7.硅钢片铁心的无刷三相交流发电机毎次开机时，必须充磁才能发电

无刷三相交流发电机设计中为了利用硅钢片磁化性能好的特点，也为了提高发电机定、 转子铁心材料的利用率，主机和交流励磁机的定、转子铁心已普遍采用硅钢片。但硅钢片铁心的无刷发电机的剩磁磁场几乎为零，发电机每次由内燃机驱动至额定转速时，不会自励建 立电压。为此常在交流励磁机定子的少数磁极铁心中镶入永久磁钢，作为无刷发电机的剩磁 磁场，实现起励建立电压。

（1） 故障现象。发电机由内燃机驱动至额定转速，且磁场变阻器或电位器旋钮已往“电 压升”方向调至最大位置，发电机仍无输出电压或输出电压极低。

（2） 原因分析

①发电机磁钢失磁或自然退磁。

②发电机大修时，接线错误使磁钢去磁，比如把图3-220b无刷三相交流发电机电路中 双点画线框I或II两部分电路接错，I中把AVR输出端子F+接到励磁机定子主励磁绕组 的E2端，F-接到E1端，且把旋转整流器直流侧正端接到转子绕组F2端，直流侧负端接 到F1端（大修前图3-220a与此相反），这样加给交流励磁机定子绕组和转子绕组的直流电 压极性与原来相反，绕组中电流方向也相反，所产生的励磁磁场方向与磁钢磁性方向相反， 使磁钢去磁。I或Ⅱ任何一处接错都会造成去磁效应。

（3） 处理方法

①对已经失磁的磁钢进行充磁，可采用蓄电池或其他直流电源充磁。直流电源电压一般 为12?24V，通电时间应以短暂通断开始，再慢慢增加通电时间，以发电机能起励建立电压 为限。

②发电机维护或大修时，要认清从AVR端子F+、F-到交流励磁机定子绕组两端接线标志及旋转整流器直流侧正、负端到转子绕组两端的接线标志（或标号），以免大修后接线 错误。此外，还町用仪表检测来鉴别AVR到E1E2接线的正确与否，即在图3-220中拆开交流励磁机定子绕组线端E1与AVR中F+的接点，串接上里程为5A的直流电流表。串接 时该电流表的接线“-”端子与E1相接，“ + ”端子与F+的输出端相接。起动内燃机，使发电机接近额定转速，此时若电流表表针向右摆，说明接线正确，若表针向左摆，说明大修 后接线错误，应对调交流励磁机定子绕组线端与F+的连接。更正AVR到励磁机定子绕组线端接线后，若发电机还不发电，那就是Ⅱ部分接错，应对调转子绕组两端到旋转整流器直 流侧正、负端的接线。

8.可控硅励磁三相交流发电机不能发电

可控硅励磁二相交流发电机接近额定转速时，由于副绕组的剩磁电压低（一般为额定电压1%?2%）,可控硅不导通，不能供给发电机励磁电流，使发电机起励建立电压。因此， 必须采用起励电路，供给发电机初始励磁电流，使发电机逐步建立电压。若起励电路发生故 障，则发电机电压建齐不起来。起励电路如图3-221所示。它利用发电机定子副绕组的剩磁 电压进行起励。阍3-221a是用二极管VI）代替其中的.一只可控硅。当按起励按钮，电压继 电器KM触点接通，剩磁电压通过VD和其他两只二极管组成的整流电路整流后，供给起 励电流。图3-221b中当起励按钮按下时，电压继电器KM触点接通，利用剩磁电压使可控硅VS导通，供给发电机起励电流，使发电机建压。

(1)故障现象

①按起励按钮，发电机不能起励建立电压。

②按起励按钮，发电机能起励建立电压，但一放开按钮，电压又消失。

(2)原因分析

①按起励按钮，发电机不能起励建立电压的原因主要有：

a.发电机转速太低。

b.剩磁电压太低(低于1. 5V)。

e.起励线路接触不良，阻断励磁电流。

d.二极管VD损坏(断路 > 或正、负极接反，阻断励磁电流通过。

②按起励按钮，发电机能起励建压，但一放开起励按钮，电压又消失，其原因主要有:

a.起励电压继电器整定电压值太低。为防止起励时过压，一般起励继电器操作回路串联有常闭触点，当发电机电压升至50%左右额定电压时，将继电器触点断开。若继电器整定值太低，发电机建立电压过低，不能使可控硅触发电路正常工作作，可控硅不导通，则起励 按钮一放开，起励电流消失时，发电机电压即消失。

b.励磁调节器的电压整定电位器阻值整定过小，使发电机建立电压太低，同样不能使可控硅触发电路正常工作，则起励按钮一放开，发电机电压即消失。

(3)处理方法

①按起励按钮，不能起励建立电压的故障处理方法

a.提高发电机转速，使之达到或略高于额定转速，频率表指示大于45Hz。

b.提高发电机副绕组剩磁电压，其方法有：适当提高发电机转速，在转子两端接入蓄电池或直流电源充磁。

c.用万用表检査二极管正、负极是否接错，若接错应更正。检测二极管是否损坏，损 坏的应更换。

②按起励按钮，发电机能起励建立电压，但一放开起励按钮，电压又消失的故障处理

方法

a-提高起励电压继电器的整定值(但不要大于75%发电机额定电压〉。

b.增大励磁调节器的电压整定电位器阻值，但要注意不能增加过多，因为阻值越大， 建立的电压越髙，会使发电机严重过压。

9三次谐波励磁三相交流发电机每次开机时，必须加负载才能发电

(1)故障现象。发电机由内燃机驱动已达额定转速，即使转速再升高，且磁场变阻器或电位器已向“电压升”方向调到最大，发电机仍不能起励建立电压，只有加上负载时电压才能建立起来。停机后再起动，情况依然如此。

(2)原因分析

①该发电机定、转子最大气隙与最小气隙之比δm/δ肯定等于或大于1.5,此对于三次 谐波励磁三相交流发电机，空载时转子主磁场中三次谐波含量极少，三次谐波绕组中感应电 压极小。但一加上负载，转子主磁场中的三次谐波含量就大大增加，容易使三次谐波绕组感 应电压大大增加，可增大发电机转子绕组励磁电流，使发电机起励建立电压。

②发电机定、转子最大气隙与最小气隙之比δm/δ等于或大于1.5的结构，若定子副绕组仅是单相三次谐波绕组，匝数又太多，其绕组感抗大，单相三次谐波绕组中感应的微弱电压，不足以导通单相整流桥组，发电机无法起励建立电压。加上负载时，转子主磁场中的三 次谐波含量大大增加，在三次谐波绕组中感应的电压增大，可增大发电机转子绕组励磁电流，使发电机起励建立电压。

(3)处理方法

①按本节第4例方法，在转子铁心表面1/2极靴宽度(l/2bp )范围内磨削0.15? 0.20mm。先磨削中央处δΔ=0. 15?0. 20mm,再向两边磨削(量渐减)，至l/2bp边沿处与 原极弧面相切(见图3-219)。这样磨削的效果相当于减小δm/δ,增强转子主磁场中三次谐 波含量。

②把单相三次谐波副绕组改为三相三次谐波副绕组+三相基波副绕组，其绕组嵌线展开图见图3-87。这样做有两点好处：一改为三相三次谐波副绕组，每相串联匝数少，绕组感 抗小，且三相整流桥组整流系数大，大大增强转子励磁电流；二基波副绕组嵌线节距大（一 般与主绕组相同），匝数很少，依靠发电机剩磁，每匝感应电压较高，与三次谐波副绕组串联，更容易导通整流桥组，增大转子绕组励磁电流，使发电机容易起励建立电压。

10.三次谐波励磁发电机可起励建立电压，但建立电压慢，增加三次谐波绕组匝数后不能发电

(1)故障现象。未增加谐波绕组匝数前，发电机还可起励建立电压，只是建立电压较慢、固有调压率较差，即从空载到满载电压变化较大。增加三次谐波绕组匝数，适当改善调压率，但却造成空载不能建立电压。

(2)原因分析。该发电机原来自励建立电压较慢，谐波绕组匝数增加后，绕组感抗增大，依靠转子剩磁磁场，三次谐波绕组感应的电压被绕组增大的感抗抵消，不足以使整流桥组导通，发电机不能起励建立电压。

(3)处理方法。把单相三次谐波副绕组改为三相三次谐波副绕组，其绕组嵌线展开图见图3-87中的Su、Sv、Sw三相谐波绕组，这样三相三次谐波副绕组总匝数增加，有利于改善调压率；每相串联匝数少，绕组感抗小，且三相整流桥组整流系数大，大大增强转子励磁电流，使发电机容易起励建立电压。

11.运行中三相交流发电机电压突然消失

(1)故障现象。发电机按额定转速，接近额定电压、满载连续运行中，端电压突然消失。

(2)原因分析

①励磁回路断线或短路。当回路中任一连接线断线或接点松脱时，励磁电流随之消失， 励磁机或发电机主磁场消失，定子绕组或电枢绕组无切割磁力线，导致发电机无电压输出。

各类发电机的励磁回路中励磁绕组以外的电路连接线或电接点之间发生短路时，励磁电流无法流经励磁绕组输出，主磁场消失，定子绕组或电枢绕组无切割磁力线，导致发电机电压消失。

②大气雷击。雷击导致发电机定子绕组或励磁机电枢绕组绝缘对地击穿，电压消失。

③发电机机端或负载端三相突然短路，绕组内部形成环流，无电压输出。

④励磁回路中整流器击穿，导致励磁回路断路，发电机电压消失。

（3）处理方法

①用万用表检査励磁回路，査找断路处，并予以接通；査找短路点，予以处理。断路、 短路无法修复的，应更换绕组。

②雷击造成的绝缘对地击穿的绕组，应拆卸绕组，按有关技术要求重新进行绕线、嵌线 和接线。各类发电机绕组的重绕、嵌线、接线分别按第三节“四?五”方法进行。

③用万用表查找三相短路点，并予以分离，并采取严格的相间及相对地绝缘处理措施。 机端短路发生部位在定子端部到出线接线板接线端子之间，先在U、V、W、N引线包扎聚 酯薄膜或0. 15X20黄玻璃漆布带，外套绝缘管。再用电桥测量、三相绕组电阻Ruv、Rvw、 Rwu.若出现电阻为0,说明被测的两相线端短路，应拆开端部找出短路部位，包括以上绝 缘材料，外套绝缘管。若短路发生在机端接线板部位，说明该接线板已老化或严重潮湿，应更换。

④用万用表检测励磁回路中各硅整流二极管的正、反向电阻，凡正向电阻为∞，反向电阻为0的均已断路或短路，应换上同型号、规格的元件。

12.三相交流发电机充磁时能起励建立电压，一脱离充磁，电压又消失

（1） 故障现象。发电机经长途运输颠震，或轻度雷击及其他原因而失磁需进行充磁，充 磁过程能起励升压，但一脱离充磁，电压又消失。

（2） 原因分析。总的原因是充磁方法错误，各类发电机充磁方法错误大体有以下几种：

①有刷三相交流发电机充磁时把充磁电源正端接转子绕组F1端（或与其连接的滑环）， 负端接F1端（或与其连接的滑环），见图3-214b。

②无刷三相交流发电机（带交流励磁机）充磁时正确电路见图3-215。如果把充磁电源 正端接AVR输出端F-或励磁机定子绕组线端E2,充磁电源负端接AVR输出端F+或定子 绕组线端E1。充磁过程有电压上扬，但由于此时交流励磁机定子磁极绕组中励磁电流方向 与AVR输出电流方向相反，充磁直流电源一脱离，电压必然消失。

③直流励磁机充磁电路见图3-216。当充磁电源方向相反，即充磁电源正端接定子主磁极绕组线端F2,充磁电源负端接定子主磁极绕组线端F1，其输出有以下两种之一：

a-瞬时充磁，充磁过程有电压上扬，但由于充磁方向与定子主磁极剩磁场方向相反， 充磁电源一脱离，电压就消失。

b.持续充磁.在定子主磁极中持续产生的磁场方向抵消并改变了剩磁场方向，使原来 的N极变成S极，原来的S极变成N极，这样，电枢绕组由改变后的磁场方向感应的电势 方向与原来方向相反，经换向器、电刷输出的电压“ + ”、“-”端随之改变，使发电机转子 绕组励磁电流方向相反，定子三相绕组感应的三相电压相序由正相序变为反相序，这对三相电动机负载设备及发电机并联运行都是不适用的，甚至会引发事故。

（3） 处理方法

①有刷三相交流发电机的正确充磁方法详见图3-214a及有关说明。

②无刷2相交流发电机（带交流励磁机）的正确充磁方法，详见图3-215及有关说明。

③直流励磁机的正确充磁方法详见图3-216及有关说明。

13.电抗变流复合式相复励三相交流发电机运行中电压突然下跌，停机后再驱动发电 机，不能发电

（1）故障现象。发电机使用时间较长?运行中电压突然下跌至300V左右，停机后由内燃机驱动至空载转速（ 1545?1575r/min），但不能建立电压，加大电抗器气隙还是不能发电。

(2)原因分析。总的是励磁回路交流侧三相电路发生一相断线，图3-222双点画线框是 电抗变流复合式相复励三相交流发电机励磁回路交流侧电路，其中电气接点有3处：定子三相副绕组星形连接点；接线排上所有接点； 三相整流桥组上的交流端接点，其中任一处、任—相出现断线均会发生这种故障。