不并网）时不用。图2-15 下垂补偿电流互感器1-汾西电机使用 2-贝能、柳州电机使用 单台或多台机组与电网并网运行时和多台机组并机带载运行时，有功功率要靠发动机来分配，但无功功率要靠发电机来分配，这就需要建立一个随着功率因数下降（即无功功率增加）而下降的电压特性。这个特性依靠下垂补偿电流互感器将U相电流的相位角反馈至AVR来完成。电流互感器有一个取样电阻S装在AVR板上，该取样电阻的
10、部分电压加至AVR线路。顺时针旋转“下垂调节”电位器S即可增加下垂。下垂补偿电流互感器的检测方法：贝能、柳州电机的下垂补偿电流互感器原边为U相母线，测量副边K、L两接线端之间应导通。汾西电机下垂补偿电流互感器测量原边接线端1.1、1.2之间应导通，副边接线端2.1、2.2之间应导通。注意：如果下垂补偿电流互感器两根线接反，将使发电机的电压随负载升高而上升。2.5.5 AVR板AVR板（图2-16）的作用是通过控制可控硅的导通角来改变分流电阻的分流电流，从而达到控制励磁电流的目的。图2-16 AVR板1. AVR板构造发电机出厂时电位器S、U、K、T、R47（所在位置如图2-17）已经进行了最佳
11、设置（见随机附带的发电机出厂试验证书），一般情况下不需要用户进行调节。图2-17 AVR板元器件位置示意图单台机组独立带负载运行（不并机不并网）时，电位器S应调整至0（旋钮按逆时针方向旋转到极限位置）。单台或多台机组与电网并联运行时和多台机组并机带载运行（不并网）时，应参照发电机出厂试验证书上的记录，把电位器S的旋钮调整到记录位置。或者由用户根据实际情况自行调节S，但调节时应注意U、S配合调节。2. AVR板的测量方法AVR板上有P1、P2、P3三个测量点，AVR板接通电源后，P1、P2之间应有12V直流电压，P2、P3之间应有6V直流电压，P1、P3间应有6V直流电压。P1、P2、P3两点间
12、如无电压，说明AVR板烧坏。注意：AVR板为一复杂的电路板，用测量的方法很难判断其好坏，如怀疑AVR板烧坏时，可采用代换法，即用一个完好的、同型号的AVR板代换，以判定原电路板的好坏。2.5.6 电流互感器发电机内共安装有三个电流互感器（图2-18）。发电机带负载后，每相电流互感器感应负载励磁电流分量，其感应的电流分量在整流变压器副边与空载励磁电流分量迭加（图2-19），最终形成励磁电流。图2-18 电流感应器 图2-19 励磁电流矢量图U-发电机电压 I-迭加后励磁电流I1-发电机空载励磁流 -功率因数角I2-发电机负载励磁电流 电流互感器的检测方法：每个电流互感器有2.1、2.2、2.3、
13、2.4、2.5五个抽头，且五个抽头两两导通。不同电流互感器之间的抽头不导通。2.6 轴与轴承发电机轴采用特制的优质合金钢加工而成，具有优异的抗冲性能。发电机装有前后两个轴承，采用的是加大径向游隙的滚珠轴承，使电机能够承受一定的轴向力，完全满足燃气发动机运行现场恶劣的震动条件。发电机在出厂时，都预装了ZL-3锂基润滑脂。在发电机的润滑标牌（位于发电机铭牌下方）上，给出了再润滑的时间间隔和所需的润滑脂量。如图2-20所示。图2-20 发电机润滑标牌润滑标牌上标明的润滑时间适用于正常的负载条件、低振动运行、大约为中性的环境大气，而且使用规定润滑脂的情况。如果发电机是在冷却温度高于原来的允许值的情况下工作，或有腐蚀性气体、有极严重的污染物存在，应缩短其再润滑的时间间隔。注意：（1）轴承的寿命与工作条件和环境有直接关系。（2）发动机的振动过大或由于机组对中不好而使轴承受到侧向力，会降低轴承寿命。（3）如发电机长期振动，会产生布氏球印效应（即使钢球变形并在滚道上产生凹痕），导致过早的损坏。