1FC發(fā)電機(jī)常見故障分析及處理

莫玉卿

（中國鐵路南寧局集團(tuán)公司 機(jī)關(guān)服務(wù)所，工程師，廣西 南寧 530003）

1FC 發(fā)電機(jī)的常見故障表現(xiàn)為輸出端電壓與正常電壓發(fā)生偏離，主要分為發(fā)電機(jī)不發(fā)電、電壓高、電壓低、電壓波動不穩(wěn)定四個類別，如表1針對2019年常見故障統(tǒng)計(jì)匯總情況表明，常見故障主要有四個類別。

表1 常見故障統(tǒng)計(jì)匯總

1 1FC發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)概述

1FC 發(fā)電機(jī)是德國西門子研發(fā)的產(chǎn)品，目前南寧局集團(tuán)有限公司所屬發(fā)電車主要是使用1FC5 和1FC6 兩種發(fā)電機(jī)，由主機(jī)G1 和勵磁機(jī)G2 組成。它的調(diào)壓裝置采用自勵恒壓勵磁裝置，包含諧振相復(fù)勵系統(tǒng)和自動調(diào)壓系統(tǒng)。該裝置利用剩磁起壓，輸出電壓后又向勵磁系統(tǒng)供電循環(huán)作用，保證發(fā)電機(jī)輸出電壓正常穩(wěn)定。如圖1所示：

圖1 勵磁系統(tǒng)電氣原理圖

表2 勵磁系統(tǒng)電氣元器件表

2 1FC常見故障分析及處理

結(jié)合圖1 和表2 對1FC 常見故障作如下分析并簡介處理方法：

2.1 1FC發(fā)電機(jī)不發(fā)電原因及處理

1）發(fā)電機(jī)不發(fā)電故障分析。當(dāng)柴油機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)無電壓輸出，如測得輸出電壓為0伏或數(shù)值極低。故障的主要原因是無剩磁，不能建立起磁電壓；或者是G2 向G1 提供勵磁電壓過程出現(xiàn)問題無法供電。

2）發(fā)電機(jī)不發(fā)電故障處理方法。測量F1F2 端子電壓為0伏，判斷為無剩磁，打開DC24 V充磁開關(guān)(無充磁開關(guān)則在F1F2 兩端加DC24 V 電壓)充磁直至電壓正常，如果充磁后仍然無法建立電壓，說明勵磁系統(tǒng)正反饋的放大環(huán)節(jié)中斷，原因在轉(zhuǎn)子上（R4、V2），用萬用表歐姆檔測量壓敏電阻R4 為通路無阻值，說明R4已被擊穿，更換R4故障即可消除；如果壓敏電阻工作正常，則用萬用表測量旋轉(zhuǎn)整流模塊V2，利用二極管正向?qū)ǚ聪蚪刂固匦裕匦愿淖?，確認(rèn)旋轉(zhuǎn)整流模塊V2 損壞，更新V2 后電壓即可正常；如果充磁能建立電壓，斷掉充磁開關(guān)后發(fā)電機(jī)電壓迅速掉回0伏，說明主發(fā)電機(jī)和交流勵磁機(jī)兩個放大環(huán)節(jié)沒有問題，是勵磁系統(tǒng)正反饋回路中斷，原因主要在勵磁系統(tǒng)(L1、C1、T6、V1)上，如用萬用表歐姆檔測量電抗器L1 兩端，電阻值為無窮大即可確認(rèn)L1 斷路，更換L1 后電壓可恢復(fù)正常；如電抗器L1 正常則用萬用表測量諧振電容C1，當(dāng)正反向電阻均有從小變大的過程，說明電容充放電正常，如果電容阻值保持很小或很大且無變化，則說明諧振電容C1 短路或斷開，更換C1 后發(fā)電機(jī)電壓顯示正常；如果揩振電容C1正常，用萬用表歐姆檔測量整流變壓器T6繞組阻值為無窮大，說明T6 繞組斷開，更換T6 發(fā)電機(jī)電壓正常；如果整流變壓器T6 正常，則用萬用表歐姆檔測量靜止整流器V1，利用二極管正向?qū)ǚ聪蚪刂固匦?，特性改變，確認(rèn)靜止整流模塊V1 損壞，更新V1 后電壓正常；依照上述順序就可以處理發(fā)電機(jī)不發(fā)電故障。

2.2 1FC發(fā)電機(jī)電壓高原因及處理

1）發(fā)電機(jī)電壓高故障分析。當(dāng)柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，發(fā)電機(jī)的端電壓高于432 V，甚至超過456 V 且不可調(diào)節(jié)，說明勵磁電流過大，主要原因是電路中沒有產(chǎn)生分流作用。

2）發(fā)電機(jī)電壓高故障處理方法（如圖2所示）

圖2 發(fā)電機(jī)端電壓高查找順序圖

手動拔掉自動電壓調(diào)節(jié)器AVR1 或5 號線，如發(fā)電機(jī)端電壓值在432 V 至456 V 之間，用萬用表電壓檔測量AVR17、18、19 號線接頭端電壓，發(fā)現(xiàn)無電壓或缺相，檢查測量回路變壓器T7、T8 電阻是否斷開，如用萬用表電阻檔測量其電阻值顯示無窮大時(shí)，可判定T7、T8 斷開使AVR 可控硅關(guān)斷，此時(shí)更換T7、T8 后發(fā)電機(jī)電壓可恢復(fù)正常；如果T7、T8 正常則用萬用表電阻檔測量中間互感器T4、T5，如電阻值為無窮大時(shí)，說明T4、T5 副邊無電流通過同軸電位器電阻R2轉(zhuǎn)變成電壓，需更換T4、T5才能使發(fā)電機(jī)電壓正常；如果T4、T5測量值正常，再用萬用表電阻檔測量同軸電位器電阻R2的電阻是否為無窮大，如為無窮大時(shí)，將R2斷開，更換R2發(fā)電機(jī)電壓可顯示正常。AVR17、18、19 號線接頭端在正常值24 V以上時(shí)，檢查各部接線是否存在接觸不良，接線良好時(shí)用萬用表測量限流電阻R1 是否為無窮大斷開狀態(tài)，因?yàn)镽1 是串在AVR 可控硅陽極，斷開不能分流，更換R1 發(fā)電機(jī)電壓正常；如果進(jìn)行完以上步驟仍未消除故障，則短接AVR 的1號和5號線，發(fā)現(xiàn)電壓低于350 V，說明AVR內(nèi)部損壞，此時(shí)需更換AVR才能保證發(fā)電機(jī)電壓正常。

當(dāng)手動拔掉自動電壓調(diào)節(jié)器AVR1 或5 號線，發(fā)電機(jī)端電壓在456 V 以上，則可能是電抗器L1 匝間短路一相或兩相，如測量L1 阻值明顯小于標(biāo)準(zhǔn)值，導(dǎo)致整流變壓器T6 電壓提高，加大勵磁電流使發(fā)電機(jī)電壓超過456 V，及時(shí)更換L1 后發(fā)電機(jī)電壓顯示正常。

2.3 1FC發(fā)電機(jī)電壓低原因及處理

1）發(fā)電機(jī)電壓低故障分析。柴油機(jī)轉(zhuǎn)速正常時(shí)，發(fā)電機(jī)的端電壓低于400 V，且不可調(diào)節(jié)。說明起壓的正反饋正常，問題出在空載勵磁電流小、與空載特性不相符或者是主機(jī)勵磁電壓低于要求值。表3為勵磁空載特性數(shù)值表。

表3 為勵磁空載特性數(shù)值表

2）發(fā)電機(jī)電壓低故障處理方法。圖3 為發(fā)電機(jī)端電壓低查找順序。

圖3 發(fā)電機(jī)端電壓低查找順序

結(jié)合圖3，發(fā)電機(jī)電壓低故障處理方法是：利用勵磁空載特性，測量F1F2 電流電壓，符合空載特性(表3)的說明問題出在勵磁系統(tǒng)上，拔除AVR1 或5 號接線頭，發(fā)電機(jī)電壓在432 V～456 V 之間且電壓不再波動的，可判定為AVR 損壞，更新AVR后發(fā)電機(jī)電壓正常；如果拔除AVR1 或5 號接線頭，發(fā)電機(jī)電壓小于360 V，則按3.1 發(fā)電機(jī)不發(fā)電勵磁系統(tǒng)正反饋回路中斷，原因在勵磁系統(tǒng)(L1、C1、T6、V1)上的查找處理方法；當(dāng)測量F1F2 電流電壓，不在空載特性的，按3.1 勵磁系統(tǒng)正反饋的放大環(huán)節(jié)中斷，原因在轉(zhuǎn)子上（R4、V2）的查找方法進(jìn)行處理

2.4 1FC發(fā)電機(jī)電壓不穩(wěn)定原因及處理

1）發(fā)電機(jī)電壓不穩(wěn)定故障分析。柴油機(jī)轉(zhuǎn)速正常時(shí)，發(fā)電機(jī)的端電壓不穩(wěn)定，一般分為空載不穩(wěn)定和帶載不穩(wěn)定兩種現(xiàn)象，主要原因是各部接線接觸不良、AVR調(diào)節(jié)不良或損壞造成。

2）發(fā)電機(jī)電壓不穩(wěn)定故障處理方法?？蛰d不穩(wěn)定故障多是因?yàn)锳VR 自動調(diào)壓器上的USOL(電壓內(nèi)整定調(diào)整)、VR（放大倍數(shù)調(diào)整）、TN（動態(tài)時(shí)間調(diào)整）可調(diào)旋鈕調(diào)整值不正確，用小一字螺絲刀重點(diǎn)對VR和TN進(jìn)行微調(diào)，直至空載電壓波動消失，故障消除；如果調(diào)整后電壓依然不穩(wěn)定則為AVR 損壞，更換AVR 后電壓穩(wěn)定；帶載后電壓下降值超差：一是檢查勵磁機(jī)各接插件有無松動，如D 級修在對電機(jī)清潔過程中沖洗造成接頭松動或是運(yùn)用過程中振動造成接頭松動；二是檢查在修理過程中有沒有接插頭接錯位置現(xiàn)象，接好松動線頭，校正錯位接線，故障消除。

4 結(jié)束語

鐵路客車發(fā)電車1FC 發(fā)電機(jī)是旅客列車正常供電的重要設(shè)備，它出現(xiàn)故障后，查找起來相對不容易，只有通過認(rèn)真學(xué)習(xí)掌握它的工作原理、功能及特點(diǎn)，熟悉故障現(xiàn)象，才能更加全面的掌握發(fā)電機(jī)常見故障的處理方法，只有在工作中快速處理發(fā)電機(jī)故障，才能更好保證旅客列車運(yùn)用過程中的供電安全。