Судовой генератор переменного тока неисправности

Основные неисправности генераторов переменного тока

Обрыв обмотки возбуждения

При этой неисправности в обмотке статора индуктируется э. д. с. до 3—4 В, обусловленная остаточным магнетизмом стали ротора.

Нарушение контакта в щеточном узле вследствие окисления или замасливания контактных колец генератора, сильного износа или зависания щеток в щеткодержателях, уменьшения упругости пружин щеткодержателей и т. п.

Неисправность сопровождается увеличением сопротивления цепи возбуждения генератора, поэтому снижается сила тока возбуждения, а вместе ё этим падает мощность генератора.

Напряжение генератора до номинальной величины достигает только при повышенной частоте вращения ротора.

Витковое замыкание в катушке обмотки возбуждения вызывается теми же причинами и приводит к аналогичным последствиям, что и в генераторах постоянного тока.

Определяется витковое замыкание измерением сопротивления обмотки омметром.

Замыкание обмотки возбуждения на корпус чаще всего происходит в местах вывод концов катушек к контактным кольцам. Короткозамкнутая катушка обесточивается, магнитный поток возбуждения резко снижается, поэтому напряжение генератора станет меньшим и ток от него во внешнюю цепь не поступает.

Эту неисправность определяют при помощи вольтметра или контрольной лампы напряжением 220—500 В, подключением одного проводника на железо ротора, а другого — на контактное кольцо.

Если в течение 1 мин тока в цепи не будет, то изоляция обмотки хорошая.

Обрыв в цепи фазовой обмотки статора.

При наличии обрыва соединительного провода одной фазы генератора к зажиму выпрямителя фаза выключается, а поэтому значительно увеличивается сопротивление обмотки статора, что снижает мощность генератора.

При обрыве двух фаз прерывается вся цепь обмотки статора, и генератор не будет работать.

При разобранном генераторе для определения обрыва в фазовой обмотке статора необходимо поочередно подключать к аккумуляторной батарее через лампочку или вольтметр по две фазы обмотки.

Наличие обрыва выключает цепь, и тока в ней не будет.

Замыкание обмотки статора на корпус происходит вследствие механического или теплового повреждения изоляции обмотки и выводных зажимов. Неисправность значительно снижает полезную мощность генератора в результате короткого замыкания неисправных фазовых обмоток через выпрямитель и корпус.

Эти неисправности определяются контрольной лампой напряжением 220—500 В подключением одного проводника на сердечник статора, а другого — на один из зажимов обмотки статора. Дефектную изоляцию заменяют новой.

Кроме названных неисправностей, в генераторах постоянного и переменного тока возникают также неисправности механического характера, например износ и разрушение подшипников, износ шеек вала якоря (ротора), разработка шпоночной канавки вала и шкива, повреждение резьбы на валу и в гайках и др.

Выявление и устранение подобных неисправностей не представляет больших трудностей.

Основные неисправности выпрямителей генератора

Замыкание на корпус зажима «+».

Эта неисправность вызывает закорачивание выпрямителя, и в цепи — обмотка статора генератора — выпрямитель —устанавливается большая сила тока, в результате чего происходит их перегрев и возможно разрушение изоляция обмотки и пробой запирающего слоя диодов выпрямителя.

Пробой диодов чаще всего происходит вследствие увеличения напряжения генератора, что может быть при обрыве основной обмотки регулятора напряжения, обрыве провода, соединяющего реле-регулятор с корпусом, неправильной регулировке регулятора напряжения, отсоединении провода от зажима «+» генератора.

Кроме того, пробой диодов происходит при перегреве выпрямителя током большой силы, который проходит через них, а также при механическом повреждении диодов, при неправильном соединении зажимов выпрямителя (когда минусовой зажим соединяют не с корпусом, а с зажимом реле-регулятора).

В месте пробоя происходит расплавление покровного слоя металла, в результате чего образуется короткозамкнутый участок между электродами диода.

В случае пробоя диодов будет большая сила разрядного тока при неработающем генераторе.

Старение диодов. С течением времени диоды расформировываются, стареют, что повышает сопротивление в цепи выпрямленного тока. Эта Неисправность вызывает увеличение падения напряжения на зажимах диодов при прохождении тока в прямом направлении и увеличение силы обратного тока. В результате аккумуляторная батарея будет недозаряжаться.

Источник

Неисправности генераторов переменного тока

В генераторах могут возникать следующие основные неисправности:

• плохой контакт между щетками и контактными кольцами ротора
• обрыв обмотки возбуждения
• замыкание обмотки возбуждения на корпус рото­ра
• межвитковое замыкание в катушке обмотки воз­буждения
• обрыв в цепи фазовой обмотки статора
• межвитковое замыкание в катушках обмотки статора
• замыкание обмотки статора на корпус
• замыкание зажима «плюс» на корпус
• пробой диодов выпрямитель­ного блока
• механические неисправности

Плохой контакт между щетками и контактными кольцами ротора

Плохой контакт между щетками и контактными кольцами ротора возникает при загрязнении и замас­ливании контактных колец, большом износе щеток, уменьшении давления пружин на щетки и зависании щеток в щеткодержателях. При таких дефектах повышается сопротивление в цепи возбуждения (или даже прерывается цепь возбуждения), что вызывает снижение силы тока возбуждения, уменьшается мощность генератора.

Для устранения неисправности снимают щеткодержатель и проверяют его состояние. При необ­ходимости протирают щеткодержатель и щетки тряп­кой, смоченной бензином. Щетки должны свободно пе­ремещаться в щеткодержателях. При износе щеток до высоты 8 мм их заменяют с последующей проверкой давления пружины на каждую шетку в отдельности.

Загрязненные контактные кольца ротора протирают тряпкой, смоченной бензином. Окисленную рабочую поверхность колец зачищают стеклянной шкуркой.

Обрыв обмотки возбуждения

Обрыв обмотки возбуждения чаще всего происхо­дит в местах пайки концов обмотки к контактным кольцам.

При обрыве обмотки возбуждения в обмотке статора индуктируется ЭДС не более 5 В, обусловленная оста­точным магнетизмом стали ротора. При такой неисп­равности аккумуляторная батарея не будет заряжаться. Для определения обрыва необходимо отъединить конец обмотки возбуждения от щетки, а затем к этому концу и к зажиму Ш генератора присоединить через лампу или вольтметр провода от аккумуляторной батареи.

В случае обрыва обмотки лампа загораться не бу­дет, а стрелка вольтметра не отклонится. Для нахож­дения катушки с обрывом обмотки провода от зажимов батареи подключают к концам каждой катушки. Пос­ле этого тщательно проверяют место пайки соединений и выводные концы катушек обмотки возбуждения. Об­наруженное место обрыва устраняют ьескислотной пайкой, пользуясь мягкими припоями. Когда обрыв произошел внутри катушки, ее заменяют или перематывают.

Межвитковое замыкание в катушках обмотки возбуждения

Межвитковое замыкание в катушках обмотки воз­буждения возникает вследствие разрушения изоляции провода обмотки при перегреве или механическом пов­реждении, что вызывает увеличение тока возбуждения и повышение температуры обмотки.

Для определения виткового замыкания в катушках измеряют омметром их сопротивление и сопоставляют его с сопротивлением исправной катушки.

Замыкание обмотки возбуждения на корпус рото­ра

При замыкании на корпус часть или вся обмотка возбуждения закорачивается, вследствие чего генератор не возбуждается. Чаще всего обмотка замыкается на корпус в местах вывода ее концов к контактным кольцам ротора. Замыкание обмотки на корпус вызы­вает увеличение силы тока в цепи регулятора напря­жения.

Этот вид повреждения определяют контрольной лампой напряжением 220 В. Один провод соединяют с любым контактным кольцом, а другой — с сердечни­ком или валом ротора. Лампа будет гореть, когда об­мотка замкнута на корпус. Если невозможно изолиро­вать обмотку от корпуса, то ее заменяют.

Замыкание обмотки статора на корпус

Замыкание обмотки статора на корпус возникает вследствие механического или теплового повреждения изоляции обмотки. При этой неисправности значительно снижается мощность генератора. Генератор перегревается. Аккумуляторная батарея заряжается только на повышенной частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Этот вид повреждения определяют контрольной лампой напряжением 220 В путем подключения одного щупа на сердечник, а другого — на любой вывод обмот­ки. Лампа горит только при замыкании обмотки на корпус. Дефектные катушки заменяют.

Замыкание зажима «плюс» генератора на корпус

Замыкание зажима «плюс» генератора на корпус происходит вследствие разрушения изоляции зажима или изоляции провода, подключенного к этому зажиму. При такой неисправности генератора резко увеличива­ется сила тока в обмотке статора и в диодах выпрямительного блока, что приводит к тепловому разрушению изоляции обмотки и пробою диодов выпрямительного блока. После пробоя диодов возникает короткое замыкание аккумуляторной батареи, вследствие чего проис­ходит глубокий разряд батареи и изоляция соедини­тельных проводов разрушается, а также выходит из строя амперметр.

Дефектную изоляцию зажима восстанавливают. По­врежденные обмотки статора и выпрямительный блок диодов заменяют исправными в условиях ремонтной мастерской.

Межвитковое замыкание в катушках обмотки ста­тора

Межвитковое замыкание в катушках обмотки ста­тора возникает при перегреве вследствие разрушения изоляции обмотки. В короткозамкнутых катушках проходит большой ток, это приводит к перегреву катушки и вызывает дальнейшее разрушение изоляции обмотки.

При такой неисправности значительно снижается мощность генератора, а аккумуляторная батарея заря­жается только на большой частоте вращения коленча­того вала двигателя.

Пробой диодов выпрямителя

Пробой диодов выпрямителя происходит при пе­регреве током большой силы, повышении напряжения генератора выше нормы и при механическом повреж­дении.

В пробитых диодах сопротивление практически рав­но нулю в обоих направлениях, что вызывает короткое замыкание фаз обмотки статора и отказ генератора.

При пробое диодов аккумуляторная батарея начина­ет разряжаться через обмотку статора, что вызывает разрушение изоляции обмотки и быстрый разряд бата­реи.

Источник

Система самовозбуждения и саморегулирования судовых синхронных генераторов серии МСК, ее работа, характерные неисправности и наладка

Содержание

Основные технические данные системы.

Система выполнена по принципу компаундирования с электромагнитным сложением сигналов.

Система обеспечивает поддержание напряжения генератора с отклонением ±1,0% при изменении нагрузки от 0 до 100% номинальной, коэффициента мощности от 0,6 до 1 ,0, частоты вращения ±2,0 и при любом тепловом состоянии.

Реостат уставки обеспечивает изменение напряжения в пределах 0,95-1 ,05 номинального во всем диапазоне нагрузки от холостого хода до номинальной.

Принципиальная схема системы и ее элементы.

Схема самовозбуждения приведена на рис. 21.9.

Основными элементами системы являются: синхронный генератор СГ; трансформатор фазового компаундирования с магнитным шунтом ТКШ; блок силовых выпрямителей ВС; блок дросселей отсоса ДО; блок конденсаторов C1; блок корректора напряжения БКН; трансформатор тока ТТ; аппарат гашения поля АГП. По одну сторону магнитного шунта трансформатора ТКШ расположены обмотки напряжения ОН и питания корректора напряжения ОК. По другую — обмотка питания отсасывающих дросселей и конденсаторов ОДО. Вверху расположена вторичная обмотка, от которой питаются силовые выпрямители ОСВ. В крайних фазах поверх вторичной обмотки расположена токовая обмотка ОТ.

Работа системы.

Начальное возбуждение осуществляется от остаточного напряжения. Надежность самовозбуждения обеспечивается включением конденсаторов C1.

Токовые обмотки ОТ компаундирующего трансформатора ТКШ включены последовательно с обмотками статора генератора. Обмотки напряжения ОН соединены в звезду и подключены параллельно силовым обмоткам генератора и сборным шинам. Обмотка возбуждения генератора питается через полупроводниковый выпрямитель от вторичных обмоток ОСВ компаундирующего трансформатора, соединенных в звезду. Обмотки питания корректора ОК подключены к корректору напряжения; обмотка питания отсасывающих дросселей ОДО подключена к дросселям.

Работа- генератора при холостом ходе обеспечивается током I_о.н, трансформируемым во вторичной обмотке ОСВ обмоткой напряжения ОН.

Регулирование тока возбуждения генератора осуществляется с помощью фазовой схемы компаундирования с корректором напряжения.

Трансформатор с магнитным шунтом представляет собой совокупность элементов схемы фазового компаундирования. Потокосцепление обмотки ОСВ определяется суммарной магнитодвижущей силой (м. д. с.), создаваемой всеми обмотками трансформатора ТКШ. При этом м. д. с. обмоток ОН и ОТ суммируются под углом, близким к 90°, при активной нагрузке (вследствие наличия в магнитопроводе ТФК магнитного шунта) и являются намагничивающими. Магнитодвижущая сила обмоток питания силовых выпрямителей ОСВ и обмотки питания отсасывающих дросселей ОДО и конденсаторов также складываются геометрически и являются размагничивающими; м. д. с. обмотки ОТ совпадает по фазе с током нагрузки и изменяется пропорционально значению последнего.

Сочетание фаз питания обмоток напряжения и тока подобрано таким образом, чтобы при прочих равных условиях ток обмотки возбуждения генератора увеличивался при уменьшении коэффициента мощности или уменьшался при увеличении его (рис. 21.10).

Требуемая точность поддержания напряжения ±1% обеспечивается совместной работой схемы фазового компаундирования и корректора напряжения, воз-действующего на управление дросселем отсоса.

Изменение тока управления отсасывающего дросселя приводит к изменению размагничивающей м. д. с. обмотки ОДО, а следовательно, и к изменению потокосцепления обмотки ОСВ, к изменению тока возбуждения и к восстановлению напряжения генератора.

Корректор напряжения.

Корректор напряжения на полупроводниках (рис. 21.11) является релейно-импульсным регулятором напряжения на тиристоре. Измерительный орган обеспечивает измерение каждой положительной волны напряжения генератора при работе силового тиристора в релейном режиме с постоянным углом регулирования путем соответствующего включения корректора на трехфазный источник напряжения. Основными элементами измерительного органа является триггер, выполненный на транзисторах Т1 и Т2, и источник эталонного напряжения — стабилитрон ВЗ.

Автоматическое распределение реактивных нагрузок при параллельной работе генераторов МСК достигается с помощью трансформаторов тока параллельной работы и уравнительных связей.

При автономной работе генератора цепь вторичной обмотки трансформаторов тока шунтируется.

Автоматическое распределение реактивных нагрузок при параллельной работе генераторов МСК с другими генераторами достигается в результате статизма напряжения по току статора.

Равномерное распределение активной нагрузки между параллельно работающими генераторами обеспечивается регулятором частоты вращения первичного двигателя.

Размещение элементов системы.

Компаундирующий трансформатор, дроссель отсоса, блок сопротивлений и блок силовых выпрямителей устанавливаются в верхней части корпуса генератора. Блок конденсаторов в виде отдельно стоящей конструкции устанавливается в любом, удобном для монтажа и эксплуатации месте. Блок корректора напряжения является выносным устройством и устанавливается в распределительном щите или на пульте управления.

Проверка системы и ее неисправности.

Неисправности системы самовозбуждения проявляются в виде нарушения режима возбуждения. Трудности их выявления состоят в том, что любая неисправность вызывает повышение тока возбуждения или снижение его по сравнению с необходимым. При одиночной работе генератора это проявляется в отклонении напряжения от номинального, а при параллельной работе — в повышении или понижении реактивной мощности генератора.

При появлении неисправности генератор следует отключить и тщательно проверить все цепи и устройства, которые могли вызвать неисправность. Обнаруженную неисправность следует устранить, восстановить нарушенную цепь, закрепив и отремонтировав неисправный элемент.

Перечень возможных неисправностей и методы их устранения приведены в табл. 21.2.

Если неисправности, указанные в первых трех пунктах, не удается устранить указанными методами, следует заменить блок корректора напряжения, использовав корректор одиночного ЗИПа.

Неисправности системы самовозбуждения и саморегулирования генераторов серии МСК и способы их устранения

Неполадки в системе самовозбуждения, связанные с обрывом монтажных проводов в том или ином элементе, сравнительно легко обнаружить и устранить. При более серьезном повреждении (например, при витковом замыкании в обмотках), если трудно определить место повреждения, то после того, как не обнаружено обрывов в монтаже, следует замерить токи в отдельных цепях при кратковременном возбуждении генератора на холостом ходу.

Значения токов указаны в табл. 21.3.

Литература

Судовой механик: Справочник. Том 3 — Фока А.А. (2016)

Источник