原创 识时务者 汽机小伙
本介绍适用于南京汽轮机有限公司制造的3MW—75MW汽轮发电机及燃气轮发电机之交流无刷励磁机。
一、励磁机简介
配发电机组的励磁机由一台主励磁机和一台副励磁机组成，其主励磁机采用一台三相交流无刷励磁机，副励磁机采用一台单相永磁发电机，转子通过法兰与同步发电机联接在一起。其系统见下示意图：
主励磁机是一台三相同步发电机，其磁场静止、电枢旋转，电枢输出的三相交流电经同轴旋转的三相旋转整流装置整流为直流，通入发电机磁场绕组，供给发电机励磁，因它取消了电刷和滑环所以称为无刷励磁机。副励磁机是一台单相同步永磁发电机，磁极在转子上，极身用永磁材料制成。主励磁机和副励磁机设计在同一个闭路管道通风壳体内，它的进风、出风全通到励磁机底架，然后再通到同步发电机进风口处。
二、内部原理图
当励磁机的额定电流大于500A时，内部共有12个熔断器和整流二极管。当励磁机的额定电流在500A以下（含500A）时，内部共有6个熔断器和整流二极管。
当励磁机的额定电流大于500A时，整流装置上共有12个整流二极管，每个桥臂采用二个二极管并联使用，组成三相全波整流桥，其中6个整流二极管正极共同装在一个整流环上，6个整流二极管负极共同装在另一个整流环上。
励磁机转子产生的三相交流感应电流经过励磁机导电杆进入→①号励磁机导电杆连接片→顺着红色箭头所示，先经过快速熔断器，在经过整流二极管→整流环→导电铜排（狗骨头）→发电机导电杆→发电机转子。
三、整流盘安装注意事项
（1）将整流环按记号位置装在励磁机转轴上（将励磁机导电杆连接片对准上图项1位置螺钉孔），并均匀的将整流环与励磁机转轴连接的三颗螺钉（上图项2）旋紧，扭矩为18N.m。
（2）然后装上快速熔断器，将锁片垫上，旋紧螺母（上图项1），锁紧锁片。励磁机导电杆连接片与熔断器连接处表面必须清洁平整，固定完后，用塞规检验，必须满足间隙小于0.03mm，接触面大于90％的要求，最大限度减少接触电阻。
(3)再旋紧导电铜排与发电机导电杆相连接的螺栓（上图项4）。导电铜排与发电机导电杆连接处表面必须清洁平整，固定完后，用塞规检验，必须满足间隙小于0.03mm,接触面大于90％的要求，最大限度减少接触电阻。
（4）最后将轴头装上，均匀旋紧螺钉（上图项3），扭矩为18N.m。
（5）检查所有紧固位置螺钉、锁片是否锁紧。
在运行当中，二极管有可能发生故障，所以每个二极管串联了一个快速熔断器，假如一个二极管击穿而短路，引起较正常值大的电流时，将使相应熔断器熔断，这样就可以把故障二极管从电路中断开。此时同一桥臂相邻的二极管和熔断器将用来承受原来由两个并联支路平分的整个电流。由于每个支路设计时已考虑了足够的余量，所以在正常情况下，整流桥臂上并联的二个支路有一个支路断开，仍能保证电机在满负荷下继续运行。
四、案例结合
1、发生经过
某项目调试组电气调试人员在一楼电力室进行核相前的准备工作时，励磁柜厂家通过“自动”升压方式，准备将发电机电压升至10.5kV，当发电机电压升至1000V时，电压出现突然出现下降现象，通过查询励磁柜“故障追忆”，获取相关信息，发电机电压为610V时，输出励磁电流为9.15A。当励磁柜采用“自动升压”模式时，升压过程中，由于发电机电压没有明显上升，系统默认由于励磁电流过低导致发电机电压未升起来，励磁调节器会继续增加励磁电流，最终导致从励磁柜输出的励磁电流超过励磁机本身所承受的额定励磁电流，当励磁机转子电流超过绕组的承受能力时，导致励磁机转子绕组及整流盘烧坏事故。
2、检查过程
①检查了采集电压的接线没有松动现象，排除信号采集问题；②仔细查看了做发电机短路试验和空载试验时的数据，短路试验时，一次电流升至额定值619A时，励磁电流为1.9A。空载试验时，升压到12000V时，励磁电流为1.65A，数据均正常；③打开励磁机各端盖，发现整流盘和励磁机转子绕组有明显烧坏现象； ④查看励磁柜故障记录，显示发电机电压为660V时，励磁电流为9.15A，励磁机额定励磁电流为5.33A，相关图片如下：
3、问题分析
①整流盘、励磁机转子、发电机转子和汽轮机是一套整体发至现场。安装励磁机定子线圈时，需要把整流盘卸下后才能把励磁机定子线圈装上。因为整流盘的直径大于励磁机定子线圈内直径，安装时如果不把整流盘拆下，无法安装励磁机定子线圈。要拆整流盘需把整流盘上连接大轴上的连接片螺栓拆下。装好励磁机定子线圈后再把整流盘和螺栓装好，如下图：
②如果连接整流盘和铜棒之间的连接片螺栓没有紧固，导致连接片松动，接触电阻增大，当发电机自动升压时，随着发电机励磁电流的增大，发热量也随之增大，超过线圈和整流盘所承受的温度和电流，最终导致励磁机转子线圈和整流盘烧坏，是此次事故的根本原因；③做发电机短路试验和空载试验时为什么未烧坏：由于连接片和整流盘紧固螺栓未完全松动，空载试验和短路试验时的励磁电流和发热量还在转子线圈的承受范围之内，随着机组的高速旋转，在离心力的作用下，连接片和整流盘紧固螺栓逐渐松动，接触电阻不断增多，最终发热量超过转子线圈的承受范围，导致整流盘和转子线圈烧毁。
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