柴油發(fā)電機(jī)軸電壓產(chǎn)生的具體原因是什么
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靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)引起的軸電壓：目前，大型汽輪柴油發(fā)電機(jī)普遍采用靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)。靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)因可控硅換弧的影響，引入了一個(gè)新的軸電壓源。靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)將交流電壓通過靜態(tài)可控硅整流輸出直流電壓供給柴油發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組，此直流電壓為脈動型電壓。
對于采用三相全控橋的靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)，其勵(lì)磁輸出電壓的波形在1個(gè)周期內(nèi)有6個(gè)脈沖。這個(gè)快速變化的脈動電壓通過柴油發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組和轉(zhuǎn)子本體之間的電容耦合在軸對地之間產(chǎn)生交流電壓。此種軸電壓呈脈動尖峰狀，其頻率為300Hz(當(dāng)勵(lì)磁系統(tǒng)交流側(cè)電壓頻率為50Hz時(shí))，它疊加到磁不對稱引起的軸電壓上，從而使油膜承受更高的尖峰電壓。在增大到一定程度時(shí)，擊穿油膜，形成電流而造成機(jī)械部件的灼傷和損壞。
磁不對稱引起的軸電壓：它是存在于汽輪柴油發(fā)電機(jī)軸兩端的交流型電壓。由于定子鐵芯采用扇形沖壓片、轉(zhuǎn)子偏心率、扇形片的導(dǎo)磁率不同，以及冷卻和夾緊用的軸向?qū)Р鄣炔裼桶l(fā)電機(jī)制造和運(yùn)行原因引起的磁不對稱，結(jié)果產(chǎn)生包括軸、軸承和基礎(chǔ)臺板在內(nèi)的交變磁鏈回路。
由此在柴油發(fā)電機(jī)大軸兩端產(chǎn)生電壓差。每一種磁不對稱都會引起相應(yīng)幅值和頻率的軸電壓分量，各個(gè)軸電壓分量疊加在一起，使這種軸電壓的頻率成分很復(fù)雜，其中基波分量的幅值最大，3次和5次諧波幅值稍小，更高次諧波分量幅值很小。這種交流軸電壓一般為1～10V，它具有較大的能量。
如果不采取有效措施，此種軸電壓經(jīng)過軸—軸承—基礎(chǔ)臺板等處形成一個(gè)回路，產(chǎn)生一個(gè)很大的軸電流。軸電流引起的電弧加在軸承和軸表面之間，其主要后果是引起軸承上的鎢金和軸表面的磨損，并使?jié)櫥脱杆倭踊Ｓ纱藭铀佥S承的機(jī)械磨損，嚴(yán)重者會使軸瓦燒壞。
靜電電荷引起的軸電壓：這種出現(xiàn)在軸和接地臺板之間的直流型電壓，是在一定條件下高速流動的濕蒸汽與汽輪機(jī)低壓缸葉片摩擦出的靜電電荷產(chǎn)生的。這種靜電效應(yīng)僅僅偶然在某種蒸汽條件下才能出現(xiàn)，并非經(jīng)常存在。隨著運(yùn)行工況的不同，這種性質(zhì)的軸電壓有時(shí)會很高，電位達(dá)到上百伏，當(dāng)人觸及時(shí)會感到麻手。它不易傳導(dǎo)至勵(lì)磁機(jī)側(cè)，但如果不采取措施將該靜電電荷導(dǎo)入大地，它將在柴油發(fā)電機(jī)汽機(jī)側(cè)軸承油膜上聚集并且最終在油膜上放電而導(dǎo)致軸承損壞。
剩磁引起的軸電壓：當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)嚴(yán)重短路或其他異常工況下，經(jīng)常會使大軸、軸瓦、機(jī)殼等部件磁化并保留一定的剩磁。磁力線在軸瓦處產(chǎn)生縱向支路，當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)大軸轉(zhuǎn)動時(shí)，就會產(chǎn)生電勢，稱為單極電勢。正常情況下，微弱的剩磁所產(chǎn)生的單極電勢僅為毫伏級。但在轉(zhuǎn)子繞組匝間短路或兩點(diǎn)接地時(shí)，單極電勢將達(dá)到幾伏至十幾伏，會產(chǎn)生很大的軸電流，沿軸向經(jīng)軸、軸承和基礎(chǔ)臺板回路流通，不僅燒損大軸、軸瓦等部件，而且會使這些部件嚴(yán)重磁化，給柴油發(fā)電機(jī)檢修工作帶來困難。
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