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无刷充电机的工作原理
发动机起动期间,发电机电压小于蓄电池电压时,整流二极管截止,发电机不能对外输出,由蓄电池供给磁场电流。路径为:蓄电池正极→点火开关SW(或点火继电器触点)→磁场烧组调节器→搭铁→蓄电池负极。
流入励磁绕组的电流,在励磁铁心中建立一个带状的磁通量。这个带状磁通量沿着各个导磁元件环行,在整个磁回路中,这个磁通量将在励磁绕组周围找到一个 磁阻的通道:励磁电流产生的磁力线通过励磁铁心(磁轭托架)→辅助气隙g1→转子N极→主气隙g→定子铁心→主气隙g→转子S极→辅助气隙g2→励磁铁心形成一个闭合的磁路系统。这种结构除转子爪极外径与定子内表面之间的气隙(称为主气隙)外,在闭合的磁路系统中,增加了两个有相对运动的径向附加气隙,使闭合回路的磁阻增大。所以必须通过增加磁场绕组的激磁安匝来补有效磁通量所减小的部分,才能保证无刷交流发电机的输出。
随着转子的旋转,使通过定子铁心的磁通量发生变化,定子绕组切割磁力线而产生感应电动势,定子绕组发出三相交流电压,通过三相桥式整流电路整流成直流。当转速达到1000r/min左右时,发电机应能正常发电并对外输出,经滤波电容C后输出28V直流电压,发电机电压大于蓄电池电压,发电机自励,并对蓄电池充电,或对其他负载供电。N端通过VD4、VD5、VD6中的一个硅管整流,与对地端形成半波整流电压,被称为中性点电压,其输出信号为14V直流脉动电压( 负载不能超过2A),N端可用于接转速表。中性点电压除了直流成分外,还含有交流成分,且幅值随发电机的转速而变,与中性点相连的二极管(VD10、VD11)就称为中性点二极管。当中性点二极管的正极管(VD11)电位 或负极管(VD11)电位 时,中性二极管亦处于正向导通,可对外输出,能有效利用中性点电压来增加发电机的输出功率。实践证明,在交流发电机上安装中性二极管后,输出功率可增加10%~15%。
定子绕组的三相交流电压经三相全桥整流后,经调节器向励磁绕组供电。调节器以通/断方式调节励磁电流,使充电机的输出电压保持在(28±0.3)V范围内波动,给蓄电池浮充电。发电机调节器电路如图8-14中调节器部分所示,主要由3个电阻R1、R2、R3,2个三极管VT1、VT2和1个稳压管VR组成。R1、R2,为分压电阻,VT1为小功率三极管,接在大功率管的前一级,起功率放大作用,也称前级放大。三极管VT2为大功率三极管,其集电极与发电机磁场绕组相连,磁场绕组为VT2负载,VT2导通时,磁场电流接通反之磁场电流切断。因此,可以通过控制三极管VT2的导通与截止,改变磁场电流使发电机输出电压稳定。
稳压二极管VR是感受元件,其一端接三极管VT1的基极,另一端接分压电阻R1、R2、以组成电压检测电路,监测发电机电压的变化。当发电机的输出电压在分压电阻R1上的电压达到VR的设定电压时,VR击穿,VT1有基极电流使VT1导通,VT2截止,这就使发电机的F点不接地面切断了磁场绕组的电路,发电机电压便会下降。发电机电压下降时又使VR、VT1截止,VT2导通,发电机电压重又升高如此反复作用,使发电机端电压被控制在一定的范围内。
现在集成电路电压调节器也被广泛使用。用集成电路开发的电压调节器体积很小,可方便地安装在发电机的内部与发电机组成一个整体,称之为整体式交流发电机。集成电路调节器的基本工作原理与晶体管调节器完全一样,都是根据发电机的电压信号(输入信号),利用三极管的开关特性控制发电机的磁场电流以此达到稳定发电机输出电压的目的。集成电路调节器有内、外搭铁之分,以外搭铁形式居多。
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发电机缺缸运行故障原因和启动后转速不稳定
一、发电机缺缸运行故障原因
发电机组在实际运行过程中,经常会碰到个别气缸不工作(缺缸工作)的故障,导致个别气缸不工作影响因素主要有:
1、冬季冷起动时,由于天气寒冷,个别发电机气缸因为每天 次起动时怠速不工作,但随着运行温度的提高,所有气缸逐步工作正常;
2、个别发电机组气缸出现活塞环断裂、拉缸或气门密封不严等机械故障,使气缸压缩压力到不到要求,导致该缸不工作;
3、喷油器油嘴堵塞,使该缸不喷油,所以该缸不工作;
4、喷油泵柱塞、出油阀故障,导致该缸供油不正时或不供油,使该缸不工作;
5、其它综合因素导致某缸不工作。
二、发电机缺缸运行的危害:
1、由于某缸不工作,使得发电机的工作不稳定,容易出现震动大等问题,严重时可能引起共振,损坏或降低发电机各部件的使用寿命。
2、缺缸工作易造成机体的受力不平衡而使其变形,进而影响发电机整机的使用寿命。
三、启动后转速不稳定
故障原因:
供油管道有空气进入;调速板增益或稳定性调节不当;调速拉杆开度过大。
故障处理:
检查供油管道,对存在漏气的部位进行处理,防止空气进入供油管道。重新设定调速板上的增益和稳定性调节电位器;根据超速或低速的值,在开机前适当的减小或增大调速拉杆的开度,然后开机,根据发动机的转速再适当的调节拉杆的开度.
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什么问题导致发电机散热器损坏
(1)故障现象 某部一车用C系列康明斯机,行驶过程中发现冷却液温度过高,经检查发现冷却液过少,添加到规定值后,继续行驶。半小时以后,水温又偏高,停车检查时,冷却液又减少了。检查发现散热器下部有漏水现象,对其进行焊接后,试机发现冷却液温度正常,冷却液也没有过量减少现象。但是该车高速行驶过后,又出现散热器漏水和冷却液温度过高的现象。
(2)故障查找分析 显然,这起冷却液温度过高的故障是由于散热器中冷却液泄漏导致的,而散热器芯屡次破损可能是由于质量较差或者是冷却系统压力过高造成的。经过检查,排除了 种原因。接下来查找压力的来源。如果是气缸内的高压气体进入散热器,那么机工作时,散热器内应有较多水泡逸出,因此旋掉散热器盖后开机,没有发现异常现象。 检查散热器盖上的空气一蒸汽阀,检查发现蒸汽阀被异物卡死。
为了防止冷却液溅出,散热器的加水口平时用散热器盖盖住。但是由于机工作后温度升高,冷却液会产生水蒸气,从而使冷却系统的气压升高,如果冷却系统完全封闭,可能会胀裂散热器的芯子。因此,通常在散热器盖内安装空气—蒸汽阀。空气一蒸汽阀主要由蒸汽阀、空气阀和蒸汽排出管等部分组成。
机正常工作时,蒸汽阀2和空气阀3均因弹簧的压力处于关闭,将冷却系统和大气隔开,防止水蒸气溢出,使冷却系统的压力稍高于大气的压力,从而提高冷却液的沸点,增大散热器与空气间的温差,提高了散热器的散热能力,这对于在高原和热带工作的机更为有利。当冷却系统内压过高时,蒸汽阀2被蒸汽压开,经蒸汽排出管1排出一部分水蒸气,使其内压降低,保护了散热器芯不至于被过高的内压胀裂。当冷却系统内压过低时,空气阀3被大气压力压开,外界空气经蒸汽排出管1进入散热器中,防止散热器的冷却液管被大气压力压瘪,因弹簧的预紧力不同,蒸汽阀和空气阀的开启压力也不同。一般蒸汽阀在散热器内压力比大气压力高出20~30kPa时开启。由于空气蒸汽阀的自动调压作用,闭式水冷系统的沸点较高,当冷却系统内蒸汽压力保持在130kPa时,水的沸点可提高到108℃,这使机机与空气间的温差增大,提高了散热能力和对气候条件的适应性,同时减少了冷却液的消耗。故目前散热器上普遍采用空气蒸汽阀。
可知,当蒸汽阀无法开启,冷却系统内部压力过高时,会导致散热器芯损坏。
在机的使用过程中,如果需要打开散热器盖进行检査,必须使冷却液温度低于50℃,否则就会出现的冷却液向外喷射而被烫伤的现象。
(3)故障排除 焊接散热器并更换散热器盖总成后,故障排除。
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发电机组润滑油压力过低是什么问题造成的
(1)润滑油牌号选错或质量不合格 由于低粘度的润滑油挥发性高,同时密封性也较差、使用中会造成大量消耗及泄漏。同时,粘度过低的润滑油,由于承载能力低,易使油膜产生破裂,从而引起润滑油压力明显下降。而润滑油牌号选错或质量不合格均可能导致润滑油粘度过低。因此,应正确地选用润滑油,而且随着季节变化或地域不同来合理地选用润滑油,同时,机必须采用机润滑油,不能以机润滑油代替。
(2)润滑油油量不足 若油底壳内的润滑油油量不足,机油泵的泵油然就会减少或者泵下不上润滑油,致使润滑油压力过低,从而导致曲轴与轴承、缸套与活塞等部件润滑不良而加剧磨损。因此,应在开机前检查油底壳中的润滑油量,保证润滑油在规定的范围内。
(3)润滑油中渗入了或水 如果输油泵、喷油泵磨损过大,就会漏入油底売内,导致润滑油粘度降低,润滑性能变差,造成润滑油压力降低、,另外由于气缸盖、气缸套破裂,气缸套下部水封圈密封不良,使冷却水漏入油底売内,不仅使润滑油粘度降低,还会形成大量泡沫,导致润滑油不能连续输送,也会造成润滑油压力过低。因此、开机前应检查润滑油的质量,若润滑油粘度小,油平面升高且有生油味,则是润滑油中混入了;润滑油颜色呈乳白色,则是润滑油中混入了水分,必要时应按规定更换润滑油。
(4)润滑油温度过高 如果润滑油温度过高,不但加速润滑油的变质、也容易使润滑油被稀释导致粘度过低,从曲轴与连杆轴瓦等部位的配合同隙中大量流失而导致润滑油压力下降,机长时间超负荷工作、喷油泵的供油时间过迟、冷却系统水垢严重时,均会导致润滑油温度过高。因此,应让机在额定负荷下工作;调整供油时间并且及时清除冷却系统水道中的水垢。
(5)旁通阀不密封或弹力过低 由旁通阀原理可知,旁通阀开启后,润滑油不经过机油弗列加滤清器直接进入主油道,此时,流通阻力减小,压力就会下降。如果旁通阀不密封或者弹簧失效、折断,旁通阀的开启压力很小或者一直处于开启状态,润滑油压力就会过低。因此,要定期检查旁通阀是否工作正常。
(6)压力调节阀损坏或开启压力过低 由压力调节阀工作原理可知,当润滑油压力大于压力调节阀的开启压力时,调节阀打开,通过将部分润滑油直接回流到油底壳的方式调节机油压力。如果压力调节阀的弹簧疲劳软化、折断或调整不当会导致弹力不足,以及阀座与钢珠(或柱塞)的配合面磨损或者被脏物卡住而关闭不严时,回油量便明显增加,主油道的油压随之下降。此时,应检修或者更换压力调节阀,将其开启压力调整至规定值。
(7)机油冷却器堵塞 机油泵泵出的润滑油经机油冷却器冷却,再经过机油弗列加滤清器后送入主油道。当机油冷却器堵塞时,润滑油的流通阻力增大而使润滑油的流量减少,导致油压过低,此时,应清洗或更换冷却器。
(8)集滤器堵塞 当润滑油过脏、过粘导致集滤器堵塞时,如果机低速运转,由于机油泵吸油量不大,主油道尚能建立起一定的压力,因而油压正常但是机高速运转时,机油泵的吸油量会因集滤器阻力过大而明显地减少,导致主油道供油不足,产生润滑油压力过低的现象。此时,应清洗集滤器,必要时应更换润滑油并且清洗油道。
(9)机油泵泵出油量不够 无论是转子式机油泵还是齿轮式机油泵,当机油泵转子(齿轮)间、泵盖平面与转子(齿轮)间等部位的间隙因磨损而超过允许值时,都会导致机油泵的泵油量减少,造成润滑油压力过低。应及时更换间隙超过规定值的机件,或者研磨泵盖平面,并且调整泵盖与转子(齿轮)端面的垫片,使间隙符合要求,必要时应更换机油泵总成。
(10)润滑系统油道堵塞 机润滑系统中,当主油道以前的油道,如机油泵至机油冷却器或机油弗列加滤清器至主油道等润滑油道堵塞时,会导致润滑油的流通阻力增大而使润滑油的流量减少,致使润滑油压力过低,此时,应对油道进行清洗。
(11)润滑系统油道漏油 当润滑系统的油道有漏油现象时,润滑油压力便明显地下降。可在机低速空载运转时,观察各油管、接头和其他泄漏点,根据涌出润滑油的情况确定故障部位。发现故障点后,应焊补并且进行压力试验确保不再泄漏时才能使用。
(12)机油压力传感器失效 正常情况下,机油压力传感器的阻值是随着压力的变化而有规律的变化,但是当机油压力传感器失效后阻值过大时,机油压力表的指示值就会过低。此时可将传感器的接线断开,然后用万用表进行测量,若阻值过大则说明传感器失效。
(13)机油压力表失效 机油压力表指示值过低时,经过测量机油压力传感器没有损坏后、可用万用表测量压力表的阻值,若阻值过高,则说明机油压力表失效。也可在机低速空载运转时,慢慢地松开机油压力传感器,若润滑油涌出量正常,则说明机油压力表失效。
(14)曲轴与轴瓦配合间隙过大 当机长期使用后或者由于修配不当而导致曲轴连杆轴颈与连杆轴瓦的配合间隙增大时,曲轴轴颈和轴瓦间形不成油膜,润滑油的泄漏量增大,致使润滑油压力过低。由实验结果可知,该间隙每增加0.01mm时,油压就厂降10kPa,此时、可通过磨修曲轴、选配相应尺寸的连杆轴瓦,使配合间隙恢复到规定值、必要时应更换曲轴。
(15)曲轴油封泄漏 曲轴前后油封主要用来密封、在装配过程中如果方法不气、或者在机的使用过程中,造成油封磨损严重时,都会出现润滑油泄漏而导致润滑油压例过低的故障。因此,拆装曲轴后应及时更换油封,而且在装配过程中要小心谨慎、保证密封性良好。
(16)摇臂轴与摇臂的间隙过大 康明斯机的润滑油从主油道通过垂直油道进入配气机构摇臂轴进行润滑,然后回到油底売。如果配气机构中的摇臂轴与摇臂的间隙过大会造成较多润滑油直接流回油底壳,就会导致润滑油压力过低。判断该间隙是否过大可在起动机后,打开气门室罩盖观察摇臂架上润滑油的流量。
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