电机员培训讲义

电机员培训中散船管部电器科2009年2月15日电机一、异步电动机的启动和接法：异步电动机有鼠笼式和绕线式两种，鼠笼式异步电动机的结构简单，工作可靠和启动方便，在船上获得广泛的应用，鼠笼式异步电动机的启动有直接启动与降压启动两种，船上又以直接启动为最多，而降压启动一般有星形-三角形换接启动（如较大的马达，主机机油泵马达主机海水泵马达压载泵马达等）、自耦变压器启动（舵机马达克令吊主油泵马达等）、定子电路串电阻或电抗等几种方法。绕线式异步电动机的启动有转子串对称电阻或电抗等启动方法（BLM电吊）。二、电动机的绝缘：绝缘材料的寿命与工作温度有很大的关系，温度过高绝缘便要破坏，烧马达，所以规定了绝缘等级，按照最高容许温度的高低，电动机使用的绝缘材料分为A、E、B、F、H五个等级。绝缘等级和容许温度绝缘等级AEBFH最高容许温度105120130155180目前在船上电动机应用最多的是E、B、F绝缘等级，在电动机的名牌上标有绝缘等级，这样就知道了容许的温升是多少。三、电动机的发热与冷却方法：电动机在运行时，能量损耗变为热能，使电动机发热，为了使电动机各部分的温度不致太高，除很小的电机外（如油雾探测器电机、几百瓦以下仅靠空气的自然循环来散热，称为自然冷却），都装有冷却装置帮助散热，一般电机本身的轴上都装有风扇，有效的把电机的热量带走，这种冷却方式称为“自扇冷却”。在负载不变的时候，温度达到某一数值时，电动机的温度变可稳定不变，一台电动机在不同的温度下运行，如负载相同，则温升是相同的，所以说温升是评价电动机性能的一种指标，我国的标准环境温度是40度，根据经验，环境温度升高5度，应降低容量5%左右。四、电动机的日常维护和保养：（详见今年2月份船管部管理通报）简单六个字：看、听、闻、摸、测、做。看即监视，监视电压的变化、电流的变化。三相电流的变化。停用的马达是否加热器在工作等。特别是甲板设备、潮湿的地方。听即声音：可以制作听针听马达上、下轴承的声音。闻即味道：有没有异常的味道和糊味。摸即温升和震动：温升不能超过容许值，一是马达本身有问题二是负载有问题，必须查清原因方可使用。测即测量：每三个月测量马达绝缘值、检查热保护值，做到宁跳勿烧，平时注意观察马达的电流值。按照CWBT内容认真去做。做即解体：解体马达。检查接线的情况，接线柱的情况，定子有无损伤、绝缘漆是否有脱落的情况等，马达加热器的情况。检查轴承的好坏，用手持内圈，转动外圈，听声音的大小，有无杂音，再用手捏住滚珠转动外圈，看弹子盘是否滑动，如不滑动说明弹子盘不松，有加牛油嘴的马达，弹子盘必须定期加牛油，加牛油的方法，将牛油嘴的出口打开，在马达运转的时候加牛油，注意不要加的过多，看马达上的说明解释加注。弹子盘的寿命，国产弹子盘一般为一万二小时，进口弹子盘一万五到二万。轴承的外套与端盖配合过松，如果轴承室磨损过大，不推荐采用砸毛和加垫铜皮的方法处理，常用的应急处理方法是在轴承室加注专用的609厌氧胶，609胶的特点，通用性、低粘度、高强度，适用于过渡、过盈或间隙配合，固持键与轴、轴承，小电机转子轴、衬套，提高配合的配合强度，修复磨损的孔-轴配合件或超差的零件，螺纹件的锁固与密封，沙眼添封等。弹子盘分高速和普通弹子盘，高速弹子盘的后缀是C3。关于马达进水的处理：首先必须马上断电停用马达，及时解体马达，如果进的是淡水，要彻底清洁定转子，用烤灯烘干，测量绝缘，直到绝缘达到要求方可再次使用。如果进的是海水，定子绕组必须用淡水煮，方法是将马达的定子绕组放在乘淡水的桶内，用蒸汽管给水加热，煮一段时间后，必须将水换掉，重新加淡水煮，反复多次，这样才能把盐分去掉，测量定子绕组绝缘，烘干，直到绝缘达到要求为止。注意此时弹子盘必须更换，因为马达进水造成弹子盘的寿命下降，同时还要注意接线柱的绝缘情况。发电机船用发电机自动调压器的原理任何一个电力系统，必须保持在额定电压下运行，因此保持电压的恒定是供电质量的重要指标，但实际上电压总是经常变动的，为了保证电力系统的正常运行，同步发电机自动电压调整器起着十分重要的作用。它具有两个作用，一个是电压控制，在负载电流变化时，将使发电机的端电压发生变化，特别是感性电流影响更大，太大的电压降将使用电设备不能正常工作，如电动机因电磁转矩急剧下降导致堵转，继电器接触器释放等，即相应的调整发电机的励磁电流，以保证端电压的恒定，二是无功功率分配控制，同步发电机并联运行时，只要在网并联运行的发电机的电势不相等，在网运行的发电机定子绕组间就会产生环流，引起无功功率的分配不均匀，因此需要自动调压装置来调整发电机的电势，以减少机组间的环流，使并联运行机组处于合理而稳定分配无功功率。无论哪种调压器，其调整的对象，从最基本的原理来说，最后都是通过调整发电机的励磁电流来调整其端电压和并联运行时承担的无功功率。要求灵敏度高而稳定，静态和动态特性好，所谓的静态特性也叫稳态特性，即原动机在额定转速下运行时，发电机连同其励磁系统，应能在负载在空载至额定负载范围内，且其功率因数为额定值的情况下，保持其稳态电压的变化值在额定电压的±2.5%以内。应急发电机可允许为±3.5%以内。动态特性，当发电机在额定转速且电压接近额定值下运行时，突加或突卸60%额定电流及功率因数不超过0.4的对称负载时，当电压跌落时，其瞬间电压值应不低于额定电压的85%，当电压上升时，其瞬间电压值应不超过额定电压的120%，且电压恢复到与最后稳定值相差3%以内所需的时间，不应超过1.5s。调压装置分为不可控相复励、可控相复励调压装置，为了进一步改变供电质量，提高稳态电压变化率在±1%以内，在原有相复励装置的基础上，再加上一个按发电机端电压的偏差来进行校正发电机电压的装置—电压校正器AVR，AVR一般主要时由测量比较环节、误差信号调节环节、触发脉冲形成环节、晶闸管整流环节所组成。无刷发电机的励磁系统：具有同轴交流励磁机和旋转硅整流器的无刷发电机结构和工作原理见图，它实际上就是一个带交流励磁机的同步发电机，发电机和励磁机都是同步三相发电机，其基本工作原理是一样的，它们在结构上的区别在于：主发电机时旋转磁极式的，定子是三相交流电枢，转子是直流励磁绕组。励磁机则是旋转电枢式的，定子是直流磁力绕组，转子是三相交流电枢，与发电机的转子同轴。励磁机的绕组由发电机的电压调整器的输出供电，由励磁机发出三相交流电，经三相桥式旋转硅整流器整流后，供给发电机的励磁绕组电流，所以说旋转硅整流器是无刷发电机的励磁系统的心脏，安装在发电机的旋转轴上，由于整流器承受离心力，所以对其制造和安装工艺要求较高，为此，采用压接型硅二极管，压块既是导体又是散热器。船用发电机的有功和无功功率有功功率是有原动机的机械功率转化来的，改变并联运行的同步发电机的有功功率的分配，是通过改变各台发电机原动机的油门的大小，以改变单位时间内进入汽缸的燃油量来实现的。调整发电机间的无功负载的分配，是以调整其励磁电流来完成的，而励磁电流又与发电机的电势直接相关，因此无功功率分配的调整直接与电压相关联。有功功率外特性实质就是原动机的调速特性，无功负荷的外特性实质就是发电机的励磁调整特性。船用发电机的并联运行并车条件：1、待并发电机的电压与电网电压的大小相等（电压差不得大于10%）2、待并发电机的频率与电网电压的频率相等（频率差在0.5HZ以内）3、待并发电机电压的相位与电网电压的相位一致。当任一条件不满足时，发电机间必将产生冲击电流，当冲击电流在许可范围内时，它能帮助发电机并车，将两台机组拉入同步。当冲击电流超出允许范围时，过大的冲击电流可能会导致并车失败，甚至出现跳电、损坏机组等事故。自动并车、手动并车：手动并车：利用同步表并车的操作，当待并发电机建立电压后，即可通过转换开关将这台发电机的电压和电网电压与同步表接通，使同步表开始工作，若同步表指针沿“慢”的方向旋转，说明待并机组转速没有达到额定，这时应调整“调速控制开关”使发电机加速，反之，使发电机减速，一直调整到同步表指针旋转的很缓慢，待指针将要到达“同步”标志的位置时，果断合闸，完成手动并车操作。并车成功后，应将同步表从电路中断开，以免烧坏，因为它是按短时工作制设计的（15分钟）。同步表的定子绕组接发电机端，产生旋转磁场，转子接电网，产生脉动磁场，两个磁场的合成磁场吸引扇形铁片，根据发电机和电网的频率吸引扇形铁片向顺时针或逆时针方向旋转，用来指示频率的差别。同步灯：1、灯光明暗法：2、灯光旋转法：船用发电机的调频调载仅执行频率和有功功率自动调整的装置称为“调频调载”，它的基本功能，应当能自动维持电网的频率为额定值，按照参与并联运行各机组的容量以既定的比例方式自动控制负载的分配，接受“解列”指令时，能自动控制负载转移。自动调频调载装置，作为维持电力系统的频率恒定和保证有功功率分配，究其实质，是对原动机调速器的预紧弹簧压力做微量的调节，以求得恒定的频率和分配负载，可以说这时调频调载装置是类似于作为调速器（静态）校正器而引入的，在并联运行时，当负载变化时，各机组的调速器都在紧张的工作中，此时，自动调频调载不宜介入，以免打乱调速器的正常工作，就是说，调频调载不能改善调速器的动态特性，当动态过程结束，系统稳定后，又与调速器的有差特性及其不一致的原因，系统的频率和功率分配就会出现静差，自动装置只是根据这个静差来进行校正，为使装置避开动态特性，一般采用延时来实现。船用发电机的保护系统过载保护、外部短路的电流速断和过电流保护、欠压保护、逆功率保护。过载保护要兼顾到两方面，一方面要保护发电机不受损坏，另一方面还要考虑尽量保证不中断供电。因此，当发电机过载时，首先应将一部分不重要的负载自动卸掉，以消除过载现象，同时，应自动发出发电机过载报警信号，以警告管理人员及时处理并同时发出自启动信号，以自动启动备用发电机组。过载保护装置主要由自动分级卸载装置、自动空气断路器中的过电流脱扣器所承担。短路和过电流保护：发电机的外部短路保护装置中设有两套电流保护装置，第一套为带时限过电流保护装置，又叫短路短延时保护装置，第二套为不带时限的电流速断保护装置，又叫短路瞬时动作保护装置。欠压保护：发生欠压时，发电机的励磁电流激增至最大励磁电流，一般为2倍额定励磁电流，势必烧毁发电机的励磁系统，欠压情况下，将引起电动机电流增加，转矩下降，欠压保护实际上还是一种短路保护的后背保护。发电机的欠压保护同样由自动空气断路器中的失压脱扣器来承担，逆功率保护：逆功率是指发电机不是发出有功功率，而是动电网上吸收功率，这样会使其他的发电机发生过载，。逆功率保护主要是由逆功率继电器来承担的。逆功率设定值在发电机的额定功率的8%-15%，延时时间在3-10秒。船用发电机的日常维护停止时的检查：1、仔细检查发电机内部，不得有杂物存在，防止落入螺丝、工具，清洁布等异物2、用大约2KG的干燥压缩空气或皮老虎清除发电机各部分的灰尘，注意不要使用金属吹管，定期更换滤网。3、检查发电机轴承情况，定期更换油脂，注意油脂的质量和数量必须按照说明书的要求进行。4、测量绝缘电阻。在船一般不得小于2兆，5、每三个月测量定转子之间的间隙，最大最小间隙只差与平均气隙之比一般不得超过5%，这样可以检查到轴瓦是否有磨损。6检查各紧固件，接线柱不得有松动。7、检查励磁系统上的固件是否连接良好，8、加热器是否正常。9、长期放置的发电机应定期旋转角度。运行中的监视：1、发电机的温升监视：通过机舱警报系统可以监视发电机内部的温度，这是由埋置在发电机定子槽内或端部的测量元件来测取。平时巡回检查时用手触摸发电机的外壳，粗略估计发电机的温升是否正常，一般用手摸能放置10秒，说明发电机的外壳温度不超过60℃，2、轴瓦温度和油位的监视：用手摸可以粗略估计，用红外枪测量，警报显示温度等方法，一般不超过80℃，观察油位有无变化，油质有无变质。3、运转声音的监听：用听针棒来监听发电机内部是否有不正常的声音。4、震动的监视：用手接触来检查发电机的震动是否正常。5、味道的检测：辨别发电机散发出来的味道，是否有诸如绝缘漆、润滑油等物燃烧的焦糊味。6、电压、频率、电