導(dǎo)致發(fā)電機(jī)高溫的原因及處理措施

2026-07-09(49)次瀏覽

發(fā)電機(jī)在使用的過程中，經(jīng)常會發(fā)生發(fā)電機(jī)繞組和鐵芯過熱現(xiàn)象，不僅會影響發(fā)電機(jī)的工作效率，而且還會大大降低發(fā)電機(jī)的使用壽命，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)各軸承溫度比正常值明顯升高或超限。

發(fā)電機(jī)在使用的過程中，經(jīng)常會發(fā)生發(fā)電機(jī)繞組和鐵芯過熱現(xiàn)象，不僅會影響發(fā)電機(jī)的工作效率，而且還會大大降低發(fā)電機(jī)的使用壽命，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)各軸承溫度比正常值明顯升高或超限。因此，弄清發(fā)電機(jī)溫度異常的原因及處理方法就顯得尤為重要了。解決發(fā)電機(jī)高溫故障應(yīng)需要從實際出發(fā)，先找到原因再根據(jù)具體的原因來進(jìn)行處理，以免鐵芯被燒壞。

一、發(fā)電機(jī)高溫常見故障原因

　1、沒有按技術(shù)條件運行

　　如定子電壓過高，鐵損增大;負(fù)荷電流過大，定子繞組銅損增大;頻率過低，使冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速變慢，影響發(fā)電機(jī)散熱;功率因數(shù)太低，使轉(zhuǎn)子勵磁電流增大，造成轉(zhuǎn)子發(fā)熱。應(yīng)檢查監(jiān)視儀表的指示是否正常。如不正常，要進(jìn)行必要的調(diào)節(jié)和處理，使發(fā)電機(jī)按照規(guī)定的技術(shù)條件運行。

　2、三相負(fù)荷電流不平衡

　　過載的一相繞組會過熱;若三相電流之差超過額定電流的10%，即屬于嚴(yán)重蛄相電流不平衡，三相電流不平衡會產(chǎn)生負(fù)序磁場，從而增加損耗，引起磁極繞組及套箍等部件發(fā)熱。應(yīng)調(diào)整三相負(fù)荷，使各相電流盡量保持平衡。

　3、風(fēng)道堵塞

　　風(fēng)道被積塵堵塞、通風(fēng)不良，造成發(fā)電機(jī)散熱困難。應(yīng)排除阻礙物，拆開電機(jī)，徹底吹清各風(fēng)道，清除風(fēng)道積塵、油垢、使風(fēng)道暢通無阻。

　4、冷卻器堵塞

　　進(jìn)風(fēng)溫度過高或進(jìn)水溫度過高，冷卻器有堵塞現(xiàn)象。應(yīng)降低進(jìn)風(fēng)或進(jìn)水溫度清除冷卻器內(nèi)的堵塞物。在故障未排除前，應(yīng)限制發(fā)電機(jī)負(fù)荷，以降低發(fā)電機(jī)溫度。

　5、潤滑脂加注量錯誤

　　軸承加潤滑脂過多或過少，應(yīng)按規(guī)定加潤滑脂，通常為軸承室的1/2~1/3(轉(zhuǎn)速低的取上限，轉(zhuǎn)速高的取下限)，并以不超過軸承室的70%為宜。

　6、軸承磨損

　　若磨損不嚴(yán)重，使軸承局部過熱;若磨損嚴(yán)重，有可能使定子和轉(zhuǎn)子摩擦，造成定子和轉(zhuǎn)子避部過熱。應(yīng)檢查軸承有無噪音，若發(fā)現(xiàn)定子和轉(zhuǎn)子摩擦，應(yīng)立即停機(jī)進(jìn)行檢修或更換軸承。

　7、絕緣損壞

　　定子鐵芯絕緣損壞，引起片間短路，造成鐵芯局部的渦流損失增加而發(fā)熱，嚴(yán)重時會使定子繞組損壞。應(yīng)立即停機(jī)進(jìn)行檢修，也可送到發(fā)電機(jī)出租的廠家進(jìn)行維修。

　8、導(dǎo)線斷裂

　　定子繞組的并聯(lián)導(dǎo)線斷裂，使其他導(dǎo)線的電流增大而發(fā)熱。應(yīng)立即停機(jī)進(jìn)行檢修。

　9、功率因素低

　　負(fù)載功率因數(shù)太低，調(diào)整負(fù)載，使勵磁電流不超過額定值。

二、發(fā)電機(jī)軸承運轉(zhuǎn)造成溫度升高

　　當(dāng)軸承旋轉(zhuǎn)速度過快，內(nèi)外圈之間會因為相互運動產(chǎn)生摩擦而生產(chǎn)熱量。若不考慮能量損失，則軸承與轉(zhuǎn)子之間摩擦力做功與產(chǎn)生的熱量相等。

　　根據(jù)物理學(xué)公式：Q=W=μNs

　　 μ為摩擦系數(shù)，與接觸面的粗糙程度決定，對發(fā)電機(jī)而言，與內(nèi)外圈滾珠和滾柱間的粗糙程度有關(guān)，軸承在完工出廠后，其粗糙面程度已經(jīng)確定，減小摩擦系數(shù)的方法只能在軸承與滾柱之間添加潤滑油;

　　 N為軸承受到的壓力;

　　 s為軸承運動的相對距離，由軸承半徑、轉(zhuǎn)速、運行時間決定。

　　軸承所受到的壓力由兩部分組成，一部分為轉(zhuǎn)子分布在軸承上的重力，另一部分為轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的離心力。離心力的產(chǎn)生主要是轉(zhuǎn)子重心與軸承重心無法完全重合造成的。

　　離心力計算公式：F離=ω2r

　　 ω——轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，

　　 r——轉(zhuǎn)子重心于軸承中心的偏差距離。

　　由公式可知，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和兩個中心的偏差距離是影響離心力大小的主要因素。因離心力方向的不確定性，使軸承受到的壓力稱規(guī)律性變化。但當(dāng)軸承內(nèi)外圈間的游隙和竄動量大于設(shè)計值時，內(nèi)外圈間存在異常摩擦力，使軸承在X軸上產(chǎn)生壓力，導(dǎo)致軸承總的受力值變大，產(chǎn)生的熱量增加。發(fā)電機(jī)軸承外圈與發(fā)電機(jī)外殼相連，軸承產(chǎn)生的熱量通過傳導(dǎo)向外擴(kuò)散，但潤滑油充滿軸承內(nèi)部，若潤滑油傳熱效果不好，影響熱量外散也會造成軸承溫度升高。

三、外部因素造成溫度過高

　1、部件損耗產(chǎn)生的熱量

　　發(fā)電機(jī)在工作狀態(tài)中，電機(jī)內(nèi)部不可避免會造成部件的磨損，如定子或轉(zhuǎn)子的銅耗、鐵耗、機(jī)械損耗及附加損耗等，使發(fā)電機(jī)軸承溫度升高。轉(zhuǎn)子回路的銅耗包括轉(zhuǎn)子銅材繞組的的電阻及個串聯(lián)繞組的電阻，勵磁回路的銅耗勵磁繞組銅材的電阻及外串的調(diào)節(jié)電阻組成。

　　計算公式為：PCu=PCus+PCuf=Is2xRs+If2x(Rf+Rp)

　　其中：Is——轉(zhuǎn)子回路的總電流;

　　 If——勵磁繞組回路的總電流;

　　 Rs——轉(zhuǎn)子回路的總電阻;

　　 Rf——勵磁繞組的總電阻;

　　 Rp——外串的調(diào)節(jié)電阻;

　　以上物理量中轉(zhuǎn)子回路的總電阻、勵磁繞組的總電阻和外串的調(diào)節(jié)電阻在電機(jī)設(shè)計完成后是固定不變的。因此電機(jī)銅耗主要有勵磁回路的電流和轉(zhuǎn)子回路電流的大小決定的。

　　同理，鐵耗主要由渦流損耗和磁滯損耗兩部分構(gòu)成，影響因素有磁通交變頻率及磁密的值有關(guān)。機(jī)械損耗是由于碳刷和換向器的摩擦、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時與空氣摩擦造成的損耗;附加損耗為除以上損耗之外的其他原因產(chǎn)生的損耗，一般將額定損耗的0.5%-1.0%作為附加損耗。總之，發(fā)電機(jī)的銅耗、鐵耗、機(jī)械損耗均有可控制的影響因素，這些損耗可以通過技術(shù)手段降低，從而減少熱量的產(chǎn)生。

　2、發(fā)電機(jī)水冷器散熱

　　發(fā)電機(jī)冷卻方式由空空冷卻、空水冷卻和水套冷卻等。發(fā)電機(jī)冷卻裝置在吸收熱量的同時，對外散發(fā)熱量，這也成為軸承溫度升高的原因之一。以水冷器為例，水冷器在從發(fā)電機(jī)內(nèi)吸收熱量，降低發(fā)電機(jī)溫度的同時，通過冷卻液將熱量排除機(jī)艙，理想狀態(tài)下，水冷器吸收的熱量與冷卻液吸收的熱量相等。但在實際工作中，水冷器吸收的熱量與冷卻液流量成正比，大小與冷卻液的傳導(dǎo)系數(shù)和散熱器的表面積有關(guān)。水冷器吸收的熱量與冷卻液吸收的熱量的差值，也是造成軸承溫度升高的原因。

　3、發(fā)電機(jī)外殼散熱對軸承的影響

　　發(fā)電機(jī)熱量的散發(fā)除冷卻裝置外，還有通過電機(jī)外殼向外界散熱。根據(jù)熱輻射相關(guān)公式可知，發(fā)電機(jī)外殼向外界輻射的熱量，與發(fā)電機(jī)外殼空氣流量、外殼與空氣溫度差、空氣吸熱能力、外殼灰度有關(guān)。若發(fā)電機(jī)外殼散熱受阻，則會導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度的升高，包括軸承。

四、處理措施

　　根據(jù)軸承溫度升高熱量來源分析以及長期工作經(jīng)驗，對軸承溫度升高造成的系統(tǒng)故障可以從以下幾方面控制預(yù)防：

　1、潤滑油性能的好壞，決定了滾珠與滾柱間的摩擦系數(shù)，更換質(zhì)量較好的潤滑油，可有效降低由于摩擦產(chǎn)生的熱量

　　對于選定的潤滑油品牌，其性能已經(jīng)固定，但在使用過程中可能造成污染降低其性能，對于這種情況應(yīng)及時檢測，定期更換或補充潤滑油，確保軸承部位的摩擦系數(shù)最小，減少熱量的產(chǎn)生。

　2、提高發(fā)電機(jī)安裝質(zhì)量

　　發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子重心與軸承重心的偏差距離是影響軸承所受壓力的重要因素，通過提高發(fā)電機(jī)安裝質(zhì)量，減少偏差，確保軸承內(nèi)外圈的間隙和竄動量符合設(shè)計值，減少軸承自身運轉(zhuǎn)造成的熱量產(chǎn)生。

　3、發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的熱量由轉(zhuǎn)子回來電流、勵磁回路電流、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)硅鋼片質(zhì)量決定

　　在電壓固定的情況下，電流大小由電路中電阻決定，電阻大小與材料性能、長度、橫截面積有關(guān)。在材料確定、粗細(xì)一致的情況下，材料的長度成為影響電阻的決定性因素。若以質(zhì)量衡量長度，發(fā)電機(jī)組件的質(zhì)量減少可有效降低發(fā)電機(jī)熱量產(chǎn)生。