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。

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柴油發電機結構：講的太清楚了
這里介紹柴油發電機的構造，由于發電機大小不同，結構也不相同，但主要部分的結構與功能相同，本課件就柴油發電機的基本結構與組成進行介紹，為顯示清楚，定子與轉子槽數都較少，定子線圈外形按導線繞制的線圈繪制(不是用銅條或銅管連接成的線圈)。發電機主要部件結構則參考大中型柴油發電機繪制。

  發電機主要由轉子與定子組成。柴油發電機是同步發電機，由于柴油機的轉速很高，故柴油發電機的轉子只有一對磁極，在額定轉速每分鐘3000轉時輸出50赫茲的三相交流電。下面通過一個柴油發電機模型來介紹柴油發電機的基本構造與組成。

  由于大型柴油發電機轉速高，轉子磁極表面線速度達150m/s以上，離心力很大，故轉子直徑不能過大，大型發電機轉子都為細長型。轉子圓周上沒有凸出的磁極，轉子鐵芯是一個在圓周上開有一些槽的圓柱，在圓周兩側各有一段槽距大的面稱為大齒，就是磁極(圖1所示)，稱之為隱極式轉子。在槽中嵌有勵磁繞組，隱極式轉子將勵磁繞組分成多個線圈，便于安裝與加固。

  勵磁繞組兩端通過集電環(滑環)接到勵磁電源，在轉子圓周兩側就形成北極與南極，旋轉時就產生旋轉磁場。

  放大的定子鐵芯與轉子鐵芯截面圖，兩鐵芯間有氣隙。定子鐵芯的內圓周有嵌放定子線圈的槽，在槽口兩側有固定槽楔的小槽，槽楔用途是壓住定子線圈。轉子鐵芯的外圓周有嵌放轉子線圈的槽，在槽口兩側有小槽，用來固定槽楔，在槽底有用于通風的槽。

  轉子鐵芯與軸用高強度高磁導率的合金鋼材整體制作，在轉子鐵芯部分有一些軸向與徑向的孔隙，用來通風冷卻。由于各種電機冷卻方式不同，孔隙布置走向也不同，這里就不作介紹了，見圖4。

  柴油發電機轉子

  轉子勵磁繞組由多個線圈組成，嵌放在轉子鐵芯的槽中，多個線圈串聯起來組成轉子繞組，在轉子軸的勵磁端(簡稱勵端)安裝集電環，轉子繞組的兩個線端分別連接到兩個集電環。見圖5。

  嵌裝好繞組的柴油發電機轉子

  嵌放好線圈后在槽口塞入槽楔，壓住槽內線圈，線圈在槽外的端部用護環壓住，防止線圈被離心力甩出，見圖6。

  為減小負序磁場的影響，在轉子表面還裝有阻尼裝置，這里就不介紹了。

  轉子線圈與護環

  為降低發電機的溫度，在轉子兩端還裝有軸流風扇對機內氣體進行強制循環。見圖7，這是整個轉子，是發電機中的旋轉部件。

  安裝好集電環與風扇的柴油發電機轉子

  定子

  因為定子鐵芯內的磁通是在不停的變化，為防止渦流損耗，定子鐵芯采用多層硅鋼片疊成，硅鋼片涂絕緣漆相互絕緣。硅鋼片導磁良好。為通風冷卻定子鐵芯分成多段，段間有縫隙實現徑向通風。在定子鐵芯的兩端用壓圈與穿心螺桿壓緊定子鐵芯，見圖8。

  柴油發電機定子鐵芯

  在定子鐵芯槽內嵌放定子的三相繞組，繞組形式一般為雙層疊繞。每相繞組由多個線圈組成，按一定規律對稱排列，大型發電機的線圈只有幾匝，是用一根根銅條或銅管彎成，在端部進行連接形成線圈。本模型簡化處理，線圈是由表皮絕緣的導線繞成多匝的線圈。

  在24槽電機模型有24個線圈，分為3組，組成三相繞組，6個引出線中3個是A、B、C相輸出端，3個為中性線端，一同連接到到電機下方的出線盒的瓷套管端子。

  嵌裝好線圈還要在槽口插入槽楔，把線圈壓緊固定。圖11是嵌裝好線圈的定子鐵芯剖視圖。

  發電機的實際組裝過程是定子鐵芯先安裝進機座，然后才進行線圈的嵌裝工作。

  定子與轉子裝入機座

  機座(機殼)由鋼板卷制焊接而成，為確保剛度在殼內壁焊有多圈圓環筋與多條軸向筋。本模型圓環筋較寬，為便于冷卻氣體流動，開有多個通氣孔。在機座下方有發電機出線盒，發出的三相交流電從這里引出，見圖12。安裝好的機殼加端蓋應有很好的氣密性，以防止冷卻介質泄露。

  發電機機殼

  把定子鐵芯安裝在發電機機座內，再進行定子線圈嵌裝，把各相線圈連接起來組成三相繞組。在定子鐵芯的槽口插入定子槽楔，壓緊槽內線圈，見圖13。三相繞組的6個線端連接到出線盒的六個瓷套管端子，在出線盒外接成 Y 形連接，按三相四線輸出。

  裝入機座的發電機定子鐵芯與繞組

  把轉子插入定子鐵芯內是發電機安裝的重要工序，要保證不損傷定子與轉子的任何部分。圖14是插入轉子后的狀態。

  發電機安裝轉子

  本模型的兩個轉子軸承安裝在機殼兩側的端蓋上，稱為端蓋式軸承。每塊端蓋由上下兩塊組成，在端蓋上安裝軸承部件，軸承部件由軸瓦與軸承油密封等組成，循環的密封油可以潤滑軸瓦、防止氫氣泄露、降低軸瓦溫度。

  安裝好機殼兩側的下端蓋，在端蓋上安裝軸承部件，軸承把轉子支撐起來，轉子磁極與定子鐵芯間留有氣隙，轉子可自由旋轉，見圖15。

  發電機安裝軸承

  安裝電刷裝置

  轉子的勵磁電源連接到電刷，電刷與集電環緊密接觸，勵磁電流先通過電刷，再通過集電環到轉子勵磁繞組。電刷由天然石墨制成，有很好的自潤滑特性，導電良好，電刷通過刷辮接到勵磁端子。電刷裝在刷盒內，可自由上下移動，壓簧把電刷壓向集電環。壓簧采用恒壓彈簧，在電刷整個行程中壓力基本不變，恒壓彈簧固定在彈簧夾上，彈簧夾上有楔形卡子，彈簧夾插在刷盒內，卡子進入卡孔就卡住了。圖16左圖是壓簧，右圖是較新的電刷在刷盒的狀態，中圖是磨損較多的電刷(待換電刷)在刷盒的狀態。

  電刷盒結構

  刷盒固定在刷握上，刷握固定在刷握架上，刷辮連接到勵磁電源接線端子上，見圖17左圖，在圖17右圖中顯示了電刷與集電環的相對位置(圖中隱去了轉子軸)。

  電刷裝置與集電環

  僅為發電機電刷示意圖，實際大型發電機的勵磁電流很大，每個集電環由幾段組成，電刷組相應增多，電刷數量達數十個。集電環采用耐磨的優質合金鋼制成，為降低集電環溫度，集電環有通風孔，在兩集電環之間還裝有離心風扇。

  電刷裝置安裝在發電機的勵端集電環的兩側。在轉子兩端還要安裝轉子上的風扇，為了使風扇的氣流按照指定路徑流動，必須安裝上導風罩，見圖18。

  發電機安裝電刷與風扇

  發電機整機

  把機座兩端的上半端蓋安裝好，發電機就組裝好了，圖19是柴油發電機的剖視圖。

  冷卻系統

  大型發電機產生的熱量很大，必須有強有力的冷卻措施，不同型號發電機的定子、轉子、機座等主要結構基本一樣，但冷卻系統五花八門，也較復雜。

  主要的冷卻介質是氫氣與水，也有用空氣。氫氣比空氣的密度小很多、導熱系數大很多;水與很大的比熱容、導熱系數大、價格低廉。冷卻方式主要有：

  全氫冷發電機，電機定子繞組、轉子繞組、定子鐵芯均用氫氣冷卻。

  水氫冷發電機，電機定子繞組采用水內冷、轉子繞組與定子鐵芯用氫氣冷卻。

  水水空發電機，電機定子繞組與轉子繞組采用水內冷、定子鐵芯用空氣冷卻。

  水水氫發電機，電機定子繞組與轉子繞組采用水內冷、定子鐵芯用氫氣冷卻。

  全水冷發電機，電機定子繞組與轉子繞組采用水內冷、定子鐵芯也用水冷卻。

  空冷發電機，電機定子繞組、轉子繞組、定子鐵芯均用空氣冷卻，僅用于中小型發電機。

  氫氣或水如何在電機內循環則有多種途徑，根據循環路線在定子鐵芯與轉子鐵芯上制作冷卻介質的通道，繞組水冷采用空心銅管作導線，在管內通水冷卻。

  ，機座完全密封，在機殼靠兩端設有氫氣冷卻器，氫氣冷卻器就是排管式熱交換器，管內是流動的水，水通過電機外設備冷卻。在機殼內部充滿氫氣，風扇向兩端抽出熱氫氣，熱氫氣經過氫氣冷卻器降溫，再次進入定子與轉子帶走熱量。圖中淺藍色箭頭線示意氫氣的流動路徑。

  除了上述的基本部件外，在定子、轉子、繞組、軸承等部位分布著許多溫度傳感器;在一些部位還有壓力傳感器、振動傳感器、位移傳感器等，監視發電機的工作狀態。

  在機外還配有發電機的勵磁系統、冷卻水的凈化裝置與循環裝置、氫氣的儲存與控制裝置、密封油的循環系統等。

   的技術工人就是電工，這句話沒毛病吧?

華龍一號”示范工程福清核電6號機組EMQ應急柴油發電機組首啟成功

北極星核電網訊:2021年3月13日21點42分，“華龍一號”示范工程福清核電6號機組B列應急柴油發電機組穩定運行在600轉/分額定轉速平臺，經中核工程福清項目調試部、工程管理部，二三公司和陜柴廠家聯合檢查確認柴油機各項參數正常，標志著由中核工程總包的華龍一號示范工程 一臺應急柴油發電機組首次啟動成功！

福清核電5、6號機組的應急柴油發電機由陜西柴油機重工集團成套供貨，屬于示范工程的大型國產化系統與設備。作為6號機熱試的先決條件之一，6DB專項任務重大、工期緊迫，現場團隊為此成立了柳鵬（調試）、伍漢升（工程管理）和邵德偉（二三）為主要協調人的“三人小組”，“三人小組”每天組織召開碰頭會，建立領導層協調群，組織各家單位嚴格落實福清5號機組和6DA的土建施工、安裝、調試和運行經驗基礎，將一系列變更提前落實到位，在施工工序、調試介入檢查等環節進行了優化。經過設備成套中心的全程跟蹤協調，諸如AVR調節器、閥門等“卡脖子”物項均按現場需求時間到貨，使得系統具備了調試介入條件。調試試驗組從2021年1月中旬開始介入，開展6EMQ09/10/13試驗，將調試工期盡可能并行在油沖洗和管路恢復的主線作業中。3月7日，6DB開始首次進燃油，并進行3臺燃油泵試車，經過五天的緊張試車、查漏消缺，柴油機發電機組燃油回路終于能順暢運轉，打通了首啟前的“ 一公里”。

為有效貫徹集團公司領導現場調研指示，切實提高政治站位，專項組深入開展黨史學習教育，在學習教育中激發念、汲取歷史經驗，轉化為攻堅克難的具體行動，按計劃推動“華龍一號”示范工程建成，同時在首啟前專門邀請了業主工程管理部門和華東監督站進行檢查與指導，并將問題及時整改到位。

3月13日上午，首啟工前會準時召開，經過近六個小時的系統在線、檢查和執行操作票，柴油機正式開始啟動試驗。按規程需進行僅機調模式的啟動，分別維持在300轉/分和600轉/分轉速平臺，隨后在這兩個轉速平臺進行帶電調模式的啟動，檢查柴油機組運行正常。首啟完成后，調試小組將進行單排快起、空載勵磁、二極管斷相、假同期和真同期并網、穩態運行與性能驗收等一系列調試試驗。只有全部試驗合格，6EMQ才正式具備可用條件。

接下來，維曼發電機租賃團隊將繼續秉持團結拼搏，勇于擔當的工作精神，細致準備，精心調試，完成任務，為您提供電源保障！