摘  要：自动励磁机是为交流发电机组稳定运行并向负荷提供电压保障的主要设备，其是否安全运行直接关系到企业的经济效益。就励磁机常见的故障（电刷故障、电压波动等）原因进行分析，并给出相应的处理办法。

　　关键词：励磁机 电枢损坏 电刷打火

　　一、励磁机电刷故障及相应对策

　　（一）励磁机电刷故障原因

　　发电机励磁机电刷故障，其主要表现为电刷打火。电刷打火引起的原因众多，相当复杂，但主要有以下几个方面：

　　1．电刷与换向器接触不良。电刷与换向器接触不良的主要原因是：

　　(1)电刷表面与换向器工作面之间有油污和杂物。(2)电刷与刷握之间的间隙不合适或刷握内孔粗糙。电刷与刷握之间的间隙过大，运行时电刷在刷握内晃动，影响接触的稳定；间隙过小或刷握内孔粗糙，影响电刷在刷握内的自由滑动，甚至出现卡刷；电刷受力不合理还可能造成电刷与刷握壁产生电流通路，而导致电刷附焊现象。(3)电刷压力调整不当。一是压力大小不当，压力过大时使电刷与换向器之间的摩擦力增大，机械磨损加剧，产生比正常运行时较多的热量不易散发；压力过小时电刷与换向器接触不良，易产生火花。二是各电刷压力不均匀。(4)电刷刷握底边与换向器表面的间隙不合适，电刷的滑入边和滑出边与换向器不平行。间隙距离过小，会碰撞换向器表面，换向器易受损；距离过大，电刷跳动易产生火花。(5)发电机组安装不良，调整不当，使发电机中心水平不理想，运行时机组振动，造成发电机转子轴向窜动超差，使电刷在换向器上的运动轨迹不是一个规则的圆，从而使电刷与换向接触不良，实际接触面积减少。

　　2．电刷的牌号或尺寸不合适。或牌号虽符合，但电刷质量不好。就会使电刷之间电流分配不均匀，流过电流大的电刷会发热，产生火花。

　　3．电刷不在中性线上，调整角度不对；励磁机磁场间隙不均。

　　4．磁场间隙不均一般是励磁机大修后装复造成的，磁场间隙不均会使磁场中心与大轴中心不一致，从而使电刷产生火花。

　　5．换向器与电刷接触的表面上一层自然形成的氧化亚铜薄膜遭到破坏，本已形成的近似线性电阻的换向不复存在，在接触面重新形成氧化膜的过程中引起换向器火花。

　　（二）励磁机电刷故障主要处理方法

　　首先，针对励磁机转子直径变小，碳刷与换向器间的接触压力不足的现象，可以对碳刷的弹簧进行改造，增大弹簧的弹性，使弹簧在被磨损到比较短的时候与换向器间的接触压力仍然能得到保证，不会导致因碳刷接触压力减小而打火。其次，为了保证碳刷质量，应该统一采用同一种质量较好的适合于本厂机组型号的碳刷。这一方面便于管理，另一方面有利于探索调整的方法、总结经验和更好地维护。更重要的是要加强发电机和励磁机的日常检查即巡检和点检，发现异常，及时处理解决，不要使问题扩大，减少机组的起停次数。再次，每次停机检修，如果破坏了换向器表面的氧化亚铜保护薄膜，开机前则必须留出足够的时间使薄膜充分形成。否则，打火的可能性就会增加。最后，加强技术交流，学习更加先进的找碳刷和换向器中性线的方法，排除打火的电磁原因；另一方面，提高技术人员的理论水平，每次励磁机发生异常，都要认真检查、仔细分析，准确判断发生异常的真正原因所在，并针对具体情况，采取科学合理的处理措施，不必要每次都要车励磁机转子；另外，要提高检修质量，每次检修都要将问题处理彻底，避免使励磁机总是带病运行。

　　二、电压波动及处理措施

　　直流励磁机在同步转速正常运行时，向发电机提供励磁电流，在不进行励磁调整的情况下，其端电压和负载电流(发电机转子电流)是近似于直线的波形，而且可以通过调整其磁极的励磁电流来调整励磁机端电压，改变发电机的无功负荷，产生励磁回路。

　　（一）电压波动故障查找

　　工作励磁机实质是直流发电机，其励磁方式为自并励励磁方式，其电枢电势决定于转速及励磁电流，即：

　　式中，H为励磁机磁极磁场强度，A/m，与励磁电流Il成正比；k为比例系数；l为励磁机电枢长度，m；v为电枢绕组切割磁场的速度，即电枢绕组的线速度，m/s与转速成正比。

　　励磁电流

　　式中，r为励磁机内阻；Rl为励磁机励磁绕组的直流电阻，Rc为磁场变阻器电阻值，调整其阻值可改变励磁电流以调整励磁机端电压；Rg为回路固定电阻。

　　对于工作励磁机，在Rc调整到某一位置时，励磁机端电压达到某值，在不继续调整Rc时，维持平衡关系。根据上述原理，对励磁机端电压波动的原因进行分析和查找，同时考虑到备用励磁机运行时，发电机无功负荷平稳，排除了发电机转子上存在异常的可能性，重点在以下方面查找：

　　检查磁场变阻器触头是否接触良好；励磁机的励磁回路在连接处有无松动；励磁机的励磁绕组有无时断时续的匝间短路；励磁开关短接灭磁电阻Rm的辅助接点有无接触不良；励磁开关短接发电机转子放电电阻Rf的常闭触头运行中有无瞬间导通；有无干扰源等。

　　通过查找如果发现都不是由以上原因引起的电压波动，我们就要考虑影响励磁机励磁电流的其他因素，比如励磁机内阻，但对于励磁机内阻在运行中的变化情况，就目前的技术条件来说，没有有效的检查手段，只能对其可能存在的问题进行分析。看是否是存在整流子与电枢间的升高片或整流子片之间因焊接质量问题发生接触不良；整流子接触不良；温度造成的回路直流电阻异常等。

　　（二）解决措施

　　励磁机在运行中高速旋转，若对其进行打磨处理将十分危险，只能更换碳刷，如果多次更换新碳刷仍未解决电压波动问题，那就有可能市场采购的碳刷质量在硬度和导电特性上有偏差：在长期运行及进相冲击过程中，整流子表面形成不稳定的氧化膜，而D374B碳刷硬度略低，不足以将其摩擦至均匀，在整流子表面不易形成较大而良好的接触面，影响了接触电阻，为此，可以重新从电机厂家购买D376N碳刷进行了更换。

　　（三）励磁机其他组件的检修

　　1．转子的检修。

　　(1)磁场绕组的检修。磁场绕组端头的焊点易发生断路故障，可用万用表检测。若阻值小于标准值，说明绕组匝间短路，需要修理或更换转子总成。(2)转子轴和滑环的检修。转子轴的径向摆差可用百分表检测。其摆差不得超过0.1mm，否则应校正；滑环的厚度小于1.5mm时应更换。

　　2．定子的检修。

　　定子的检修主要是定子绕组的检修。有短路、断路和接地（搭铁）等3种故障，可用万用表测试确定。若不通，说明良好；若导通，说明绕组接地，需要检修或更换定子总成。

　　参考文献：

　　[1]上海市电子电器技术协会.中小微型电机修理手册，上海科学技术出版社，1990.

　　[2]朱喜梅，同步发电机的励磁技术改造，电气时代，2004.

　　[3]陆桦，电站励磁机电刷打火原因分析，内蒙古利技与经济，2004.

   张根朝