發電機管理中的3個有用細節 　故障背景：2017年5月20日該輪靠泊印度洋留尼旺島，鍋爐發生點火故障，于是發電機換用輕柴油。換油后不久，發現發電機上的燃油管有滴漏，當時忙于處理鍋爐問題，為減少柴油損失，當即關閉了停車狀態的一號和三號發電機燃油進出管路的相關閥門。 　　故障現象：第二天船舶離港時，當班輪機員凌晨4點打給我，說一號發電機不能并車，三號發電機能并車但只能承擔150 KW，再加負荷就加不上去。我立即下機艙，檢查發電機相關情況，滑油、冷卻水各項參數未見明顯異常。我嘗試向三號發電機手動轉移負載，多次手動調節調速器以增加燃油供油量，但負荷沒有變化。嘗試一號發電機并車，自動與手動并車都未成功，一號發電機顯示頻率過高。 　　打開三號發電機保護蓋檢查高壓油泵，油泵齒條拉桿均能自由活動，油尺刻度指示在較大值，排除了油泵的問題，再檢查相關管路，發現有個進油閥處于關閉狀態，當即慢慢全開燃油閥，三號發電機立即加載到500KW，負荷轉移正常。 　　注意力再轉向一號發電機，發現一號發電機類似的進油閥也未打開，當即打開進油閥，并再次嘗試并車，但還是并車失敗。到港時一號發電機是正常使用的，頻率、轉速，負荷的轉移各項指標都正常，怎么突然就轉速過高了呢? 　　故障措施：三號發電機正常之后，我全部精力集中在一號發電機不能并車的問題上，之前發電機轉速感應器出現過速度顯示的問題，所以首先還是考慮轉速感應器故障，懷疑有可能是感應器臟了或者跟飛輪的間隙超標。該發電機有兩個pick-up(轉速感應器)，一個用于機旁控制屏顯示，一個用于發電機控制系統。當即取出兩個感應器，其中一個確實臟了，擦拭干凈后，檢查了速度感應器的阻值，確認正常，重新裝回，調整好間隙，重新啟動發電機，轉速還是過高--950RPM。 　　排除了轉速感應器的問題，那么故障就應該在機械部分。檢查高壓油泵，調節拉桿活動正常;檢查調速器，該調速器品牌是Regulateurs Europa，型號1102V-4G-25R。發現調速器上的手動速度調節旋鈕卡住了，很難轉動，聯想到二管輪的交接班記錄，提示該調速器的同步馬達(下圖中的021)不是原裝備件，當時由于缺少原裝備件，用的是上個管理公司遺留下來的其他制造商備件。拆下同步馬達，與近期在新加坡剛接收到的原裝備件對比，發現兩個同步馬達參數不一致：非原裝備件，制造商Woodward，電壓24V，轉速2000 RPM，功率5瓦;原裝備件，制造商Groschopp，電壓24V ,轉速2700RPM，功率2瓦,電流0.25A。進一步拆開非原裝同步馬達，發現馬達的塑料齒輪磨損，不能轉動。 　　換上新的同步馬達，啟動發電機，調節手動轉速旋鈕，使轉速達到916RPM, 待發電機轉速穩定后嘗試并車，發電機可以成功并車。但是又出現個新問題，并車后一號發電機功率并未提高，相反地，出現逆功率跳閘的現象，幾次嘗試都是如此。我決定讓三管輪在并車屏上嘗試并車，我與電機員在發電機旁觀察，雙方用對講機聯系，發現當發電機并車成功后，調速器速度控制旋鈕被同步馬達向逆時針方向旋轉導致柴油機減速，這與并車后調速器的正確動作恰恰相反，正常情況下，調速器速度控制旋鈕應該順時針方向旋轉使柴油機加速從而增加本機承載負荷能力，維持轉速穩定。查找到問題癥結后，我們再對比同步發電機馬達的電壓與電流情況、查找相關發電機電線接線圖紙，發現一號發電機相關接線控制板亦與原廠圖紙一致，這說明接線未曾改動過。于是我們改變同步馬達背后的接線，將其對調，再次啟動發電機，并車成功，負荷轉移順暢，問題解決。 　　經過該事件，發現以下幾點在未來的輪機管理工作中值得引起注意： 　　啟動發電機之前，一定要檢查相關管路系統，之前做出過狀態改變的相關閥門，一定要及時設置好。交接班工作一定要交接清楚，不能有遺漏; 　　該事件的起因在于啟動發電機之前沒有將關閉的燃油閥打開，該輪經過幾任管理公司管理，燃油管路的閥門老化，在全關時仍然存在些許燃油泄漏，造成一號發電機啟動時，能正常啟動，調速器在燃油量不足的情況下加大油門以保持額定轉速，但同步馬達因為調速器不正常動作導致里面的齒輪損壞，造成了同步馬達卡死，以至于發電機轉速達到950RPM 后不能減速。這一點在發電機的管理工作中一定要考慮到; 　　不同管理公司的備件采購途徑不一樣，存在大量第三方生產的備件，與原廠備件相比，有些參數都不一致，有些即使銘牌上參數一致，但物理尺寸卻不一致。這給輪機員維護保養時帶來了諸多不便。主管輪機員在接受備件時一定要仔細核對，避免到使用時陷入被動;即使是原裝件，電器要考慮正負極性，機械要考慮左旋右旋。

柴油發電機運動部件故障的原因 柴油發電機曲柄連桿結構常見故障有拉缸、連桿磨損、敲缸、連桿短脫、螺栓斷裂、曲軸斷裂等，這些故障主要發生與高速運動部位，采集裝置難以安裝并進行數據采集，且發生故障后信號干擾信息較多，也難以準確診斷和識別。目前許多學者都比較傾向于地域數據的處理和診斷，也有部分學者考慮依靠動力學對柴油發電機運動部件進行分析和診斷，更進一步地找準故障產生的機理及原因。后者這種方法主要依靠計算機仿真軟件實現，通過對柴油發電機進行建模，設定柴油發電機各部件工作參數，設置各部件出現故障后的參數，進行通過仿真模擬，識別故障發生時各部件參數狀態。這一技術具有可操作性強、實驗周期短、省時、省資金等優點，該技術為未來發展的一個潛力方向。 運動部件產生故障主要原因主要為兩方面，一方面相互連接的兩個部件由于長時間的接觸，造成了磨損，使得接觸表面變形，在運動過程產生振動及噪聲，另一方面由于接觸部件之間發生嚴重的磨損后產生了相互運動過程的碰撞及撞擊，直接產生了異響等現象。顯而易見，各部位產生故障涉及到諸多方面的內容，包括機械動力、熱力、摩擦等，故障的分析不能僅僅依靠簡單的分析就可以進行診斷和確定。 1.拉缸故障診斷拉缸故障會引起活塞機件損壞、柴油發電機油耗增加、轉速降低、連桿斷裂、曲軸箱爆炸，嚴重影響發電機正常運行。目前主要通過對發電機進行故障信號檢測，判斷拉缸時振動信號頻域范圍，例如國外研究學者 Jacobo Porteiro 通過分析研究，利用人工神經網絡驗證了拉缸時發電機故障的特征，并分析預測了發電機內潤滑油內金屬顆粒的含量值。 2. 敲缸故障診斷敲缸指的是活塞撞擊氣缸內壁產生明顯異響的現象，敲缸時巨大的撞擊力使得缸體外壁產生較為強大的振動，同時長期的敲缸對活塞及缸體造成嚴重的破壞。在敲缸故障診斷方面，利用計算機仿真軟件，分析了在不同轉速、不同負載和敲缸程度下的故障信號特征，實現了對敲缸狀態下發電機故障的分析和診斷。 3.連桿軸異常診斷柴油發電機長時間大功率工作，連桿軸會產生磨損，使得軸承之間間隙變大，在連桿軸帶動活塞及曲軸運動過程，造成敲擊幅度變大，容易產生連桿的變形及斷裂。杜小元通過對兩岸頭與軸承之間的振動信號分析，實現了對往復式發電機連桿故障振動信號角域和值域的分析，實現驗證具有一定的可靠性。

發電機無觸點點火系統之所以應用較廣是因為這個原因 無觸點磁電機點火系統 無觸點磁電機點火系統是通過觸發線圈（傳感器）獲取觸發電流的，通過控制晶體管或晶閘管來控制點火線圈初級電流的通斷，使次級線圈產生高電壓。無觸點磁電機點火系統又稱為磁電機半導體點火系統，簡稱PEI。無觸點點火系統無需保養，成本不高，技術上也不復雜，所以應用較廣。現在的小型柴油機幾乎全部都使用這種無觸點磁電機點火系統。 無觸點磁電機點火系統按照點火能量儲存方式的不同，可分為電感式和電容式兩種。目前，在小型柴油機（摩托車和柴油發電機組）上廣泛使用的是電容式。電容式點火系統是以磁電機為電源，將點火能量儲存在電容器中的點火系統，簡稱CDT點火系統。根據觸發線圈結構形式的不同，CDT點火系統又分為帶觸發線圈的CDI點火系統和不帶觸發線圈的CDI點火系統。下面以帶觸發線圈的CDT點火系統為例講解無觸點磁電機點火系統的工作原理。 電容放電無觸點磁電機點火系統主要由磁電機、電子點火器、點火線圈和火花塞等組成。 （1）電機 磁電機是永磁交流發電機的簡稱，它是點火系統和其他用電設備的電源。磁電機是借 磁鐵轉子繞定子旋轉時，使固定在定子上的線圈切割磁力線而發電。根據轉子和定子的相互位置，磁電機可分為如下兩種類型：內轉子式磁電機和外轉子電機。 摩托車和機組等用的磁電機轉子常與飛輪做成一體。常用的四極外轉子裝在飛輪內，在飛輪上固定四塊尺寸、形狀相同，用鐵氧體材料制成的磁鐵，并沿徑向充磁，相鄰磁鐵的極性相反。飛輪體為導磁良好的低碳鋼，是磁路的組成部分。 在作為定子的底板上固定著充電線圈、觸發線圈和信號、照明線圈等。充電線圈向點火系統電子點火器中儲能電容器充電。觸發線圈輸出觸發脈沖送出點火信號。信號、照明線圈分別向摩托車信號系統和照明系統供電。 四極外轉子磁電機，轉子旋轉180°，穿過定子線圈鐵芯的磁通和產生的感應電動勢變化一個周期。也就是說，轉子每轉一周，線圈上的磁通和感應電動勢變化兩個周期。 （2）電子點火器 電子點火器的全部電子元件通常都封裝在一起。其工作過程可分三個階段：充電、觸發和放電。 ①充電 充電線圈的感應電動勢是正、負交變的。當其電動勢在圖示的上端為正時，經二極管向儲能電容器充電到所需的點火電能。在充電回路中，點火線圈的匝數少，電感不大，它對電容器充電沒有明顯的影響。 磁電機在低速段，隨著轉速的升高，充電線圈的電動勢增大，電容器上的端電壓迅速上升。在高速段，雖充電線圈電動勢繼續增大，但由于充電時間縮短和充電線圈中的自感電動勢增加，電容器上的端電壓反而下降，這對點火系統的高速性能不利。 采用小容量的電容器可提高點火系統的高速性能。因為電容器的充電時間常數與電容器的容量成正比。減小電容量，可以減小充電時間常數，加快電容器的充電，電容器端電壓得以。當點火開關閉合時，則充電線圈搭鐵，電容器不能充電，點火系統停止工作。 ②觸發 來自觸發線圈上的電子點火器的觸發信號通過由觸發線圈電動勢的正端一二極管VD2一限流電阻R1—R2、C2組成的高通濾波器（使觸發電流更陡一些）一曰日日閘管SCR控制極（和R3）一觸發線圈電動勢的負端的觸發電流，使晶閘管SCR導通。限流電阻R1的作用是限制觸發電流，使其不超過晶閘管的允許值。分流電阻R3用以調整并穩定觸發電流。二極管VD2阻止觸發線圈L4的負脈沖加于晶閘管SCR控制極上。為滿足柴油機在啟動等低速時的點火要求，觸發線圈L4的匝數較多。 ③放電 晶閘管SCR觸發導通時，電容器上的電能經晶閘管SCR陽極、陰極向點火線圈初級繞組Ll迅速放電，點火線圈鐵芯磁通迅速變化，在次級繞組上感應出使火花塞產生電火花的高壓。 點火提前角由飛輪、曲軸及充電線圈、觸發線圈的相互安裝位置決定。對四極外轉子式磁電機而言，飛輪旋轉一周，充電線圈、觸發線圈產生兩次正脈沖，電容完成充、放電兩個循環，晶閘管導通兩次，火花塞跳火兩次。對于二沖程柴油機來說，有一次是多余的，但沒有壞處，因為它是發生在排氣沖程。但對四沖程柴油機來說，則產生4次點火，有3次是多余的，這些多余的跳火會影響柴油機的正常工作。為此，常在飛輪外邊緣安裝單獨的觸發線圈的磁鐵，使觸發線圈在飛輪旋轉一圈中產生一個脈沖，火花塞只跳火一次。 電容放電式點火系統能產生快速上升的高電壓；能有效地抑制高壓點火電路中諸如火花塞積炭污染出現的電氣故障；在高轉速，觸發脈沖電壓升高，晶閘管控制極觸發電壓提前到達，晶閘管提前導通，點火可自動提前，這使電容放電式點火系統在高速范圍能產生一個穩儲能量，增大點火電壓和點火能量。其主要缺點是電壓上升快產生過大的無線電干擾；放電時間短，火花持續僅0.1~0.3ms，不能保證混合氣特別是稀混合氣的完全燃燒，不但增加了有害氣體的排放量，而且惡化了燃油經濟性，所以其使用范圍受到較大限制。