摘 要 励磁机换向器冒火是运行中常见的现象，在分析励磁机换向器产生火花的机理的基础上，总结多年来在运行、维护、检修以及故障处理等方面的成功经验，取得了满意的效果。
关键词 励磁机 换向器 换向 火花
1前言
换向是励磁机正常运行的关键问题。换向不良，将在电刷与换向器之间产生有害的火花，甚至使励磁机不能正常运行。而目前绝大多数小型汽轮发电机组均采用与主机同轴的励磁机进行励磁(比如浦城热电厂的QF-3-2型汽轮发电机组就是采用与主机同轴的ZLQ-30-300型励磁机)，这种励磁机具有生产历史长、技术成熟、电路结构简单、能源消耗也较少的优点，但由于换向的存在，易产生火花，因此多用在中小型汽轮发电机组上。下面将从励磁机换向器产生火花的原因分析、运行维护、定期检修和故障处理等方面进行总结，供同行借鉴参考。
2换向器产生火花的原因
换向器产生火花的原因是多方面的，既有电磁的又有机械和化学等方面的，但主要的是电磁方面的原因，由于交轴电枢反应使磁场扭曲，其换向附加电流ik迅速变化时产生的电抗电动势将换向片与电刷断开处的空气击穿产生火花即使电刷的宽度与换向片的宽度一致，在换向过程中也必然要产生火花(见图1，其中Tk—换向周期，ia—换向电流，ik—换向附加电流)。其二是机械方机的原因，换向器偏心，换向片间云母绝缘凸出，电刷分布不均，接触不良，电刷在换向器上的压力不适当等。其三是化学方面的原因，如高空氧气不足，换向器表面难以形成电阻较大的利于换向的氧化亚铜薄膜，或受化学气体侵蚀破坏，也会造成换向不良。
3改善换向、消除火花的途径
引起换向器产生火花的主要原因是有附加换向电流ik的存在，因此要消除火花，就要减少换向附加电流ik，要减少ik有两种途径：一是在换向区域内引入外磁场，使其在换向元件内产生切割电势以抵消电抗电势：二是增加换向回路电阻，尤其是增加该回路中起主要作用的电刷和换向器间的接触电阻，以抑制附加换向电流。为此我们常采用以下几种方法：
3.1装设换向极
为了抵消电抗电势的影响，可在主磁极间的中心线上装设换向极(见图2)，它的作用是要产生一个换向极磁势，除抵消横轴电枢磁势外，还在换向区域建立一个换向极磁场，使换向元件切割该磁场而产生感应电势，借此电势抵消电抗电势，从而改善换向。
3.2装置防止环火的补偿绕组
装设换向极可抵消换向区内的交轴电枢磁场，但不能消除由交轴电枢反应引起的气隙磁场畸变，为此要消除交轴电枢磁动势的影响，就必须装置与电枢绕阻串联的补偿绕组，使其流过电枢电流建立磁场去抵消交轴电枢磁动势，从而达到消除环火的目的。
3.3选用合适的电刷
选用电刷是较为复杂的问题。换向困难时增大电刷与换向器的接触电阻，能够减少附加换向电流ik来改善换向。但接触电阻增大又将引起损耗及压降增大，可能对励磁机的运行不利，因此，在更换电刷时要注意选用原牌号或与原牌号性能相近的电刷，以免引起电刷电流分配不均，影响励磁机的正常运行，如何正确使用电刷在运行维护上着重探讨。
4运行控制与维护、检修
4.1电刷的选择和使用
不合理使用电刷而在换向器和电刷之间产生火花占有很大比例，因此在选择使用时应注意：第一，电刷的硬度既不能太硬也不能太软。太硬则会加快换向器表面的磨损，使表面产生凹槽，造成换向器与电刷的接触不良，产生火花；太软则电刷磨损加快易在换向器表面形成炭膜，使火花拉长。因此尽可能按照制造厂家使用说明书提供的牌号来选择；其次要注意电刷的尺寸大小要合适，在刷握的每边都应留有0.20mm左右的间隙，但不能太大，只要能够自由地上下移动即可。同一列电刷的牌号要一致，以免因分流不均致使个别电刷发热损坏。第二，电刷在使用前最好将其放在与换向器圆周等大小的模具上研刮，使其下端面形成凹窝，并通过观察擦痕进行修刮，使其与换向器表面完全吻合，保证接触良好。第三，电刷磨损过分严重时会导致压簧压力不足，致使电刷与换向器接触不紧密而产生火花，因此应及时更换电刷和刷握弹簧。一般电刷磨损大于3/4时应予以更换；压簧使用久了，也会因温度效应使弹性逐渐减弱，发现弹簧弹性减弱时应及时更换。
4.2换向器的定期维护与检修
励磁机连续运行半年以上，换向器会因表面磨损使片间隔离槽变浅，严重时有的云母绝缘片会高出换向器表面。这样一方面因电刷与换向器接触不好而产生连续火花，另一方面高出的云母加快了电刷的磨损而产生大量的炭粉，炭粉沉积在换向片的并头套中间，降低了励磁机的绝缘，并且有可能引起线圈短路而烧毁励磁机。因此，有必要对换向器进行定期维护。至少每季度要用高压风吹扫一次励磁机，尤其是电枢绕组，消除槽中的炭粉；并修刮换向器片间的云母绝缘，使片间云母露出新岔，保持槽深在
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