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- 發(fā)布日期：2021-07-29 16:18:15 點(diǎn)擊次數(shù)：18 所屬分類：行業(yè)動態(tài) 文章來自：康成發(fā)電設(shè)備
- 前言：作為電氣系統(tǒng)的主要電源，三相同步交流發(fā)電機(jī)已廣泛應(yīng)用于柴油發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)使用過程中可能發(fā)生不發(fā)電、輸出電壓過低、過高和電壓不穩(wěn)等故障，導(dǎo)致故障的原因主要是發(fā)電機(jī)皮帶張緊力過小、電壓調(diào)節(jié)器出現(xiàn)故障、發(fā)電機(jī)內(nèi)部二極管出現(xiàn)故障、激磁繞組部分短路、三相繞組出現(xiàn)故障和導(dǎo)線連接不良等。故障裝載機(jī)的工作環(huán)境多為港口、化工廠、礦場等高硫高腐蝕地域。本文中結(jié)合故障的具體案例，逐層分析，研究故障的原因并提出解決方案。
1故障描述及分析：故障發(fā)電機(jī)表現(xiàn)為發(fā)電機(jī)遭受腐蝕，發(fā)電機(jī)不發(fā)電或者輸出電壓偏高，通過排查、更換發(fā)電機(jī)后故障排除。經(jīng)檢查，故障發(fā)電機(jī)內(nèi)部腐蝕較為嚴(yán)重，但是不能確認(rèn)是否腐蝕為造成該故障的主要原因，需要研究并確定故障原因以消除存在的質(zhì)量隱患。
1．1發(fā)電機(jī)故障現(xiàn)象及初步原因分析對裝載機(jī)發(fā)電機(jī)損壞現(xiàn)象發(fā)生較集中的港口、化工廠、礦場等高硫高腐蝕地域進(jìn)行了初步分析，發(fā)電機(jī)的故障現(xiàn)象及原因見表對故障發(fā)電機(jī)進(jìn)行拆檢并更換故障零部件，再次測試結(jié)果顯示發(fā)電機(jī)性能正常，礦場反饋的已損壞發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器如圖2所示。故障發(fā)電機(jī)復(fù)測結(jié)果如圖3所示。拆檢及復(fù)測結(jié)果顯示裝載機(jī)發(fā)電機(jī)故障的主要原因?yàn)?1)發(fā)電機(jī)整流橋內(nèi)部腐蝕或調(diào)節(jié)器內(nèi)部腐蝕致開路，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)無法發(fā)電或者發(fā)電機(jī)電壓過高。2)整流橋在高硫高腐蝕的工作環(huán)境下的抗腐蝕能力不足。3)雖然已經(jīng)對調(diào)節(jié)器內(nèi)部進(jìn)行過防腐蝕處理，但是在極端工作環(huán)境下，仍然存在較高的失效風(fēng)險。
1．2實(shí)物拆檢與失效模式分析對失效的發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器拆解后發(fā)現(xiàn)，調(diào)節(jié)器內(nèi)部電路發(fā)生了硫化現(xiàn)象，硫化失效器件的典型外觀就是電極與環(huán)氧樹脂交匯處有黑色析出物，失效器件表面的黑色析出物如圖4所示。采用能量色散X射線光譜儀并結(jié)合掃描電子顯微鏡對具有黑色析出物的樣品進(jìn)行微區(qū)成分分析，分析結(jié)果如圖5示。能量色散X射線光譜儀分析顯示，失效樣品中有硫化銀(Ag2 S，一種黑色非導(dǎo)電物質(zhì))產(chǎn)生。據(jù)此推測，外部高硫環(huán)境中硫元素浸入調(diào)節(jié)器內(nèi)部，與導(dǎo)體合金中的銀產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生產(chǎn)黑色的Ag2 S［4－6］，最終致使電路開路，發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器失效，發(fā)電機(jī)無法發(fā)電。經(jīng)市場調(diào)查，反饋硫化失效地區(qū)為化工礦場，使用環(huán)境含硫較多，使用的環(huán)境比較惡劣，這為發(fā)電機(jī)的硫化提供了基礎(chǔ)。由于發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器表面涂覆的三防膠材料是硅膠，而硅膠是發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)［7－10］，容易吸附硫，這又大大加速硫化物的生成。
2.改進(jìn)方案及驗(yàn)證通過以上分析，雖然發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)器內(nèi)部已進(jìn)行防腐蝕處理，但發(fā)電機(jī)失效原因仍為多功能調(diào)節(jié)器在外部高硫環(huán)境下應(yīng)用，調(diào)節(jié)器內(nèi)部發(fā)生硫化現(xiàn)象造成斷路失效。針對該問題，將發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)器及發(fā)電機(jī)的整流器單板組件涂覆材料更改為具有抗硫化功能的三防膠［11－13］，更改三防膠材料前后的調(diào)節(jié)器如圖6所示。同時，完善硫化反應(yīng)可靠性測試標(biāo)準(zhǔn)，以便更準(zhǔn)確評估產(chǎn)品的抗硫化腐蝕能力。對改用抗硫化三防膠之后的發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器進(jìn)行抗硫化評估對比試驗(yàn)，更改三防膠材料前后的試驗(yàn)結(jié)果如圖7所示。
試驗(yàn)結(jié)果表明，改用抗硫化三防膠，在可保證15.2 mg/m3的硫化氫(H2 S)氣體環(huán)境中進(jìn)行196 h的腐蝕試驗(yàn)后，無明顯腐蝕，符合設(shè)計要求。使用抗硫化三防膠的發(fā)電機(jī)已正式更換，并將改進(jìn)后的抗硫化調(diào)節(jié)器發(fā)往故障發(fā)生比較集中的地區(qū)進(jìn)行驗(yàn)證，更換調(diào)節(jié)器后沒有再出現(xiàn)類似故障，該問題得到了徹底解決。
針對某型柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)頻繁失效的故障案例，結(jié)合裝載機(jī)的工作環(huán)境，對發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器的失效樣品進(jìn)行由淺及深的剖析，確定失效的根本原因?yàn)榱蚧В⒂嗅槍π缘靥岢龈倪M(jìn)優(yōu)化方案，通過試驗(yàn)驗(yàn)證改進(jìn)方案的有效性，為其他零部件的設(shè)計與故障分析提供參考。結(jié)合裝載機(jī)的工作環(huán)境，分析得出了此次發(fā)電機(jī)失效原因?yàn)槎喙δ苷{(diào)節(jié)器在外部高硫環(huán)境下，調(diào)節(jié)器內(nèi)部發(fā)生硫化現(xiàn)象，造成斷路失效，并提出了相應(yīng)的解決措施，試驗(yàn)結(jié)果及市場驗(yàn)證表明整改措施切實(shí)有效。鑒于工程機(jī)械的作業(yè)環(huán)境，其故障模式與其他零部件具有共性，其分析過程及解決方法可謂快速排出此類故障提供一定參考，具有推廣借鑒意義。
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