1FC6型发电机故障浅析

1FC6型发电机故障浅析

黄晓东

齐齐哈尔北车辆段

摘要：简介1FC6型发电机特点、原理，并提出常见故障分析及处理措施。

关键词：发电机故障措施

1.前言

铁路空调客车发电车一般采用1FC6、1FC5两种型号的发电机较多，两种发电机额定输出功率均可达到300KVA，且在控制原理上基本接近，只是1FC5型发电机在进行电压取样时采用的是三相取样，而1FC6型发电机采用的是二相取样。

本文以1FC6型发电机为例，对该型发电机的原理、一般故障原因及处理方式进行了研讨。对现场教学及故障处理具有一定的指导意义。

2.概述

本文共分两大部分

2.11FC6型发电机原理：主要包括1FC6发电特点及原理简介。

2.21FC6型发电机常见故障分析及处理措施：主要包括不发电、发电超高、机械故障。

3.1FC6型发电机故障浅析

3.11FC6型发电机原理

3.1.1型号

发电车用发电机全型号代码为：1FC6356-4LA4，该发电机为西门子公司技术。

3.1.2机组发电特点及原理简介

1FC6型发电机采用了先进的无刷相复励励磁系统。其主要特点及工作原理为：

3.1.2.1相复励励磁系统

3.1.2.1.1当机组启动达到额定转速时，发电机转子部分由于剩磁原因存在剩磁电压，当转子旋转后，剩磁与定子线圈产生切割，从而在定子线圈产生电压，（若剩磁较小时，采用24V蓄电池对转子进行充电励磁）。定子线圈产生的电压又进一步提升转子的励磁电压，最终在电机达到额定转速时，发电机建立起空载电压（按现有要求为400V，50Hz）。

3.1.2.1.2当发电机系统向外输出电流时，经过机组内部的互感器变压器T6，在励磁回路电压中叠加一个电压分量，该分量与流过互感器的主电流成比例关系，即电流越大，电压分量越高，提高励磁电压，从而满足在负荷输出情况下，励磁电压随输出电流的变化而变化，最终保持发电机组在电压恒定情况下输出电流。

3.1.2.1.3发电机励磁系统均采用直流励磁，由定子绕组及互感器提供的交流电压经过限压元件三相整流桥变成直流电压提供给转子励磁。

3.1.2.2励磁控制系统

以上是发电车相复励系统的运行原理简介。该系统如果各元件都能够按照设计要求采用，那么完全可以达到自励自控；但是在实际上，由于元件的采用不可能单独设计，要采用标准通用元件，以及对现场有利条件，励磁电压在设计上都要高于励磁系统实际需要电压，那么，在励磁系统中就要加装励磁控制系统，将多余的励磁电压分离除去。励磁控制系统由控制板、分压模块组成。控制板对定子线圈输出交流电压进行采集，并与设定电压比较，输出信号给分压模块的可控硅，可控硅根据控制板提供的信号导通或切断，从而降低励磁电压，使定子线圈输出电压保证在额定电压要求范围内。

3.1.2.3无刷系统

有刷发电机在经过励磁控制系统整定后的直流电压，需要通过电刷滑环与转子连接，将励磁电压提供给转子绕组，若电机输出电流高，那么相应的励磁电压也要升高，此时对电刷及滑环的接触要求也会增高，接触面必须导电良好，否则接触电阻过大的话对励磁效果产生极大的影响。

无刷系统主要由励磁机、转子励磁副线圈、旋转整流模块、转子主励磁线圈组成。励磁机定子为固定设置，由主励磁系统提供的直流电压通入，形成固定的磁场。转子上的励磁副线圈在其中转动过程中产生切割电压，形成交流电，该交流电压经过同轴设置的旋转整流模块再次整定为直流电压，提供给转子主励磁线圈，由主励磁线圈旋转切割定子主线圈产生输出电压。

上述结构旋转部分与固定部分无机械的电力连接，避免了滑动接触产生的阻抗问题。

3.2发电机组故障分析及处理

3.2.1发电电压低或不发电

发电机电压低或不发电主要原因是励磁不良造成的，一是控制系统设定及控制信号错误，二是元件损坏。

3.2.1.1检查控制屏电压整定旋钮是否有短路等问题。可以将AVR控制板上第三开关向上拨动（设定为内调），观察电压并调动AVR板上电位器U。如可调并正常则为外附整定回路故障，可在电机接线盒内测量207/208线阻值，应随着电位器转动升高或降低，并且阻值变化均匀。

3.2.1.2断开可控硅阳极启动机组（G极），如电压为420V以上，则说明可控硿击穿。

3.2.1.3如仍为故障则检查静止整流模块输出电压或检查空载励磁电压（15-18V），必要时更换整个弯板。

3.2.1.4更换弯板仍存在故障则检查旋转模块，首先检查压敏电阻，可卸下压敏电阻接线螺丝并在铜圈与电阻间垫一张纸，启动机组若电压正常则压敏电阻烧损（压敏电阻烧损一般常见于经常带有大负载送、断电情况）。

3.2.1.5检查旋转整流模块，必要时更换检查。

3.2.1.6检查励磁机电阻及绝缘，背包内变压器、电抗器及接线。

3.2.1.7在空载状态下测量发电机励磁电压，该电压一般不得超过18V，若超过，则说明励磁转子回路出现电能流失，主要是线圈及元件短路。

3.2.2发电机电压高

发电机电压输出高，主要是控制元件及控制信号问题。

3.2.2.1检查控制屏电压整定旋钮是否有断线等问题。可以将AVR控制板上第三开关向上拨动（设定为内调），观察电压并调动AVR板上电位器U。如可调并正常则为外附整定回路故障。

3.2.2.2检查背包内变压器、电抗器及接线。最主要需要检查电抗器电隙，该电隙增加则系统电压升高，可通过增加或减少垫板来调整。

3.2.2.3更换检查可控硅、AYR板。注意检查弯板上可调电阻（绿色）接线是否有断线，可控硅控制极接线，各接插件。

3.2.2.4在负载状态下电压逐渐降低则检查更换可控硅、AVR板；同时应检查励磁开关及励磁二极管是否处于短路导通状态。

3.2.3机械故障

发电机运用中常见的机械放障为轴承故障。

在轴承发生故障初期，机组运行没有明显的变化，机组外部运行声响没有异常，但是故障轴承的温度偏高。当故障进一步恶化时，轴承油脂会由于高温产生浓重的烟雾及刺鼻的气味，同时油脂由于液化从轴承座间隙渗出并被转子甩出，严重的会产生咬轴卡死使机組突然停机且无法转动。

轴承的早期故障一般会出现轻微异响、温度升高现象，此种故障可以在运行中采取如下方法早期发现：

3.2.3.1监听机组异常声响的最佳时机是机组启动或停机的时刻，在机组启动或停机时，必须有人在机房监听，若机组轴承有故障，则在机组启停机瞬间有效检查出来。

3.2.3.2在运行中使用探棒等顶住油嘴等部位监听轴承声响是否异常。

3.2.3.3巡视时对轴承温度进行检查比较（可手摸或点温计点测）。

以上是对1FC6型发电机原理及故障的简要分析，并提出了一些有效的处理解决措施，由于本人水平有限，不足之处，请各位领导指正。

黄晓东：齐齐哈尔北车辆段技术科助理工程师，邮编：161500，