1FC5同步發電機勵磁系統解析在現場無法修復外，其他因勵磁系統的故障均可以通過維修恢復工作。下面以無錫電機廠生產的1FC5型無刷勵磁發電機為例講解，電氣原理圖見附一。一、1FC5型無刷勵磁發電機的主要結構由主發電機GS1、勵磁發電機GS2、勵磁裝置組成，GS1為旋轉磁極式，GS2為旋轉磁樞式。勵磁裝置由電抗器、電容器、整流變壓器、電流互感器和自動電壓調節器(AVR)組成。二、1FC5型無刷勵磁發電機的工作原理柴油機拖動發電機轉動后，勵磁機依靠內部剩磁或外部充磁建立比較低的電壓，該電壓作用于勵磁部件而產生的勵磁電流使得發電機電壓不斷上升，最后穩定于整定如果自動電壓調節器(AVR)故障或不接入勵磁系統，則發電機從空載到滿載的整個負載范圍內，其輸出電壓始終高于額定值。當自動電壓調節器(AVR)接入勵磁系統后，有一部分勵磁電流流過其中的可控硅和電阻組成的分流電路。分流電流的大小由自動電壓調節器根據負載大小自動調節，保證了發電機在整個負載范圍內其輸出電壓始電抗器功能是提供勵磁電流的電壓分量，同步發電機的空載端電壓可以通過調節電抗器鐵心氣隙來調整。氣隙越小，整流變壓器T6的輸出電流越大，使得發電機電壓升高；反之，氣隙越小，電抗器電抗越大，整流變壓器T6輸出電流越小，將使發電機當電抗器發生匝間短路時，電抗減少，發電機空載電壓升高；連接線插頭接觸不好，阻抗值加大，使得勵磁電流減少，發電機的空載電壓降低。電抗器有6個抽頭分電流互感器作用是提供勵磁電流的電流分量，如果電流互感器副邊開路或插接件接觸不良，將使勵磁電流的電流分量降低，造成發電機帶負載后端電壓下降；如果副邊繞組局部短路將使勵磁補償分量增加，使得發電機帶負載后端電壓上升，同時在檢查中可以發現其副邊繞組發熱。整流變壓器T6是一個雙繞組的三相變壓器，原邊每相繞組根據發電機機型帶有備用抽頭，副邊繞組均帶有多個抽頭供調整使用，一般這些抽頭在出廠時已作好調整，在現場檢修時不能改變抽頭位置，更換時應按原位置進行插接。整流變壓器T6原邊接受電抗器L1輸出的電壓分量，在副邊產生相應的勵磁電流。同時T6副邊繞組也接受電流互感器T1-T3提供的勵磁電流的電流分量。當T6的原邊或副邊出現短路、斷路，都可以使得發電機空載電壓及加載后端電壓下降。4、中間變壓器T4(T5)中間變壓器T4(T5)的功率為15V.A,原副邊的電流比為5A:1A。原邊與電流互感器TA副邊相串聯在加到整流變壓器T6的副邊提供補償電流。另一方面T4副邊電流為調差裝置提供一個調差電壓，用于調節無功電流。(在一臺發電機中采用兩個同樣電流互感器，分別取出兩相無功電流進行控制。當中間變壓器T4的原邊發生斷線或插接件接觸不良、副邊斷路時，使得發電機在加負載后端電壓下降。當T4原邊、副邊短路將使調差率改變，如果兩個互感器的副邊同時斷路或插接件接觸不良，發電機的調差率等于零。5、測量變壓器T7(T8)測量變壓器T7(T8)的功率為7.2V.A,原副邊的電壓比為425V:24V。T7(T8)提供給電壓調節器AVR電源，同時也提供采樣電壓。當測量變壓器原副邊繞組接線不良或插接件接觸不良，都會使AVR無法工作，發電機的端電壓將上升到額定值的108%-114%。如繞組輕微短路將改變AVR的取樣設定值。繞組嚴重短路時，通過目視可以觀察到有明顯燒壞現象。6、靜止整流器U1靜止整流器是一個三相橋式整流器，將T6副邊的三個輸出端的交流整流成直流，供給勵磁機的定子繞組(接線端子F1、F2)使得勵磁機發出三相交流電。當靜止整流器中六個二極管有發生擊穿或開路(采用測量電阻值辦法)將使得發電機輸出端電壓下降。7、旋轉整流器U2旋轉整流器U2由三塊結構相同的整流模塊組成，每個整流模塊內有兩個二極管。旋轉整流器安裝在主發電機轉子與勵磁發電機轉子之間的旋轉軸套上。當旋轉整流器中的二極管發生擊穿或開路，造成勵磁電流減少使得發電機8、旋轉壓敏電阻R4和靜止壓敏電阻R3旋轉壓敏電阻R4是旋轉整流器U2的過電壓保護元件，與旋轉整流器安裝在主發電機轉子與勵磁發電機轉子之間的旋轉軸套上，它們之間的區別是旋轉壓敏電阻R4只有兩個接線端子。靜止壓敏電阻R3是靜止整流器U1的過電壓保護元件。R3和R4的常見故障是被破壞性擊穿，擊穿后相當于對輸入到主發電機轉子的勵磁電流進行分流，造成發電機端電壓下降，其擊穿后的阻值大小將影響到發電機輸出電壓大小。在現場處理此類故障，如暫時無配件供應，可以暫時甩開接線。注意此時整流通過控制勵磁分流電流的大小，從而改變勵磁電流，達到調節發電機電壓的目的。其17#、18#、19#為信號輸入線電壓為：AC24V,1#、5#為控制輸出線。在現場檢修處理故障時，可將17#、18#、19#、1#、5#甩開，觀察發電機輸出電壓是否在450V左右，如有則故障出在調壓板，如沒有故障應該在發電機的自勵部分。五、發電機電氣故障的分析與處理辦法(發電機運行在額定轉速并且在空載狀態)1、不發電或輸出電壓低于100V的故障原因：(1)主發電機定子繞組損壞(2)主發電機轉子勵磁繞組斷路(3)勵磁發電機定子繞組斷路(4)勵磁系統故障2、發電機輸出電壓低的故障原因(1)主發電機轉子繞組匝間短路(2)勵磁發電機轉子繞組匝間短路(3)勵磁發電機定子繞組匝間短路(4)旋轉整流模塊、壓敏電阻損壞(5)勵磁系統部件的插接件接觸不良3、發電機輸出電壓高于額定值(1)AVR工作不良，無勵磁電流分流(2)外接電壓電位計(位于配電柜上)斷線(3)限流電阻R1及其接線(4)充磁開關打在閉合位，造成與自磁電壓迭加，使得超出AVR的調壓范圍。(5)AVR的US設定不當，需重新調整。4、發電機加載后電壓下降(1)勵磁系統插接件插接錯誤六、柳州產1FC6型發電機的簡介1、1FC6型發電機與1FC5型發電機的異同1FC6型和1FC5型發電機均按德國西門子許可證制造，兩者之間的共同特點是無刷勵磁、隱極式轉子、全阻尼結構，1、2003/3/2乘務員報KD97756I機組發電機電壓出現波動，庫檢班組更換調壓板AVR,發電機電壓在450V左右且無法調整電壓。3/6上車處理，檢查外接電位計正常，發電機勵磁箱內部接線正常。檢查旋轉二極管，發現D3被擊穿，更換后仍無法調壓，因車體要出庫，當晚停止檢查。3/8再次上車處理，對發電機勵磁箱內部各部件、接線進行全面檢查，確認正常后開始懷疑新換上的AVR是否正常工作，調換Ⅱ機組的AVR,故障現象消失。判斷此次故障原因是新AVR無效所致。從KD97757I機拆下恢復KD97756正常2、03/6/1庫檢報KD97781I機組發電機電壓高且無法調整電壓，到場檢查發現AVR的17#、18#插接線頭松動，AVR無輸入信號導致AVR不能工作，勵磁電流無分流。對接頭進行處理后發電機工作恢復正常。3、03/7/22新編岳陽車體發電車KD998129臨出庫時報I機組發電機電壓高，庫檢檢修班組更換調壓板AVR后，故障現象未消除。經對故障現象的分析，判斷應為充磁開關打在閉合位，與自磁電壓迭加使得超出AVR的調整范圍。電告隨車檢修人員后，對方恢復又發現發電機電壓低。到東站上車，對AVR的US進行設定，故障消除。對該機組進行帶負載210KW,均正常。4、03/9/2KD998131Ⅱ機組發電機怠速時無電壓，用充磁方式恢復電壓160V,運轉位電壓正常并且能夠調壓。加載300A后端電壓下降至370V。入庫后，庫檢對發電機的旋轉模塊和調壓板進行更換，發電機無輸出電壓。03/9/5上車對發電機的旋轉模塊、靜止整流模塊、勵磁發電機檢查正常，后甩開AVR控制線用24V充磁，發電機仍無輸出電壓。03/9/12該車下線，經全面檢查，發現旋轉整流模塊的接線錯誤，輸入至主轉子的兩條線裝在同一極上，造成勵磁回路斷路，其后對電抗器進行更換，發電機空載電壓在430V。6、03/9/10KD998131線上報Ⅲ機組發電機帶負載500A出現掉電壓跳主開關，重新起機后該機空載電壓400V,可以調低而不能調高，帶負載出現明顯壓降。9/12入棚檢修，檢查空載勵磁電流1.6A(標準1.0A)勵磁電壓39V(標準25V),分析故障原因在主轉子有匝間短路，造成勵磁電流、電壓增大。9/13對該電機進行更換編號96089(原998132Ⅱ機),恢復該車上線。7、03/10/30KD997781I機組發電機出現電壓達430V并且無法調整電壓，經檢查為外接調壓電位計損壞，更換后正常。因原配電位計廠家不再生產，改用丹陽產電位計的阻值比較大，并且精度高，焊接時容易損壞造成阻值大，從而無法調整電壓。8、04/7/14發電車KD997616上線前整備時，Ⅱ機組發電機出現電壓低故障，怠速電壓只有30V,柴油機高速運轉后輸出電壓只有150V,庫檢檢修班組更換自動電壓調壓器AVR后故障未消除。經上車檢查為靜止整流模塊壞，造成勵磁回路斷開，發電機輸出9、04/6/8發電車KD997783報Ⅱ機組發電機在400A負載時，出現掉電壓現象。對該機組發電機進行帶負載試驗，當輸出負載在300A時，發電機電壓出現明顯壓降，而且無法用調壓旋鈕調整電壓。檢查發電機的勵磁部分，檢查各接線無松動，更換AVR后，負載在400A后出現發電機電壓出現明顯壓降，故障沒有徹底處理好。經分析，故障原因是當負載增加時，勵磁電流沒有增加，造成發電機的輸出電壓低，6/10在該車再次進庫時，檢查為電流互感器T1的次邊繞組開路，更換新件后，帶負載至600A發電機電壓輸出正常。1、判斷是否為AVR故障，1FC5型發電機可以拿掉17#18#19#接線(信號輸入)和1#5#(信號輸出),1FC6型發電機如能保持電壓在450V無法調壓為AVR故障。2、從AVR的20#21#插線可以用萬用表測量出外接電位計的電阻是否損壞。3、發電機的空載勵磁電壓、電流是發電機正常工作的一項重要指標，空載勵磁電壓一般在直流20—30伏，空載勵磁電流一般在直流1.0A。早期生產的發電車配電柜帶有勵磁電壓表，后期的配電柜沒有，勵磁電壓可以在發電