同步发电机的维护与保养

1、同步发电机的维护保养船用发电机多是交流三相同步发电机，其励磁装置分为有刷和无刷两种，前者属于自励， 后者属于他励。励磁电流由发电机自身定子(Stator)绕组发出的交流电得到的，就是自励(Self Exciting)机；但电流要从定子引入旋转运动的转子(Rotor)励磁绕组需通过碳刷(Carbon Brush) 和滑环(Slip Ring)结构，碳刷与滑环磨损的碳粉既脏又会导致发电机绝缘下降，故需要经常 做维护、清洁等保养工作；产生的电火花(干扰电磁波)不仅会影响无线电通讯，而且是自动 化机舱发生误报警、误动作的主要干扰信号源之一。解决这一问题的措施是同步发电机采用 无刷(Brushless)

2、励磁系统，也就是发电机的励磁电流由交流励磁机提供，这属于他励(Separate Exciting)机。现代船舶一般都采用无刷发电机，下面介绍一下其结构。一、无刷发电机结构简介无刷发电机通常是由同步发电机、中频交流励磁机和旋转整流器组成。这三部分装于同 一机壳内，所以也可以把它们看作一整台发电机的几个组成部分。交流励磁机的转子、旋转 整流器与发电机转子是在同一根轴上，故无刷发电机的轴向尺寸较长。通常同步发电机采用 旋转磁极式，交流励磁机采用旋转电枢式。国K 大洋FE (FED里无剧发电典用承围大洋FE(FEK)型无刷发电机结构如图2所示。图中1.静止励磁装置、2.交流励磁机 定子、3.旋转整流器

3、、4.励磁机电枢、5.励磁机磁场、6.端盖、7.发电机机架、8.定子铁芯、 9.转子铁芯、10.定子线圈、11.转子线圈、12.风扇、13.端盖、14.风扇轴毂、15.轴承罩、 16.滑动轴承、17.轴、18.端托架。图3发电机定子电框图4励磁机定子磁横其中，定子机架是由钢板焊接而成，定子铁芯由涂上绝缘清漆的硅钢片叠成，定子三相 绕组沿圆周分布嵌放在定子铁芯槽内，定子绝缘等级是F级。整个转子除发电机转子铁芯、 励磁绕组外，交流励磁机的电枢铁芯、电枢绕组、旋转整流器、冷却风扇等均在同一个转子 上。励磁绕组嵌放在磁极中心两侧的槽内，绝缘等级为F级。为便于自励起压，转子铁芯 是由非常高矫顽磁力材料薄

4、片组成。图3和4是无刷发电机拆开后的定子：前者是发电机部 分的定子，是电枢；后者是励磁机部分的定子，是磁极。图4是无刷发电机拆开后的转子， 它包括了发电机部分的磁极、励磁机部分的电枢和旋转整流器。图5是旋转整流器，我们可 以看到整流二极管，输出正负极的半圆金属环和保护用的压敏电阻。围5无剧发电机转于二、船用发电机的日常管理发电机投入运行前的检查对于新安装或经过大修及长期停用的发电 机，在投入运行前应进行以下的检查工作：1）仔细查看发电机内部，不得有杂物存在， 防止落入螺钉、工具、抹市等异物；2）用大约两个大气压的干燥压缩空气或皮 老虎清除发电机各部分的灰尘，为避免损伤线 圈，不得使用金属吹管；

5、3）检查发电机轴承的润滑情况（大型发电机多用滑动轴承），润滑油和润滑脂的质量 与数量必须符合维护要求；4）检查发电机与其原动机的连接情况是否良好，并且两者的轴线应在同一直线上；5）检查转子是否灵活，同时检查轴承质量；6）清洁集电环；7）检查电刷装置，包括电刷长度，在刷握中活动是否灵活、有无卡阻，有无烧蚀，电 刷压力应在为14.719.6KPa；8）测量定子和转子线路的绝缘电阻：用500V兆欧表测量，一般不得低于2MQ（船级社 规定不得小于0.5MQ）。9）如果发电机结构允许，可用塞尺测量气隙，其最大最小气隙之差与平均气隙之比不 得超过5%，低速发电机不应超过10%；10）检查励磁接线是否正确，

6、引线是否牢固；11）检查各紧固件，有松动者应上紧；12）正式运转前应进行试车，使发电机空转，达到额定转速后再进行停机检查转向、转 动情况、轴承温度是否符合要求。船舶发电机运行中的监测运行中的发电机，应根据主配电板等处仪表的指示情况，对发电机进行监测，以便及时 发现不正常现象，消除隐患，保证船舶正常供电。1）发电机温升的监测发电机运行时，由于铜损、铁损及机械损耗等原因会使其温度升高。发电机各部分的温 度等于冷却介质的温度与其对冷却介质的温升之和。发电机温度过高，会加速绝缘材料的老 化，缩短发电机使用寿命，甚至会引起烧毁发电机的严重事故，所以对运行中的发电机必须 严刚限制各部分温度，使其不超过最高

7、允许温度。无限航区的船帕，环境温度规定为45或50C。当机舱温度升高时，发电机的允许温升 相应降低，其允许的最大输出功率也降低。用埋置在发电机定子槽内或定子绕组端部的测温 元件来测取温度，并可加装超温报警装置。日常检查时，手摸发电机外壳可粗略估计发电机 温升是否正常，通常只要手摸得上（即手能放上），说明发电机外壳温度一股不超过65C，即 温升在正常范围内。但要注意的是随着绝缘材料允许温升的提高，一些新型电机正常工作时 其外壳温度是很高的。2）发电机轴承温度的监测发电机轴承有滑动轴承与滚珠轴承两种类型。滑动轴承形式的发电机，轴承允许温度为 70Co实际轴承温度可通过装于轴承端的温度表来检测。运行

8、中的发电机只要润滑油位在规 定范围内，滑油清洁，对中正常，则轴承温度一般不会超过65C。出现超温时可以由以上 几方面查找原因。滚动轴承形式的发电机，用于小功率场合（如应急发电机），轴承允许温度为80C， 轴承温度一般通过手摸外壳来粗略估计。3）发电机电压的监测运行中的发电机电压应达到额定值。其允许变化范围不应超过额定电压的土 2.5 %，若 端电压过低或过高，将影响船舶电机、电气设备的正常工作，甚至烧坏设备。由于异步电动机起动电流很大，当大电机或多台电机同时起动时，电网电压会波动，应 当注意电压回稳的情况。4）发电机功率因数与电网频率的监测船用交流同步发电机的额定功率因数大多数为0.8,但实际

9、工作时，负载的功率因数是 不断变化的。对于并联运行中的每台发电机，希望它们的功率因数尽可能保持一致，避免它 们的无功功率分配不均，影响电网的稳定性。交流发电机正常运行时，电网频率的波动范围应保证在额定频率的 5 %以内。5）其它部分的检测与检查对运行中的发电机还必须检测、检查转子的转动情况、滑环与碳刷工作情况，是否有火花等。三、船用发电机的维护保养做好发电机的维护保养工作，可以有效提高其无故障工作时间，提高设备可靠性，并且 及时发现故障隐患。发电机维护保养时的注意事项进行发电机日常维护保养时，应注意工作环境：附近不应有水、油及污物堆积，不能有 腐蚀性气体，以防伤及发电机绕组绝缘。完工后清点工作

10、中所用的工具、抹布等，防止遗漏 在发电机内部。船用发电机多采用内部通风冷却，在冷却空气的入口装有空气滤网。冷却空气的温度不 得过低，以免绕组及其它导电器件上凝结水珠。发电机如果出现油漆脱落或锈蚀时，应及时除锈，并涂以防锈漆；绝缘漆轻度受损时应 及时用喷漆补好，但必须先清洁干净。拆装注意事项发电机拆装方法与异步电动机大致相同，但由于发电机重量大.拆装时应注意不要碰伤 部件。拆卸端盖时.注意不要碰伤凸出在机座外面的定子线圈；取出转子时，要在电机定、 转子间垫以纸板，以防损伤铁芯和绕组；在用钢索绑扎转子时，轴颈应用厚胶皮包扎，钢索 不得碰到转子轴、风扇、滑环及引线等部分。转子放置时，应放在硬木衬垫上

11、，衬垫放在轴 颈或转子的铁芯下面，不得垫在滑环下面，以防滑环被压变形；转子取出后，滑环要用绝缘 厚纸包扎起来，以免锈蚀或碰坏。发电机的烘干新安装好的同步发电机.在运行前，一般都应进行烘干。如果绝缘电阻满足要求，可以 不进行烘干，但运行开始的24小时内负荷最好不要超过额定容量的50%。凡是运行中的发电机停车检修或停用时间超过规定的限度，绝缘电阻低于规定值，则必 须进行烘干。当确定是表面受潮时，可以用带负荷干燥法进行烘干；凡是因淡水浸或蒸汽管 道漏气而浸湿的发电机必须进行烘干；海水浸湿后，根据浸水程度，严重时须先用淡水煮透， 去除盐分后再烘干。烘干的方法很多，在船舶上可用热风法、带负荷干燥法或短路

12、电流干燥法等。干燥初期 应每隔30分钟测量一次温度和绝缘电阻.当温度稳定后，每隔1-2小时测一次。在干燥后，当线圈冷却到低于60时，定、转子绕组的绝缘电阻应不低于1MQ。空气滤网(Air-filter)的清洁发电机冷却空气进口的滤网一般每3个月拆下来清洁一次，同时对发电机内部进行一下 清洁和检查。清洁内部时注意防止损伤绕组、引线等部件，不要用棉纱。同时检查旋转整流 器或碳刷、滑环的状况。注意工作之前先把这台发电机的控制开关切断，防止工作中其自动 起动造成事故。绝缘电阻的测量每三个月测量发电机的绝缘电阻，包括定子、转子两部分。为防止测量电压损坏整流器 或其它半导体设备，应将整流二极管的阴阳极暂时

13、短接，将电子线路板(如AVR板)的接 线端子(Terminals)暂时拆下。发电机轴承的维护与保养自带润滑的滑动轴承中，油腔的油量应适中，不可过高或过低。运行中不能加油。轴承 下能漏油.以免溅到绕组上。润滑油需定期取出样品检查。若油色变暗、混浊、有水或污物时，应予以更换。轴承发 热严重时，也应更换新油。正常运行250-400工作小时，也应换油一次，或至少每半年更 换一次。发电机说明书或机身铭牌上都标有滑油标号，注意不要用错标号。采用滚珠或圆柱轴承的电机，当运行约2000小时后，需更换润滑脂一次。长期停用的 发电机使用前，如采用滚动轴承，必须先检查其润滑状态，若原有润滑脂已经硬化变质，必 须先将轴承用煤油冲洗干净，再填入清洁的润滑脂。润滑脂用量为轴承室空间的2/3，不可填 入过多。四、有刷发电机的特别注意事项滑环表面要保持光洁，并呈圆柱形。如果表面有铜绿及轻度灼痕时.可用200#以上的 细砂皮打磨，事先应拿掉碳刷。若表面严重灼伤或滑环变形，可在船舶厂修时进行修复光车。为使滑环磨损均匀，12年应更换一次极性。碳刷磨损过多，当接触曲面与碳刷引线金属顶端距离在23mm时应换新。新碳刷的 牌号必须与原来的相同。在同一极性刷杆上的碳刷应同时更换（成组更