1FC6无刷同步发电机的调试及常见故障检修

1F C6无刷同步发电机的调试及常见故障检修1、前言

德国西门子公司设计的1FC6系列发电机，由广西柳州电机厂生产，该系列电机属于无刷自励恒压同步发电机，下面将从1FC6系列625kVA发电机进行技术说明。

2、1FC6发电机的基本工作原理和基本结构

1FC6发电机主要由3大部分组成，即：主机、励磁机和励磁系统。

主机部分为一典型的旋转磁极式的隐极同步发电机。

当转子通以直流电流时产生磁场，原动机拖动转子旋转时定子上即产生三相电势。

励磁机为一典型的旋转电枢式的极同步发电机，定子上有主磁极，并安装有主极线圈，当该线圈中通过直流电流时即产生固定的磁场，转子上嵌有交流电枢绕组，当转子旋转时，电枢绕组因切割磁力线而感应出交流电势，将该交流电通过与其同轴的旋转整流器变为直流通入主机转子绕组中为主机励磁。

励磁系统是将主机输出的三相交流电的一部分经过整流变为直流电，通入励磁机定子线圈中，为励磁机励磁。

3、1FC6发电机励磁系统

1FC6发电机选用THYRIPAPT励磁系统，该励磁系统由２部分组成：励磁装置和可控硅电压调节器。1FC6系列625kVA发电机励磁装置是由１个三相整流变压器带３个单相电流互感器。

工作原理：空载分量由L1C同T6初级绕组共同产生，并在T6次级绕组感应出空载励磁电流分量，负载励磁电流分量用T1、T2、T3产生并在T6次级同空载励磁电流分量进行矢量迭加。供励磁机定子励磁电流。

励磁装置的调节:调节应在电机运转稳定发热后进行，并将AVR 插头X1拔掉，在额定转速下，由于剩磁作用会产生一定的电枢电压，如果此时电枢没有电压，可能是由于剩磁太弱或无剩磁，这时可用外接电源的方法使电机产生自励过程，外加直流电一般为4～8Ｖ，接法为正极接F1，负极接F2，并且只需在短时间内接触一下即可。3.1、空载电压调节

在n=103～10%nN下，调节电抗器气隙使空载电压为1.08～

1.14UN，并注意气隙最大调节量为5mm。如果气隙调节达不到要求，可调节同电抗器连接的绕组匝数；匝数增加，电压上升，匝数减少，电压下跌。

3.2、负载电压调节

在额定转速额定电流和额定功率因数下，通过调节整流变压器抽头使负载电压在范围内。T1、T2、T3匝数减少电压上升，匝数增加，电压下降。T6：同AVR相连的（双头）变化：2UVW1→2UVW3，电压上升，同T1…3相连的（单头）变化：2UVW1→2UVW3，电压下降。

4、1FC6发电机可控硅电压调节器

自动电压调节器AVR即AUTOMATICVOLTAGEREGULATOR，其工作原理是通过控制可控硅的导通角来改变通过分流电阻的分流电流，从而达到控制励磁电流的目的。

通过AVR的调整，1FC6发电机就成为真正的恒压发电机，其电压精度高，从空载到额定负载，其稳态电压调整率为±0.5%，发电机在并联运行时，通过调整电位器Ｓ使稳态电压调整率达到±0.5%～±2.5%范围内可调。

4.1、工作原理

AVR的输入信号由电压回路T1（X1/1,X21/3）和电流回路T4（X2/5，X2/9）向量和组成，其中电流分量只有在需要并联运行才加入，信号经变压器T1降压后，经开关S1/1，电位器S（若不并联运行，S＝０，若并联运行，则T4次级电流在S上产生的压降则迭加在信号上），经V1-V4整流，再经过S/2一路经稳压回路产生标准电压并供整块板直流电源，另一路经S1/3在电位器U上产生取样电压，若将开关S1/3打开，需外接整定电位器，取样电压可以通过内设或外设电压整定电位器进行人为调整，从而改变取样值，进而调整发电机输出电压，在U值设定后，若发电机随着负载的增加或者转速的变化，其输出电压会发生一些变化，这个变化会引起与标准电压差值的变化，对这微小信号进行放大，使之能够控制触发可控硅导通角，进而控制励磁电流的大小，达到调节发电机电压的目的，在电机有正常

稳定电压输出的情况下，可控硅始终有分流存在，每次的调节仅仅是改变导通角，从而控制分流电流的大小。

信号电压在经过滤波回路滤波，同反馈量迭加后一起送入放大器，其中K、T用来调节放大器参数，并经由脉冲单元转换成触发脉冲，触发可控硅V22的导通角，V22导通后触发V101，并通过R101分掉静止整流模块V102的部分电流。

4.2、组成及功能

电压调节器由电源、实测值、滤波回路、调节放大器、脉冲单元、过压保护器、外附整定电位器、功率组件等组成。电压调节器包括电位器Ｕ、Ｓ、Ｋ、Ｔ、Ｒ47等可调元件，发电机的额定电压已在制造厂用电位器Ｕ调整完毕，其动态性能也已由电位器Ｋ、Ｔ、R47调整好了。

电位器Ｋ用来调节放大器的放大倍数，电位器Ｔ用来调节积分反应时间，电位器R47则用以向调节放大器的输入端引入偏差号以改善其动态性能，将旋钮Ｋ朝着刻度数子减少的方向旋转，以及旋钮T朝着刻度数字增大的方向旋转，通常使控制系统趋于稳定，减弱其调节作用的强度，在需要时，断开跨接线BR1可将电位器Ｋ所调节的调节器放大系数近似地减小为其四分之一，电压调节器稳定性可利用增加分流回路内的电阻而得到改善，但此时调节器在下限的电压整定范围将减少。

4.3、AVR调整

若使用外附整定电位器，必须把调节器上的开关S1/3打开，一般情况下应将内部整定值先调整为50%中间，然后调整外附整定值使外附整定值调整范围大于额定电压，若不够范围需将内部整定电位器Ｕ仔细调整以达到目的。

５、调差装置

同步发电机要并联进行，有功功率的分配要靠拖动机的转速降来分配，但无功功率的分配需要靠电机来保证，这就需要发电机有一个随无功电流大小而变化的量，1FC6发电机采用Ｕ相电流同Ｖ－Ｗ相电压相迭加的方式，即当无功电流增加时（假定Ｕ相无功电流增加）cosΦ=０，Φ=90°，此时，Ｕ相电流增加造成的电压下降，类似于在Ｖ－Ｗ相上的电压下降，电压调节器就只对无功电流起作用，即当无功电流增加时，电压下降，若两台相同的发电机并联运行，其无功功率分配差度将依靠这个调差装置来保证。

△Ｕ=６％１－cos２#ΦI/IN

1FC6发电机在出厂时是这样来调整的：

在cosΦ=0.8，△Ｕ≈3.6%（I=IN）；

cosΦ=1.0时，△Ｕ=0；cosΦ=0.0时，△Ｕ=6%,

发电机在UN时，加上cosΦ=0.8，I-IN的负载，调节S，使发电机在额定电压的基础上下降约3.6%，S增加，电压下降。调整好S 后，将负载变cosΦ=1.0，I=0.8IN，此时发电机电压为UN。