柴油发电机的工作原理资料

柴油发电机的工作原理是运用电磁感应原理

柴油机曲轴旋转便带动发电机转动发电，发电机有直流发电机和交流发电机。直流发电机重要由发电机壳、磁极铁芯、磁场线圈、电枢和炭刷等构成。交流发电机重要由磁性材料制造多种南北极交替排列的永磁铁（称为转子）和硅铸铁制造并绕有多组串联线圈的电枢线圈（称为定子）构成。直流发电机与交流发电机在工作原理上有所不一样，不过最终到达了发电的目的。

柴油发电机组是一种小型发电设备，系指以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械。整套机组一般由柴油机、发电机、控制箱、燃油箱、起动和控制用蓄电瓶、保护装置、应急柜等部件构成。整体可以固定在基础上，定位使用，亦可装在拖车上，供移动使用。柴油发电机组属非持续运行发电设备，若持续运行超过12h，其输出功率将低于额定功率约90%。若使用者需要长时间不间断使用，则需要配置常用型发电机组，也就是应机组应当要考虑到长时间工作机组功率下降这一点了。常用功率和备用功率的关系是：例如顾客需要100KW柴油发电机组，常用100KW的柴油发电机组备用功率为100KW*110%=110KW。也就是备用100KW的柴油发电机组的常用功率为90KW。尽管柴油发电机组的功率较低，但由于其体积小、灵活、轻便、配套齐全，便于操作和维护，因此广泛应用于矿山、铁路、野外工地、道路交通维护、以及工厂、企业、医院等部门，作为备用电源或临时电源。

柴油发电机组属自备电站交流供电设备的一种类型，是一种小型独立的发电设备，以内燃机作动力，驱动同步交流发电机而发电。将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装，就可以运用柴油机的旋转带动发电机的转子，运用‘电磁感应’原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。

柴油发电机组是由内燃机和同步发电机组合而成的，内燃机的最大功率受零部件的机械负荷和热负荷的限制，称为额定功率，交流同步发电机的额定功率是指在额定转速下，长期持续运转时，输出的额定功率，一般把柴油机输出额定功率与同步交流发电机输出的额定功率之间，称为匹配比。发电机电球的工作原理调控及维护同步发电机，俗称“电球”

\o"康达柴油发电机组"柴油发电机组是常用的备用电源,由于它以柴油发动机燃烧柴油为动力,带动发电机发出与市电同样性质的电力,因此用在市电断电后需要后备电源供电几小时以上的场所。从性能价格比、对工作环境的规定、带非线性负载能力方面考虑,采用柴油发电机组比使用诸多大容量蓄电池的长延时UPS往往具有一定的优势。不过柴油发电机组在市电断电后需要十秒钟左右才能发出稳定的电力,这就大不如UPS可不间断供电的特点。因此,柴油发电机组和UPS一般是取其各自的优势构成一种完善的、可靠的电源系统,以保证重要设备的不间断供电。

柴油发电机组一般是采用同步发电机(也俗称电球)将柴油发动机的旋转机械能转为电能。多种用电设备要依托它发出的电力工作,因此对同步发电机的工作性能规定是很高的。同步发电机的工作原理

同步发电机是根据电磁感应原理制造的。重要构成部分如图1。现代交流发电机一般由两部分线圈构成;为了提高磁场的强度,一部分线圈绕在一种导磁性能良好的金属片叠成的圆筒内壁的凹槽内,这个圆筒固定在机座上称为定子。定子内的线圈可输出感应电动势和感应电流,因此又称其为电枢。发电机的另一部分线圈则绕在定子圆筒内的一导磁率强的金属片叠成的圆柱体的凹槽内,称为转子。一根轴穿过转子中心并将其紧固在一起,轴两端与机座构成轴承支撑。转子与定子内壁之间保持小而均匀的间隙且可灵活转动。这叫做旋转磁场式构造的无刷同步发电机。

工作时,转子线圈通以直流电形成直流恒定磁场,在柴油机的带动下转子迅速旋转,恒定磁场也随之旋转,定子的线圈被磁场磁力线切割产生感应电动势,发电机就发出电来。

图1双轴承发电机剖视图

转子及其恒定磁场被柴油机带动迅速旋转时,在转子与定子之间小而均匀的间隙中形成一种旋转的磁场,称为转子磁场或主磁场。平常工作时发电机的定子线圈即电枢都接有负载,定子线圈被磁场磁力线切割后产生的感应电动势通过负载形成感应电流,此电流流过定子线圈也会在间隙中产生一种磁场,称为定子磁场或电枢磁场。这样在转子、定子之间小而均匀的间隙中出现了转子磁场和定子磁场,这两个磁场互相作用构成一种合成磁场。发电机就是由合成磁场的磁力线切割定子线圈而发电的。由于定子磁场是由转子磁场引起的,且它们之间总是保持着一先一后并且同速的同步关系,因此称这种发电机为同步发电机。同步发电机在机械构造和电器性能上都具有许多长处。同步发电机的调控

同步发电机在其额定负载范围内容许带多种用电负荷。这些负荷的输入特性会直接影响发电机的输出电压;当负载为纯电阻性时,由于同步发电机的定子端电压——电枢端电压与负载电流是同相的,因此使得转子磁场的前二分之一被定子磁场减弱,而后二分之一又被定子磁场加强,一周内合成磁场平均值不变,发电机输出电压不变。负载展现为纯电感性时,则因负载电流滞后电枢端电压90°而使得定子磁场减弱了转子磁场,合成磁场减少,导致发电机输出电压下降。若负载是纯电容性的,负载电流就会超前电枢端电压90°,从而使定子磁场加强了转子磁场,合成磁场增大,发电机输出电压上升。可见;合成磁场是使发电机性能变化的一种重要原因。而合成磁场中起重要作用的是转子磁场即主磁场,因此,调控转子磁场就可以调整同步发电机的输出电压改善其带负载能力,从而到达在额定负荷范围内稳住发电机输出电压的目的。

同步发电机转子的励磁

所谓励磁即是向同步发电机转子提供直流电使其产生直流电磁场的过程。同步发电机转子凹槽内的线圈就是由称做励磁机的一种专门的设备为其供以直流电形成直流磁场的。初期的发电机是采用单独的励磁机给转子线圈提供直流电的,系统庞大而复杂。伴随技术的进步,现代同步发电机都是将发电机与励磁机组装在一起构成一种完整的发电机。

励磁机其实就是个小发电机,它的工作原理与同步发电机同样。所不一样的是它的定子线圈和转子线圈所起的作用与同步发电机——主发电机恰好相反;固定在主发电机定子旁的励磁机的定子线圈通以直流电形成直流磁场,而安装在主发电机转子轴上的励磁机的转子线圈成为输出电动势的电枢。励磁机的转子与定子内壁之间也是保持着小而均匀的间隙。这也称为旋转电枢式构造的无刷同步发电机。安装在主发电机定子旁的励磁机定子线圈的直流电,是由主发电机定子线圈即电枢的部分输出电压经整流后而得到的。与主发电机转子同轴安装的励磁机转子线圈在其定子线圈产生的磁场内旋转、切割磁力线所产生的感应电动势,经同轴安装在它旁边的整流器也就是旋转整流器变成直流电流,输到主发电机的转子线圈使其产生直流转子磁场。从而到达了对主发电机转子线圈励磁的规定。

同步发电机输出电压的调控

调控的目的就是实目前同步发电机额定负荷范围内稳住输出电压。调控技术的理念是实时地从主发电机电枢获得电压和电流,经整流和负反馈调理后供应励磁机的定子线圈,使其产生变化规律与主发电机输出电压变化规律相反的直流电磁场,这个磁场也必然使励磁机转子电枢的输出电压及旋转整流器供应主发电机转子线圈的直流电流按同样的规律而变化。从而起到实时调整主发电机转子磁场大小,使主发电机在额定负荷范围内保持良好输出特性的作用。

对发电机输出电压的调整过程,可以用如下的流程表达;

由于负荷增长使主发电机电枢电压↓(降)→经负反馈调理后励磁机定子电流及磁场↑→励磁机转子电枢输出电压↑→旋转整流器输出电流↑→主发电机转子磁场↑→使主发电机电枢电压↑

若主发电机电压升高,则其反馈调控使以上各环节作用减少,导致电压回到额定值。

可见通过励磁机实时调控主发电机转子磁场的大小,就可以稳住输出电压。这其中起重要作用的是负反馈调整单元,一般称其为恒压励磁装置和自动电压调整器。

自动电压调整器

现代交流同步发电机常用自动电压调整器AVR这种电子部件调整励磁机定子磁场的强弱。虽然AVR的种类诸多,但性能大同小异;都是实时采样主发电机的输出电压值与预先设定的值相比较,用比较的成果去调整脉冲宽度调制器PWM;输出电压值高则调制器输出脉冲宽度窄,反之则宽。然后再用这些脉冲去调控大功率开关器件即三极管或场效应管控制送入励磁机定子线圈的电流的时间。从而使它的磁场强弱伴随主发电机输出电压的变化而相反变化;即输出电压升高则励磁机定子磁场减小,输出电压减少励磁机定子磁场增强。从而到达负反馈调控的目的。

图2自动电压调整器电路原理方框图

图2是常用的一种AVR类型。取样自主发电机输出电压的信号从8、9两端输入到电压测量比较单元,与内部预先设定的电压值(例如380V)相比较。比较成果以输出电压UA送入脉冲宽度调制单元PWM,输出电压UC送入低频保护单元。电压测量比较单元的L、S、H是连接主发电机输出电压幅值调整电位器的三个端子。

脉冲宽度调制器由稳压器输出的直流电压UCC作为工作电源,以保证其性能稳定。它的输出电压UB控制调制管VT3。若由电压测量比较单元送来的UA大,表明主发电机输出电压升高,则大的UA就会使脉冲宽度调制器输出的脉冲UB的宽度变窄。窄的脉冲就会使VT3导通时间短,通过的电流少。反之,主发电机电压减少UA变小,脉冲宽度调制器输出的脉冲UB的宽度随之变宽,从而使VT3导通时间变长,通过的电流增多。

励磁机定子线圈一端接在端子X1上,另一端接在XX1端子上。由主发电机电枢送来的EA、EB、Ec三相电压,通过三个二极管VD10、VD11、VD12整流后,电流从X1端流入励磁机的定子线圈,由XX1流出,再通过调制管VT3和XN端子流回主发电机电枢,形成励磁机定子线圈的励磁电流通路。VT3是这个通路上的开关,它导通时间长,则定子线圈流过电流时间长,定子磁场强度大；VT3导通时间短,定子线圈电流少,定子磁场强度小。

AVR就是这样调控主发电机的电压的;主发电机由于负荷原因输出电压升高,电压测量比较单元输出的UA伴随升高,受UA控制的脉宽调制器输出脉冲UB宽度变窄,开关管VT3导通时间短,励磁机定子磁场减弱,转子电枢电压及旋转整流器输出电流随之减小,导致供应主发电机转子的励磁电流变小,则主发电机因其转子磁场的减小而使输出电压减少。反之,AVR的负反馈调控功能就会使主发电机的输出电压升高。

在主发电机因负荷超过额定值而输出极大电流时,柴油发动机也需随之输出巨大的动力以致导致其转速低于额定值。低频保护单元的作用就是在这种状况下限制励磁机定子线圈里电流的超额增大。它以电阻和电容构成的充放电支路预先设定一种低频保护点,当主发电机负荷正常时,从电压测量单元来的UC不不小于低频保护点,则低频保护单元输出的电压Ud高,二极管VD8被截止,Ud到不了脉宽调制器,起不了作用。若主发电机超载则Ud变低,VD8导通,Ud和UA就可同步作用于脉宽调制器,使其输出的脉冲UB随Ud的下降而变窄,调制管VT3导通时间随之变短,励磁电流减小励磁机定子磁场变弱,从而导致主发电机转子磁场减小。发电机输出电压下降、电流减小。低频保护单元起到了保护励磁机和主发电机的作用。同步发电机的维护

同步发电机是柴油发电机组的关键部分。为柴油发电机组建立一种合适的工作环境,做好平常维护是十分必要的。

发电机房内的高温、潮湿和空气污染物是引起发电机故障的最常见原因。粉尘、灰尘和其他空气污染物的积累会引起绝缘层的性能变坏,不仅易形成对地的导电通路,还会使转子轴承部分的摩擦力增大而发热。湿气以及空气污染物中的湿气极易在发电机内形成对地的漏电通路,引起发电机故障。机房内温度过高会使发电机组工作时产生的热量难以散出,导致其输出功率下降、机组过热。因此机房的防尘、防潮湿、通风降温就必须引起足够的重视。

无论是单轴承发电机还是双轴承发电机,它们的转子轴与柴油发动机主轴之间连接的同轴度规定很高。长时期运行后的机组有时同轴度也许减少,导致发电机燥声增大,温度过高。应定期检查、维护以保持同轴度良好。

负荷超过发电机的额定负载范围,或三相负荷很不平衡,也会导致发电机效率减少和过热。柴油发电机十万个为何（1—10）本文的内容有：1.什么是"同步"发电机？同步转速是怎样确定？2.什么是发电机的飞轮力矩？它在电气上有什么意义？3.什么是发电机的短路比Kc？Kc与发电机构造有什么关系？4.什么是发电机的直轴瞬变电抗Xd′？与发电机构造有什么关系？5.什么是发电机的直轴超瞬变电抗Xd〃？与发电机构造有什么关系Xd〃的大小对系统有什么影响？6.阻尼绕组的作用是什么？7.3Y接线是什么含义？发电机为何多采用星形接线？8.什么是励磁绕组？什么是电枢绕组？9.什么是叠绕组？有何特点？什么是波绕组？有何特点？10.什么是每极每相槽数g？什么是整数槽绕组？什么是分槽绕组？1.什么是"同步"发电机？同步转速是怎样确定？答:发电机是发电厂的心脏设备，发电机按其驱动的动力大体可分为水轮发电机(水力)和汽轮发电机(蒸汽)。本文所波及的内容均是指\o"发电机电球的工作原理调控及维护"同步发电机(限于立式水轮发电机)。

发电机在正常运行时，在发电机定转子气隙间有一种旋转的合成磁场，这个磁场由两个磁场所成:转子磁场和定子磁场。所谓"同步"发电机，就是指发电机转子磁场的转速(原动机产生)与定子磁场的转速(电力系统频率决定)相等。

转子磁场由旋转的通有直流电的转子绕组(磁极)产生，转子磁场的转速也就是转子的转速，也即整个机组的转速。转子由原动机驱动，转速由机组调速器进行调整，这个转速在发电机的铭牌上均有明确标示。定子旋转磁场由通过三相对称电流的定子三相绕组(按120°对称布置)产生，其转速由式确定(式中:p为转子磁极对数;f为电力系统频率;n为机组转速)。从式中可见，对某一详细的发电机，其磁极对数是固定不变的，而我国电力系统的频率也是固定的，即50Hz(也称工频)，可见每一详细的发电机的定子旋转磁场的转速在发电机制造完毕后就是"定值"。当然，电力系统的频率并不能真正稳定在50Hz的理论值，而是容许在这个值的上下有微小的波动，也即定子磁场在运行中实际是在额定转速值的周围动态变化的。转子磁场为了与定子磁场同步也要适应这个变化，也即机组的转速作动态的调整。假如转速不能与定子磁场保持一致，则我们说该发电机"失步"了。2.什么是发电机的飞轮力矩？它在电气上有什么意义？答:发电机飞轮力矩，是发电机转动部分的重量与其惯性直径平方的乘积。看起来它是一种与电气参数无关的量，其实否则，它对电力系统的暂态过程和动态稳定影响很大。它直接影响到在多种工况下忽然甩负荷时机组的速率上升及输水系统的压力上升，它首先应满足输水系统调整保证计算的规定。当电力系统发生故障，机组负荷突变时，因调速机构的时滞，使机组转速升高，为限制转速，机组需一定量的飞轮力矩，越大，机组转速变化率越小，电力系统的稳定性就越好。与机组造价亲密有关，飞轮力矩越大，机组重量越大，制导致本越大。3.什么是发电机的短路比Kc？Kc与发电机构造有什么关系？答:短路比Kc，是表征发电机静态稳定度的一种重要参数。Kc本来的意义是对应于空载额定电压的励磁电流下三相稳态短路时的短路电流与额定电流之比，即Kc=Iko/IN。由于短路特性是一条直线，故Kc可体现为发电机空载额定电压时的励磁电流Ifo与三相稳态短路电流为额定值时的励磁电流Ifk之比，体现式为:Kc=Ifo/Ifk≈1/Xd。Xd是发电机运行中三相忽然短路稳定期所体现出的电抗，即发电机直轴同步电抗(不饱和值)。

如忽视磁饱和的影响，则短路比与直轴同步电抗Xd互为倒数。短路比小，阐明同步电抗大，对应短路时短路电流小，不过运行中负载变化时发电机的电压变化较大且并联运行时发电机的稳定度较差，即发电机的过载能力小，电压变化率大，影响电力系统的静态稳定和充电容量。短路比大，则发电机过载能力大，负载电流引起的端电压变化较小，可提高发电机在系统运行中的静态稳定性。但Kc大使发电机励磁电流增大，转子用铜量增大，使制导致本增长。短路比重要根据电厂输电距离，负荷变化状况等因数提出，一般水轮发电机的K，取0。9～1。3。构造上，短路比近似的等于

可见，要使Kc增大，须减小A，即增大机组尺寸;或加大气隙，须增长转子绕组安匝数。4.什么是发电机的直轴瞬变电抗Xd′？与发电机构造有什么关系？答:Xd′是代表发电机运行中三相忽然短路初始时间(阻尼绕组的电流衰减后)的过渡电抗。直轴瞬变电抗是发电机额定转速运行时，定子绕组直轴总磁链产生的电压中的交流基波分量在突变时的初始值与同步变化的直轴交流基波电流之比。它也是发电机和整个电力系统的重要参数，对发电机的动态稳定极限及忽然加负荷时的瞬态电压变化率有很大影响。Xd′越小，动态稳定极限越大，瞬态电压变化率越小;但Xd′越小，定子铁芯要增大，从而使发电机体积增大，成本增长。Xd′的值重要由定子绕组和励磁绕组的漏抗值决定。

构造上，Xd′与电负荷A，极距τ有如下关系:

k为比例系数。可见，要减少Xd′，必须减小A或加大τ，都将使发电机尺寸增大。5.什么是发电机的直轴超瞬变电抗Xd〃？与发电机构造有什么关系Xd〃的大小对系统有什么影响？答:Xd〃是代表发电机运行中三相忽然短路最初一瞬问的过渡电抗。发电机忽然短路时，转子励磁绕组和阻尼绕组为保持磁链不变，感应出对电枢反应磁通起去磁作用的电流，将电枢反应磁通挤到励磁绕组和阻尼绕组的漏磁通的途径上，这个途径的磁阻很大即磁导很小，故其相对应的直轴电抗也很小，这个等效电抗称为直轴超瞬变电抗Xd〃，也即有阻尼绕组的发电机忽然短路时，定子电流的周期分量由Xd〃来限制。

构造上，Xd〃重要由发电机定子绕组和阻尼绕组的漏抗值决定。

对于无阻尼绕组的发电机，则Xd〃=Xd′。

由于Xd〃的大小影响电力系统忽然短路时短路电流的大小，故Xd〃值的大小也影响到系统中高压输变电设备尤其是高压断路器的选择，如动稳定电流等参数。从电气设备选择来说，但愿Xd〃大些，这样短路电流小某些。6.阻尼绕组的作用是什么？答:水轮发电机转子设计有交，直轴阻尼绕组。阻尼绕组在构造上相称于在转子励磁绕组外叠加的一种短路鼠笼环，其作用也相称于一种随转子同步转动的"鼠笼异步电机"，对发电机的动态稳定起调整作用。发电机正常运行时，由于定转子磁场是同步旋转的，因此阻尼绕组没有切割磁通因而也没有感应电流。当发电机出现扰动使转子转速低于定子磁场的转速时，阻尼绕组切割定子磁通产生感应电流，感应电流在阻尼绕组上产生的力矩使转子加速，两者转速差距越大，则此力矩越大，加速效应越强。反之，当转子转速高于定子磁场转速时，此力矩方向相反，是使转子减速的。因此，阻尼绕组对发电机运行的动态稳定有良好的调整作用。7.3Y接线是什么含义？发电机为何多采用星形接线？答:在发电机铭牌或图纸中，我们常见到发电机定子绕组的接线方式表达为Y，3Y，5Y等。这表达发电机是按星形方式接线。Y3表达发电机定子绕组是3路星形并联，也可以理解为3个星形接线的发电机并联在一起。由于发电机的磁通内有较强的3次谐波，假如发电机接成△线，则3次谐波会在△内形成回路，导致附加的损耗和发热。此，发电机定子绕组一般接成Y形，使3次谐波不能形成回路。8.什么是励磁绕组？什么是电枢绕组？答:在电机的定，转子绕组中，将空载时产生气隙磁场的绕称为励磁绕组(或激磁绕组);将另一产生功率转换(吸取或出有功功率)的绕组称为电枢绕组。可见，水轮发电机的励磁组就是转子绕组，而定子绕组则是电枢绕组。异步电动机的励绕组是定子绕组，而基本处在短路状态下的转子绕组则是电枢组。9.什么是叠绕组？有何特点？什么是波绕组？有何特点？答:叠绕组是任何两个相邻的线圈都是后一种线圈叠在前一线圈的上面。在制造上，这种绕组的一种线圈多为一次制导致，这种形式的线圈也称为框式绕组。这种绕组的长处是短矩时节省端部用铜，也便于得到较多的并联支路。其缺陷是端部的接线较长，在多极的大电机中这些连接线较多，不便布置且用量也很大，故多用于中小型电机。波绕组是任何两个串联线圈沿绕制方向象波浪似的前进。在造上，这种绕组的一种线圈多由两根条式线棒组合而成，故也为棒形绕组。其长处是线圈组之间的连接线少，故多用于大型轮发电机。在现场，波绕组的元件直接称呼为"线棒"。本文述中，多以"线棒"替代"线圈"。10.什么是每极每相槽数g？什么是整数槽绕组？什么是分槽绕组？答:对某一详细的发电机，发电机定子的槽数和转子的磁极数都已确定。其中有一种重要的概念是每极每相槽数q。发电绕组由A，B，C三相构成，则每一相在定子中所占的槽数是等的，各1/3;对应于转子的每个磁极，各相在每个磁极下对应所占的定子槽数也是相等的。每极每相槽数q，即在每个磁极下，每一对应当占有的槽数。

式中Z——定子总槽数;

2p——磁极个数;

m——相数。

由公式可见，q值很轻易求得。当q为整数时，则称绕组为整数槽绕组;q为分数时，则称绕组为分数槽绕组。如q=3，则表达一种磁极下，A，B，C三相在定子槽中各占有三槽。如表达一种磁极下，A，B，c三相在定子槽中各占有槽，也即分数槽。可是，一种定子槽是不也许劈开为分数的。也即11/4，这就表达，每4个磁极下，A，B，c三相在定子槽中各占有1l槽，各相磁极下对应的总的槽数还是相等。11。什么是分数槽绕组的循环数(或轮换数)？它是怎样构成和确定的？答:在\o"康明斯柴油发电机"发电机定子绕组图纸的参数中，我们可以看到绕组循环数或轮换数，如某发电机定子为792槽，每极每相槽数其绕组循环数为3233，这个数就是分数槽绕组的轮换数，它与每极每相槽数是亲密有关的，它表达定子三相绕组的排列中各相对应布置的定子槽数。

上述的3233，其4位数字相加:3+2+3+3=11;ll为定子槽数，"位数"4表达4个磁极，显然两数分别为每极每相槽数q=11/4的分子和分母。它表达定子的所有槽数排列次序为:按A相3槽，B相2槽，C相3槽，A相3槽(注意已排了一轮)，B相3槽，C相2槽，A相3槽，B相3槽(注意已排了两轮)……，如此一直将所有的定子槽数排完。即按3233的次序将定子的所有槽数均分为三等分，如该发电机共有792槽，则以3233这个次序数排72轮(72×1l=792)，就将所有定子槽数排完了，每相占有264槽。同为11/4，循环数当然也可排为2333或3332。之因此选3233，是根据多种排列在方块图上排列显示后，以其连线最省的原则确定的。也即绕组线棒之间的连接方式，以选用端部接头至少的波绕方式为佳，绕组端部接线的设计应使极问连接线的数量至少。为节省篇幅，本文只标出一种支路的连接，中间部分槽省略。12。什么是波绕组的合成节矩？合成节矩中的数值各代表什么意义？答:合成节矩是用来表征波绕组连接规律的参数。它表明波绕组将各个线圈串接成完整绕组沿绕制方向前进的槽数，为相邻两线圈的对应边相隔的槽数。如在发电机定子绕组图纸上，我们看到绕组参数栏内标有类似1-7—14这样的参数，这个参数就是绕组的合成节矩。

合成节矩Y=y1+y2;其中节矩y1，表明一种定子线圈的一根线棒在N极下而另一根线棒处在s极下，两端相隔的定子槽数，1-7表达这个线圈一端在第1槽而另一端在第7槽，y1=6:节矩y2，表达该线圈从第7槽出来后下一种相连的线圈槽号是第14槽，y2=7，则合成节矩Y=13。13。分数槽绕组有何优缺陷？答:大型水轮发电机多采用分数槽绕组，其长处有:①能减弱磁极磁场非正弦分布所产生的高次谐波电势;②能有效地减弱齿谐波电势的幅值，改善电动势的波形;③减小了因气隙磁导变化引起的每极磁通的脉振幅值，减少了磁极表面的脉振损耗。

其缺陷是分数槽绕组的磁动势存在奇多次和偶多次谐波，在某些状况下它们和主极磁场互相作用也许产生某些干扰力，当某些干扰力的频率和定子机座固有振动频率重叠时，将引起共振，导致定子铁芯振动。因此，分数槽q值选择不妥也也许带来诸多隐患，这在实际发电机的运行中是有例子的。14。什么是齿谐波电势？减弱齿谐波电势有哪些措施？答:在发电机绕组电势的分析中，首先是假定定子绕组的铁芯表面是平滑的，但实际上由于铁芯槽的存在，铁芯内圆表面是起伏的，对磁极来说，气隙的磁阻实际上是变化的。磁极对着齿部分，则磁阻小，对着铁芯线槽口部分的气隙磁阻就大，伴随磁极的转动，就会由于气隙磁阻的变化在定子绕组中感应电势。这种由于齿槽效应在绕组中感生的电势就称为齿谐波电势。减弱齿谐波电势的措施有:(1)采用斜槽，即定子或转子槽与轴线不平行。把定子槽做成不垂直的斜槽或将磁极做成斜极，当然这在大型发电机中是无法做到的。在小型电机如异步鼠笼电动机中，转子绕组采用的就是斜槽。在某些中小型发电机中也采用了定子斜槽的方式，一般斜度等于一种定子槽距。(2)采用磁性槽楔，即改善磁阻的大小。但目前没有成熟技术，也只限于中，小型电动机上应用。(3)加大定，转子气隙也能有效地减弱齿谐波，但会使功率因数变坏，故一般也不采用。(4)采用分数槽绕组。这是目前大型水轮发电机广泛采用的措施。15。发电机运行中的损耗重要有哪些？答:发电机的损耗大体可分为五大类，即定子铜损，铁损，励磁损耗，电气附加损耗，机械损耗。发电机运行中，所有的损耗几乎都以发热的形式体现出来。(1)定子铜损即定子电流流过定子绕组所产生的所有损耗。(2)铁损即发电机磁通在铁芯内产生的损耗，重要是主磁通在定子铁芯内产生的磁滞损耗和涡流损耗，还包括附加损耗。(3)励磁损耗即转子回路所产生的损耗，重要是励磁电流在励磁回路中产生的铜损。(4)电气附加损耗则比较复杂，重要有端部漏磁通在其附近铁质构件中产生的损耗，多种谐波磁通产生的损耗，齿谐波和高次谐波在转子表层产生的铁损等。(5)机械损耗重要包括通风损耗，轴承摩擦损耗等。16。发电机忽然短路有哪些危害？答:(1)发电机忽然短路时，发电机绕组端部将受到很大的电动力冲击作用，也许使线圈端部产生变形甚至损伤绝缘。(2)定，转子绕组出现过电压，对发电机绝缘产生不利影响。定子绕组中产生强大的冲击电流，与过电压的综合作用，也许导致绝缘微弱环节的击穿。(3)发电机也许产生剧烈振动，对某些构造部件产生强大的破坏性的机械应力。17。什么是绝缘的局部放电？发电机内的局放有哪几种重要形式？答:在电场的作用下，绝缘系统中绝缘体局部区域的电场强度到达击穿场强，在部分区域发生放电，这种现象称为局部放电(PartialDischarge)。局部放电只发生在绝缘局部，而没有贯穿整个绝缘。

发电机中的局部放电重要有绕组主绝缘内部放电，端部电晕放电及槽放电(含槽部电晕)三种。此外，发电机中尚有一种危害性放电，是由定子线圈股线或接头断裂引起的电弧放电，这种放电的机理与局部放电不一样。18。发电机主绝缘内的局部放电产生的原因是什么？有什么危害？答:大型发电机定子线棒在生产过程中，由于工艺上的原因，在绝缘层问或绝缘层与股线之间也许存在气隙或杂质;运行过程中在电，热和机械力的联合作用下，也会直接或间接地导致绝缘劣化，使得绝缘层间等产生新的气隙。

由于气隙和固体绝缘的介电系数不一样，这种由气隙(杂质)和绝缘构成的夹层介质的电场分布是不均匀的。在电场的作用下，当工作电压到达气隙的起始放电电压时，便产生局部放电。局部放电起始电压与绝缘材料的介电常数和气隙的厚度亲密有关。

气隙内气体的局部放电属于流注状高气压辉光放电，大量的高能带电粒子(电子和离子)高速碰撞主绝缘，从而破坏绝缘的分子构造。在主绝缘发生局部放电的气隙内，局部温度可到达1000℃，使绝缘内的胶粘剂和股线绝缘劣化，导致股线松散，股问短路，使主绝缘局部过热而热裂解，最终损伤主绝缘。局部放电的深入发展是使绝缘内部产生树枝状放电，引起主绝缘深入劣化，最终形成放电通道而使绝缘破坏。19。什么是电晕？电晕对发电机有什么危害？答:发电机内的电晕(Corona)，是发电机定子高压绕组绝缘表面某些部位由于电场分布不均匀，局部场强过强，导致附近空气电离，而引起的辉光放电。可见，电晕是发电机局部放电的一种。它产生在绝缘的表面，它与我们所熟悉的一般户外高压电场下的导体附近的电晕是有所不一样的。

与其他形式的局部放电相比，电晕自身的放电强度并不是很高，但电晕的存在大大的减少了绝缘材料的性能。表面电晕使绝缘表面局部温度升高，电晕的热效应及其产生的03和N2的化合物(03极易分解与空气中的氮N2及水分化合生成酸)也会损坏局部绝缘，对黄绝缘来说是将绝缘层变成白色粉末，其程度的深浅与电晕作用时间有关，材料表面损坏后，放电集中于凹坑并向绝缘材料内部发展，严重时发展为树枝放电直到击穿。此外，电晕还使其周围产生带电离子，多种不利因数的叠加，一旦定子绕组出现过电压，则就有导致线棒短路或击穿的也许。黄绝缘的击穿场强随温度的升高而略有下降，当温度超过180℃时，其击穿场强将急剧下降。20。怎样处理线棒出槽口处的磨卡现象答:这种故障多发生在铁芯线槽上下端出现局部松动或整个线槽出现振动。如在本来发电机工艺中，大型发电机均是在工厂内分别叠装，运抵现场后组装，因此合缝槽易出现振动，槽楔松动等现象。此外铁芯压指松动也会导致这种故障。

处理的原则是根据故障的程度和发电机线棒的参照电位综合考虑。若线棒运行电位高且磨卡已伤及主绝缘，则应考虑更换线棒。如线棒运行电位不高，磨卡部位只是损伤了防晕层或主绝缘损伤很轻，则不须换线棒，可在不拔出线棒的状况下进行处理。假如是铁芯松动引起，则应首先处理好铁芯。视状况可退出部分槽楔，将磨卡部位清洁洁净后，喷人低阻半导体漆。然后，沿线槽边打人厚度合适的低阻半导体板，将线棒与线槽挤紧，然后恢复槽楔等。柴油发电机组单相运行的原因及防止

在现代工业生产中，\o"康达康明斯柴油发电机组"柴油发电机组动力部分的应用非常广泛，不过在生产当中柴油发电机组动力部分因缺相运行而导致烧毁的事故在生产中占有很大的比例，怎样减少这些问题的出现，全面提高柴油发电机组动力部分的使用效率，是一种值得认真思索的问题，本文是根据\o"东莞康达机电工程有限企业"东莞康达企业数年的工作实际和有关资料，提出防止柴油发电机组动力部分单相运行的措施，仅供参照，局限性之处，请提出宝贵意见。一、柴油发电机组动力部分单相运行产生的原因及防止措施１、熔断器熔断

⑴故障熔断：重要是由于电机主回路单相接地或相间短路而导致熔断器熔断。

防止措施：选择适应周围环境条件的柴油发电机组动力部分和对的安装的低压电器及线路，并要定期加以检查，加强平常维护保养工作，及时排除多种隐患。

⑵非故障性熔断：重要是熔体容量选择不妥，容量偏小，在启动柴油发电机组动力部分时，受启动电流的冲击，熔断器发生熔断。

熔断器非故障性熔断是可以防止的，不要片面认为在能躲过电机的启动电流的状况下，熔体的容量尽量选择小某些的，这样才可以保护电机。我们要明确一点那就是熔断器只能保护柴油发电机组动力部分的单相接地和相间短路事故，它绝不能作为柴油发电机组动力部分的过负荷保护。

２、对的选择熔体的容量

一般熔体额定电流选择的公式为：额定电流＝Ｋ×柴油发电机组动力部分的额定电流

⑴耐热容量较大的熔断器（有填料式的）Ｋ值可选择1.5～2.5。

⑵耐热容量较小的熔断器Ｋ值可选择４～６。

对于柴油发电机组动力部分所带的负荷不一样，Ｋ值也对应不一样，如柴油发电机组动力部分直接带动风机，那么Ｋ值可选择大某些，如柴油发电机组动力部分的负荷不大，Ｋ值可选择小某些，详细状况视电机所带的负荷来决定。

此外，熔断器的熔体和熔座之间必需接触良好，否则会引起接触处发热，使熔体受外热而导致非故障性熔断。在安装柴油发电机组动力部分的过程中，应采用恰当的接线方式和对的的维护措施。⑴对于铜、铝连接尽量使用铜铝过渡接头，如没有铜铝接头，可在铜接头出挂锡进行连接。⑵对于容量较大的插入式熔断器，在接线处可加垫薄铜片（0.2mm），这样的效果会更好某些。⑶检查、调整熔体和熔座间的接触压力。⑷接线时防止损伤熔丝，紧固要适中，接线处要加垫弹簧垫圈。３、主回路方面易出现的故障

⑴接触器的动静触头接触不良。

其重要原因是：接触器选择不妥，触头的灭弧能力小，使动静触头粘在一起，三相触头动作不一样步，导致缺相运行。

防止措施：选择比较适合的接触器。

⑵使用环境恶劣如潮湿、振动、有腐蚀性气体和散热条件差等，导致触头损坏或接线氧化，接触不良而导致缺相运行。

防止措施：选择满足环境规定的电气元件，防护措施要得当，强制改善周围环境，定期更换元器件。

⑶不定期检查，接触器触头磨损严重，表面凸凹不平，使接触压力局限性而导致缺相运行。

防止措施：根据实际状况，确定合理的检查维护周期，进行严细认真的维护工作。

⑷热继电器选择不妥，使热继电器的双金属片烧断，导致缺相运行。

防止措施：选择合适的热继电器，尽量防止过负荷现象。

⑸安装不妥，导致导线断线或导线受外力损伤而断相。

防止措施：在导线和电缆的施工过程中，要严格执行“规范”严细认真，文明施工。

⑹电器元件质量不合格，容量达不到标称的容量，导致触点损坏、粘死等不正常的现象。

防止措施：选择适合的元器件，安装前应进行认真的检查。

⑺柴油发电机组动力部分自身质量不好，线圈绕组焊接不良或脱焊；引线与线圈接触不良。

防止措施：选择质量很好的柴油发电机组动力部分。二、单相运行的分析和维护

根据柴油发电机组动力部分接线方式的不一样，在不一样负载下，发生单相运行的电流也不一样，因此，采用的保护方式也不一样。

例如：Ｙ型接线的柴油发电机组动力部分发生单相运行时，其电机相电流等于线电流，其大小与柴油发电机组动力部分所带的负载有关。当△型接线的柴油发电机组动力部分内部断线时，柴油发电机组动力部分变成∨型接线，相电流和线电流均与柴油发电机组动力部分负载成比例增长，在额定电流负载下，两相相电流应增大1.5倍，一相线电流增长到1.5倍，其他两相线电流增长√３／２倍。

当△型接线的柴油发电机组动力部分外部断线时，此时柴油发电机组动力部分两相绕组串联后与第三组绕组并联接于两相电压之间，线电流等于绕组并联之路电流之和，与柴油发电机组动力部分负荷成比例增长，在额定负载状况下，线电流增大３／２倍，串接的两绕组电流不变，此外一相电流将增大１／２倍。

在轻载状况下，线电流从轻电流增长到额定电流，接两相绕组电流保持轻载电流不变，第三相电流约增长1.2倍左右。因此角型接线的柴油发电机组动力部分在单相运行时，其线电流和相电流不仅随断线处的不一样发生变化，并且还根据负载不一样发生变化。综上所述，导致柴油发电机组动力部分单相运行的原因无非是如下的几种原因导致的：１、环境恶劣或某种原因导致一相电源断相。２、保险非正常性熔断。３、启动设备及导线、触头烧伤或损坏、松动，接触不良，选择不妥等导致电源断一相。４、柴油发电机组动力部分定子绕组一相断路。５、新电机自身故障。６、启动设备自身故障。

只要我们在施工时认真安装，在正常运行及维护检修过程中，严格按原则执行，一定可以防止由于柴油发电机组动力部分单相运行所导致的不必要的经济损失。柴油发电机组设备维修常见技术问题分析序言

企业的生产活动中，设备维修是保障设备安全运行的重要措施；是恢复设备技术性能，排除故障及消除故障隐患，延长设备使用寿命的有效手段。我国的设备维修行业起步相对较晚，在维修中还存在着诸多技术问题。这些问题的存在，会导致设备机械维修质量不高，装备可靠性差，甚至重大设备事故的发生。一、设备维修措施存在的问题1．设备维修不能对的判断分析故障，盲目大拆大卸的现象司空见惯。

某些维修人员由于对设备机械构造、原理不清晰，不认真分析故障原因，不能精确判断故障部位，凭着“大概、差不多”的思想盲目对设备大拆大卸，成果不仅原故障未排除，并且由于维修技能和工艺较差，又出现新的问题。如某站曾经出现\o"120KW珀金斯柴油发电机组"120KW柴油发电机动力局限性、机械无法工作的故障。维修人员拆卸分解了PT喷油泵和喷油器也没有找到故障原因，更换1个喷油泵试验，故障仍旧。最终检查故障是由于所用柴油内部杂质、水分过多引起。而本次拆卸却导致PT喷油泵的性能明显下降，\o"康明斯柴油发电机组"柴油发电机功率局限性。因此，当机械出现故障后，要通过检测设备进行检测；如无检测设备，可通过“问、看、查、试”等老式的故障判断措施和手段，结合设备的构造和工作原理，确定最也许发生故障的部位。在鉴定设备故障时，一般常用“排除法”和“比较法”，按照从简朴到复杂、先外表后内部、先总成再部件的次序进行，切忌“不问青红皂白，盲目大拆大卸”。2．盲目更换零部件，一味“换件修理”的现象不一样程度地存在。

设备故障的判断和排除相对困难某些，有些维修人员一贯采用换件试验的措施，不管大件小件，只要认为也许是导致故障的零部件，一种一种更换试验。成果非但故障没排除，且把不该更换的零部件随意更换了，增长了维修费。

有些故障零部件完全可以通过修理恢复其技术性能，如发电机、空压机、鼓风机、燃烧器、齿轮油泵等出现故障，不需要复杂修理工艺即可修复。在维修时，应根据故障现象认真分析判断故障原因及部位，对能修复的零部件要采用修理的措施恢复技术性能，杜绝盲目更换零部件的做法。3．不注意检测零部件配合间隙的现象为数不少。

常用柴油发电机维修中，活塞与缸套配合间隙、活塞环“三隙”、活塞顶隙、气门间隙、柱塞余隙、制动蹄片间隙、主从动齿轮啮合间隙、轴承轴向和径向间隙、气门杆与气门导管配合间隙等，各类机型均有严格的规定，在维修时必须进行测量，对不符合间隙规定的零部件要进行调整或更换。实际维修工作中，不测量配合间隙而盲目装配零部件的现象为数不少，导致轴承初期磨损或烧蚀、柴油发电机烧机油、起动困难或爆燃、活塞环折断、机件撞击、漏油、漏气等故障。有时甚至会因零部件配合间隙不妥，导致机械严重损坏事故的发生。4．设备装配时零部件装反的状况时有发生。

在维修设备时，某些零部件装配有着严格的方向规定；只有对的安装，才能保证零部件正常工作。有些零部件外部特性不明显，正反都可以安装，在实际工作中时常出现装反的状况，导致零件初期损坏、机械不能正常工作、设备损坏事故等。如发动机气缸衬垫、不等距气门弹簧、发动机活塞、活塞环、风扇叶片、齿轮油泵侧板、骨架油封、止推垫圈、止推轴承、止推垫片、挡油圈、喷油泵柱塞、离合器摩擦片盘毂、传动轴万向节等零部件在安装时，如不理解构造及安装注意事项，最易装反。致使装配后工作不正常，导致设备故障的发生。因此，维修人员在装配零部件时，一定要掌握零部件的构造及安装方向规定，不可想当然盲目安装。5．维修措施不正规，“治标不治本”仍是某些维修单位的习惯。

在维修设备时，某些维修人员不采用对的的维修措施，认为应急措施是万能的，以“应急”代“维修”，“治标不治本”的现象还诸多。如常常碰到的“以焊代修”，就是一例。某些部件本可进行修理，但有些维修人员图省事，却常采用“焊死”的措施；为了使柴油发电机“有劲”，人为调大喷油泵的供油量和调高喷油器喷油压力。这些不正规的维修措施只能应急，却不可长期使用，必须从主线上查出故障原因，采用正规的维修措施排除故障，应引起维修人员的注意。二、设备维修材料、配件中存在的问题1．不检查新件质量，装配后出现故障的问题比较常见。

在更换配件前，有些维修人员对新配件不做技术检查，拿来后直接安装到设备上，这种做法是不科学的。目前市场上发售的零配件质量良莠不均，某些假冒伪劣配件鱼目混珠；尚有某些配件由于库存时间过长，性能发生变化，如不经检测，装配后常常引起故障的发生。因此，在更换新配件前一定要进行必要的检查测试。检测包括外观及性能测试，保证新配件无端障，杜绝其引起的不必要麻烦。2．不注意配件型号，配件代用或错用的现象较普遍。

在维修设备时，配件代用或错用的现象仍然较普遍。有些配件应急代用是可行的，但长时间使用却有害无益，影响设备的安全和技术性能。有些维修人员对机械构造、原理理解较少，诸多零配件型号不符