交流无刷励磁机磁发电机

交流无刷励磁机磁发电机
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
0NQ.140.232
交流无刷励磁机、永磁发电机
安装使用维护说明书
南京汽轮电机（集团）有限责任公司
南京汽轮电机（集团）有限责任公司代号0NQ.140.232
交流无刷励磁机
永磁发电机安装使用维护说明书代替
第 1 页共11页
编制田宏2010.2.7
校对张利光2010.2.7
审核葛淑明2010.2.10
会签
标准审查巫旭明2010.3.1
审定姜兴林2010.3.9
批准
2 换2010励L009-004 更详尽说明拆装整流环田宏
的过程
标记数量页次文件代号简要说明签名
磁盘号底图号旧底图号归档签名
目录
1 概述 (4)
2 主励磁机 (5)
2.1 主励磁机典型产品电气数据 (5)
2.2 内部接线原理图 (6)
2.3 结构简介 (7)
3 副励磁机 (8)
3.1 副励磁机电气数据 (8)
3.2 结构简介 (8)
4 转子接地检测滑环 (8)
5 安装 (9)
6 使用说明 (11)
6.1 运行前的准备工作 (11)
6.2 主励磁机整流装置的保护 (11)
6.3 副励磁机充磁 (12)
备注：由于设计和制造在不断改进，本说明书所介绍的情况可能与制造的情况有所出入．在进行设备的任何调试或检查之前，应通读本说明书,以全面掌握设备的工作性能．
本说明书适用于南京汽轮电机有限责任公司制造的3MW~75MW汽轮发电机及燃气轮发电机之交流无刷励磁机。

本说明书可作为安装、运行和维护检修工作的指导性文件。

用户在安装、使用前请仔细阅读。

本说明书中未涉及和未规定的部分，按国家标准中有关技术规定执行。

如有特殊要求及供货范围有变化时，应在签订技术协议时明确提出。

按国家标准GB755—2000《旋转电机定额和性能》和JB/T7784—2002《透平同步发电机用交流励磁机技术条件》中的规定，机组使用条件：海拔不超过1000m；冷却空气温度不超过40℃；安装在掩蔽的厂房内，环境温度不低于5℃。

1 概述
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：
图1
G 三相同步发电机EX 主励磁机GS 副励磁机V 三相旋转整流装置
L1 同步发电机磁场绕组L2 主励磁机磁场绕组FU 副励磁机熔断器
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。

示意图见图2.
图2
2 主励磁机
2.1 主励磁机典型产品电气数据
型号额定
功率
kW 额定
电流
A
额定
电压
V
励磁
电压
V
励磁
电流
A
磁场电阻
Ω（75℃
电枢电阻
Ω（75℃）
TFLW30-3000 30 262 92.5 19 5 3.254 0.0045
TFLW50-3000 50 307 163 29.2 4.92 5.0517 0.00499
TFLW70-3000 70 297 235 34.6 5.33 5.5167 0.00527
TFLW80-3000A 80 320 250 36.16 5.29 5.8073 0.00545 TFLW105-3000 105 449 234 44.9 6.19 6.156 0.00566 TFLW118-3000A 118 480 246 48.5 6.15 6.6985 0.00599
TFLW130-3000A 130 829 157 46.1 6.2 5.34 0.00139 TFLW139-3000 139 860 162 48.1 6.1 5.34 0.00139 TFLW195-3000 195 930 210 58 6.4 7.551 0.00163 TFLW218-3000A 218 839 260 61.2 6.65 7.8115 0.00163 JWL130-3000 130 829 157 46.1 6.2 5.34 0.00139
表1
2.2 内部接线原理图
当励磁机的额定电流大于500A时，内部接线采用图3。

当励磁机的额定电流在500A
以下（含500A）时，内部接线采用图4。

L1 主励磁机磁场绕组L2 主励磁机电枢绕组L3 同步发电机磁场绕组
L4 同步发电机定子绕组FU1～12 快速熔断器V1～12 整流二极管
图3
L1 主励磁机磁场绕组L2 主励磁机电枢绕组L3 同步发电机磁场绕组
L4 同步发电机定子绕组FU1～6 快速熔断器V1～6 整流二极管
图4
2.3 结构简介
2.3.1 定子部分：
2.3.1.1 机座是焊接件，其材料除机座圈是用铸钢外，其它均为Q235钢板，电机共有６个磁极，其铁芯由钢板叠压而成，磁极线圈绕成型后再用环氧树脂固定在铁芯上。

2.3.1.2 配汽轮发电机的励磁机二个接线盒位于电机机座二侧。

从发电机端看，交流无刷励磁机接线盒在左侧，永磁机接线盒在右侧。

配燃气轮发电机的励磁机只有一个接线盒。

2.3.1.3 定子机座内壁里面放有二只加热器。

停机期间建议投入加热器，以保证机内相对湿度不大于50%，防止由于潮湿引起电机绝缘电阻降低。

2.3.2 转子部分：
2.3.2.1 电枢转轴中心为空的，电枢绕组输出的三相交流电，经过整流装置整流后变为直流电，通过位于转轴中心孔内的发电机导电杆（见图2），接到同步发电机磁场绕组。

2.3.2.2 电枢铁芯采用硅钢片叠压而成。

铁芯有径向风道和轴向通风孔，线圈支架是用钢板焊接而成，电枢槽为开口槽，电枢绕组为星形连接。

2.3.2.3 整流装置：
当内部接线原理图采用图3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。

当内部接线原理图采用图4时，整流装置上共有6个整流二极管，每个桥臂上采用一个二极管，组成三相全波整流桥，其中3个整流二极管正极共同装在一个整流环上，3个整流二极管负极共同装在另一个整流环上。

每个整流二极管串联一个快速熔断器，二个整流环固定在风扇座上，三者之间用玻璃布板绝缘，风扇座固定在轴端上，风扇叶是用钢板制成焊接在风扇圈上，整流环和风扇座均用锻铝合金制成。

整流环同时具有散热的作用。

主励磁机采用F极绝缘材料，按B级绝缘等级考核。

3 副励磁机
3.1 副励磁机电气数据
型号容量
kV A 电压
V
电流
A
转速
r/min
频率
Hz
定子电阻
（15℃）
TFY2.85-3000（C） 2.85 190 15 3000 400 0.0796
表2
3.2 结构简介
3.2.1 定子铁芯固定在副励磁机机座内，其机座又作为主、副励磁机共用端盖，定子铁芯是用硅钢片叠压而成，二边放有端环，端环和铁芯通过外圆沟槽焊接在一起。

3.2.2 定子采用F极绝缘材料，按B级绝缘等级考核。

3.2.3 定子绕组为散下同心式绕组，电机引出线通过机座下方出线孔，引至主励磁机机座侧面的出线盒内，在出线盒内备有熔断器,作为副励磁机过载保护用。

3.2.4 磁极装在转轴上永磁机段。

极身用永久磁钢制成，极靴用钢板制成，通过螺钉将极靴和极身固定在转轴上，磁极螺钉和转轴连接处涂有粘接剂,以防止由于电机运转引起螺钉松动。

4 转子接地检测滑环
在发电机励端有两个滑环，分别与发电机转子正负极相连。

厂家随机提供两个刷架，现场安装在端盖上，再将碳刷固定在刷架上。

在发电机的汽（气）端，设有大轴接地碳刷。

这三个碳刷引出的三个信号接至发电机保护柜，用于转子接地故障检测。

由于碳刷到保护柜之间的引线长度难以确定，引线由用户自行考虑。

5 安装
5.1 发电机定、转子安装完毕后，拆励磁机转子上的整流环，在拆卸过程中，所有拆下的零件必须做好记号，以备重新安装时不改变平衡：
（1）先将励磁机整流环上与励磁机导电杆相连接一面的固定快速熔断器的螺母（图5项1）卸下，并拆下熔断器；
（2）再将励磁机转子的带绝缘轴头上的螺钉拆掉（图5项3）；
（3）然后将图5所示,两个导电铜排与发电机导电杆相连接的螺钉拆下（图5项4）；
（4）最后将整流环与励磁机转轴相连接的三个螺钉全部卸下（图5项2）。

5.2 将励磁机定子端盖（非永磁机端）卸下，将永磁机定子和励磁机定子整体吊装到励磁机底板上，并垫好垫片就位，按图纸要求分别调整好励磁机和永磁机定转子之间气隙
最大值（最小值）- 平均值
（| |）≤5%，固定好励磁机、永磁机定子。

平均值
5.3安装整流环：
图5是图2的局部放大图:
图5
（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图5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（图5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（图5项1），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（图5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（图5项3），扭矩为18N.m。

5.4 将外端盖、出风接口分别安装到位，按图纸要求调整好风扇与端盖间的间隙，旋紧螺钉。

5.5 装上全部定位销。

6 使用说明
6.1 运行前的准备工作
6.1.1 检查各部分安装是否完毕，并且是否完全符合图纸要求。

6.1.2 检查各线路接线是否正确，接触是否良好，元件有无损坏。

6.1.3 用短接线将每一个旋转整流二极管正、负极短接好，再用500伏兆欧表测量绕组、整流环对地绝缘电阻。

拆掉旋转整流二极管上的短接线。

6.2 主励磁机整流装置的保护
6.2.1 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。

6.2.2 在运行中如有一个桥臂断开，二极管故障检测将发出声光报警信号，电机仍能继续运行，但应尽量及时停机将已损坏的二极管﹑快速熔断器换下，更换时应注意更换的二极管极性﹑型号应与原来的一致。

6.2.3 为了能及时检测机组运行中旋转整流二极管是否发生故障，在自动电压调节器中设有二极管故障检测回路。

当二极管发生故障时，整流桥的一个桥臂完全断开时，引起电枢三相负荷不平衡，产生逆序磁场分量将在磁场绕组回路中感生交流电流分量,与自动电压调节器输出的直流电流分量叠加，使合成的励磁机电流波形中出现一个脉冲量，二极管故障检测器检测到该信号动作，通过继电器触点可送出报警信号。

6.3 副励磁机充磁
副励磁机在出厂前转子磁钢已进行过充磁和稳磁处理，所以在正常情况下，不必对副励磁机重新充磁，如需要充磁可按下列步骤进行：
6.3.1 电机在静止状态下，将副励磁机转子和定子按标记位置对准。

6.3.2 给定子绕组加电压约40V，电流不大于400A，时间约2s，极性以副励磁机出线上标记“1”为正，“2”为负。

6.3.3 采用副励磁机在同步转速时突然短路的方法进行稳磁，稳磁时间约1min.
6.3.4 检查副励磁机开路情况下，当n=3000r/min时，是否与产品出厂时状况一样。