康明斯公司深入分析柴油发电机组励磁故障原因并研究解决办法

康明斯发电机公司对沥青站2005～2007年间对施工环境、发电机使用情况的调查和工中出现 75kW～200kW部分柴油发电机组励磁对故障的分析研究，满载运行时间过长、负载功装置经常失灵，经检查发电机无电压，且有糊焦率因素低、三次以上的高次谐波严重、三相负载味，拆开发电机发现励磁绕组均已烧毁，拆件检严重不平衡、频繁起动较大功率的异步电动机、测发现励磁用可控硅及续流二极管均已击穿损坏。发电机及负载短路、保安装置失灵或不完善以及鉴于此类故障具有普遍性，且严重影响施工生产，高温高湿环境连续作业等是造成发电机温升过高、点状态的变化，但人的肉眼在这极短的时间内观察不到PLC的输入信号指示灯的闪烁，所以从PLC输入信号指示灯观察不到有输入信号混乱的现象。最后我决定将检测拌缸门关闭到位的行程开关重新安装，使这个行程开关稍微离开拌缸门，使沥青料不会落到碰触线上，但仍能检测到拌缸门关闭与打开的变化。改装后再没有发生过卸料混乱的现象。

故障产生在设计和安装过程中，调试过程中可能故障不明显，所以没有仔细检查。同时这个故障有一定的复杂程度，并带有很大的隐蔽性，所以排除过程经历了一些时间。总结这起故障及排除过程，认为设备安装调试时首先要把好关，尽可能排除所有故障，使设备不带病使用。同时在排除类似非常隐蔽的故障时需要严格的思考，先从逻辑上确定故障目标，然后从多方面仔细观察，相信故障终究会被排除。骨料加热燃烧器点火不成功,沥青站的骨料加热燃烧器大多是由一个以伺服电机为主体的小型自动控制系统，再结合外围电路参与到沥青站的整体工作。曾经遇到一套沥青站骨料加热燃烧器不能正常点火的例子。

沥青站平时点火工作很顺利，可是突然有一段时间点火非常困难，甚至不能点火。刚开始我查看图纸后认为引起点火不成功的原因可能有电控煤气阀和电控供燃油的电磁阀开启不正常以及光敏检测元件工作不正常。曾一度将设备上原来装的 2 个电控煤气阀拆装为 1 个，检查燃油电磁阀、测量了光敏元件工作等都没有发现明显故障，当再查看高压点火电极的距离时，发现电极间距似乎有点小。查看一些资料后得知高压电极间合适距离为4.5mm～6mm，重新调整电极间距离后试机，一次就点火成功了。后来使用中点火也非常顺利，使用至今。

1改进措施

拆除烧损的励磁绕组，按原线径匝数采用高强度聚脂漆包线重新下线，绕组浸漆（常用 1032三聚氰胺醇酸树脂漆或1012耐油清漆适用于E级或 B级绝缘），经用500伏兆欧表测量，绝缘电阻达100MΩ以上。参考各类发电机励磁系统，结合具体情况分析原励磁系统设计上的缺陷和不足，我们重新设计了励磁恒压系统。采用单相半波可控整流，整流电压最大值为103V，导通角≤180°。根据设计计算采用 3CT50/500V可控硅代替原 3CT10/ 500V的可控硅，经试运转及电路测量、元件调整，各项指标均符合要求，达到了改进目的。励磁电流为26A，励磁电压为64V，当外负载变化时，瞬态电压调整率≤±25%，瞬态频率调整率≤±8%，电压稳定时间≤1.5s，频率稳定时间≤6s，稳态电压调整率≤±5%，稳态频率调整率≤±6%，电压频率波动率≤±0.6%，接近新品指标。

2使用控制措施

1）严格控制康明斯发电机温升（以气温40℃为基准）不超过50℃。运行中经常以触摸感觉、温度计检测的方式，当发现轴承外圈温度超过95℃、润滑脂有稀释流出现象，或轴承有沙沙磨擦声时，均应立即停车查明原因，排除故障后方可运行。

2）保持调速器良好，稳定发电机转速在1500r/min，使周波达50Hz，运行中发现周波有变化，应及时调整柴油机油门稳定周波，并检查调速器是否运行正常。

3）康明斯发电机二级保养时斟情更换润滑脂，润滑脂数量应为轴承空隙的1/2～2/3左右。应按使用说明书规定仔细检查轴承，如果滚珠或轴承内、外圈等处出现蓝紫色时，说明轴承受热退火，应注意使用或更换。更换轴承时，轴承内外孔和轴及机体配合应符合规定的过盈量，太松时应在轴承内外圈挂锡，精磨后装配；过紧时应用00号砂纸细心打磨后装配，既防止轴承配合过松打滑、磨擦生热，又防止过紧时减小轴承游隙，增大磨损，增加温升。

4）康明斯发电机使用时应尽量使用电设备合理分配，三相功率平衡（其中整流励磁的 A相已消耗电力2kW），三相不平衡不应超过20%。尽量使用三相电焊机，使用两相对焊机时应停用其它设备，并间歇对焊。工作中密切注视机体温度，如果温升过高，应立即停机降温。

5）康明斯电机在高温、高湿环境下作业应采取降温和除湿措施，如采用吹风机改善通风条件、间歇运行，使之冷却，控制机体温度不超过90℃，或减轻负载不超过发电机容量的 85%，作好发电机顶部密封，防止雨淋。

6）原则上禁止发电机过载使用，特殊情况过载使用时，如使用发电机进行钢筋对焊时，应间歇作业，并严格控制发电机温升，一旦温升过高，应立即停机采用吹风机冷却，待降温后再投入使用。负载电动机最大容量不应超过发电机容量的 40%，间断起动电动机间隔时间不应低于 1mi n，尽量避免频繁起动。

7）康明斯发电机运行中应密切观察励磁电流，若超过额定值时应减轻负载。若调整无效应停机检查励磁绕组是否因绝缘下降（发电机冷态低于2M，热稳定状态低于0.5M）而严重漏电或短路接地，不可强制运行以免造成机器损坏。

8）康明斯发电机若长期不用，使用前应将定子采用稳态短路电流法对绕组进行烘干驱潮，当绝缘大于2M以后方可使用。

重新设计、安装了新的励磁恒压系统，并实施了一系列措施，严格执行操作规程，加强设备管、用、养、修工作，经过一段时间检验，设备状态良好，消除了类似故障。我们又陆续对其他几台有故障的75kW～250kW康明斯柴油发电机励磁系统进行设计改装, 并在沥青站进行推广，改造、安装新装置，改善了技术性能和各项经济指标, 充分发挥了设备的使用性能，提高了设备完好率、利用率，保证了施工生产的顺利进行，取得了较好的经济效益。