8.3.1 发电机的维护与保养
机组上用到的各类电机，如同步发电机、充电发电机、串励电动机（起动马达）和励磁机等，它们维护和保养工作的基本要求是一样的，内容也大同小异，而且都侧重在电气部分。大体上可分为2种，即
（1）日常维护，在每班工作中或工作后进行。
（2）定期检修，又分为小修和中修，小修在每季后或累计工时300～500小时后进行；中修为每半年左右进行一次。
机组上的电器设备，除各自有特殊要求外，一般也可参考这种维护和保养方法进行。
有些机组是作为备用电源或应急电源使用的，其累计工时数较少，它们的维护与保养工作也可参考本方法进行。
1.日常维护
（1）保持电机外表面及周围环境的清洁，在电机机壳上或内部都不许放任何物件，擦净泥、油污和尘土，以免阻碍散热，使电机过热。
（2）严防各种油类、水和其他液体滴漏或溅进电机内部去。更不能使金属零件（如铁钉、螺丝刀等）或金属碎屑掉进内部去，如有发现必须设法取出，否则不能开机。
（3）每班开机时，在柴油机怠速预热期间，应当监听电机转子的运转声音，不许有不正常的杂声，否则应停机检查。监听方法：用螺丝刀刀口一端顶放在电机的轴承等重要运动机件附近的外壳（或盖）上，耳朵贴在螺丝刀的绝缘手柄上，以运行经验来判断。正常情况下电机的声音是平稳、均匀有轻微的风声，如发现有敲打、碰擦之类的声音，说明有故障存在，应认真分析检查。
（4）电机升速到额定值下运转时，应查看底脚螺钉的紧固情况和有无震动现象，发现震动剧烈时应停机检查。
（5）正常工作中的电机，应密切注视控制屏上的电流表、频率表和电压表，以及功率因素表和功率表等指示的工作情况，从而了解电机工作是否正常。发现仪表指示超过规定值时，应及时加以调整，严重时应认真分析原因，必要时要停机检查，排除故障。
（6）注意查看电机各处的电路连接情况，确保正确、牢靠。经常用手摸触电机外壳和轴承盖等处，了解电机各部位的温度变化情况，正常时应不太烫手（一般不大于65℃）。
（7）查看发电机的接地是否可靠。
（8）查看集电环等导电接触部位的运转情况，正常时应无火花或有少量极暗的火花，电刷无明显的跳动，不破裂。
（9）注意观察绕组的端部，在运行中有无闪光和火花以及焦臭味和烟雾发生，如果发现，说明有绝缘破损和击穿故障，应当停车检查。
（10）一般不许突加或突减大负载，并且严禁长期超载或三相负载严重不对称运行。
（11）注意通风、冷却，防止受潮或曝晒。
（12）注意电机上各连接处的配合完好情况以及螺钉等的紧固情况，运行中应禁止马端盖进出风口的防护罩弃之不用或损坏，更不能被杂物堵塞住。
2.发电机的小修
除完成日常维护工作内容外，增加内容有
（1）打开窗盖板，如发现电机内积有尘土，应加以清理。用干燥清洁的压缩空气吹净电机内部各部位的尘土，注意压强应不超过2个大气压。各绕组表面以及风扇内部也应彻底清理，以保持有效的通风和散热。
（2）清洁集电环或换向器表面，以及电刷和刷握等，可用柔软干燥布块沾少许汽油（酒精、煤油等）擦拭，然后再用其他干净的布块将表面擦干，并检查电刷的磨损情况和它与集电环（或换向器）的接触情况，必要时进行修磨或调整，还要同时检查电刷压力的大小，不合适时应加以调整。
（3）拆开电机轴承小端盖（在轴伸端的一只不必拿下来），检查润滑油的消耗和清洁情况，如发现油量不足时应适当添加，发现色泽不均、硬化或含有其他金属杂质，应当清洗和更换润滑油。拆装电机方法在下面将进行介绍，操作者应仔细阅读，掌握好要领，以免损坏电机。
（4）认真检查各处的电气连接和机械联接状况，必要时擦净并接牢。
（5）电机的励磁调压装置，应参照有关要求和上述内容进行。
3.发电机的中修
除完成小修的全部内容外，还增加如下内容
（1）全面检查滑环（或换向器）以及电刷装置的状况，进行必要的清洁、修整和测量。
①清洁工作
集电环或换向器、电刷和刷握各接触导电表面应无油、无垢、无碳末、明亮和接触良好。擦拭时，要用柔软、干燥、清洁而无毛头的布块，可沾少许汽油（或酒精）。尤其注意刷握内和集电环或换向器的根部（焊线头的肩部下面）和云母槽内的清洁。
②磨光与修圆
集电环和换向器的外圆表面应十分光滑，一般呈暗棕色。若发现有烧伤痕迹、发黑或轻微的机械划伤等，应进行磨光，其方法是：用00号细玻璃砂纸（或金刚砂布）一条，再找一块宽度合适的硬木板，用木板把砂纸压紧在集电环或换向器外圆面上，然后低速转动电机转子，一直磨到外圆面光滑为止，最后进行认真的清洁工作。
磨光操作中，注意切断定、转子绕组的电路，以免触电或带电运转。
如果集电环或换向器外圆面灼伤严重，或者失园（已不是正常的圆柱形而摇摆严重时），应当取出转子，在车床上转车外圆面——修圆，表面粗糙度要求不低于1.6，修圆后的换向器还要下刻云母片，最后要清洁处理。
③下刻云母片
换向器片间的云母片的高度，正常时应比换向片低下0.5～1.2mm，否则应考虑下刻，其方法是：在现场条件下，可用细齿的手锯钢锯条一段，自制一个前端带钩的小刀，沿云母片沟逐渐下刻，使之高度符合要求为止。下刻时刀子要锋利，用力要均匀、平稳，下刻完毕要进行磨光和清洁。
④电刷装置的调整
电刷是以石墨为主料压制成形的，导电性能好且耐磨，但质地脆，不耐重压或碰击。电刷安放在刷握内，要求能上下自由平稳地移动，左右不应有明显的晃动现象，下端面与集电环或换向器的接触面积不小于3/4，且光滑、平整，工作时无跳动，磨损量不应超过电刷原来总高度的2/3.否则应加以调整，研磨或更换电刷。
电刷和刷握等是与集电环或换向器配套的，更换时不得擅自更换牌号和规格。
一般碳刷、碳渗石墨制的电刷弹簧压力为0.01～0.025MPa，即为0.10～0.25kgf/cm？；电化石墨制电刷的弹簧压力为0.01～0.04MPa即为0.1～0.4kgf/cm？。使用中若发现电刷磨损太快，可适当减小一点压力；若有较大的跳火现象，可适当加大一点压力。
刷握下端与滑环表面的距离不小于2～3mm。电刷软连接线的连接不宜过紧，应正确、牢靠。
为改善换向性能应调整电刷与磁极之间的相对位置、装置换向磁极和选择合适的电刷特性等。
⑤电刷的研磨
新电刷或接触面烧蚀的电刷，必须经过研磨，使与集电环或换向器贴合良好，才能使用。
研磨接触面的方法是：用00号砂纸一条，让有砂的一面对着电刷，把无砂的一面包在（最好粘住）集电环或换向器的外园上，并让电刷弹簧压紧电刷，依电机正常运行的方向——逆时针方向转动转子，直到电刷下端面有80%以上与集电环外圆密切接触为止。
电刷磨好后，不应调换它的安装方向或刷握。正式使用前，应经过2～3min的空载磨合，然后再逐渐增加电负荷。
（2）全面检查和清洗轴承
中小型电机的转子一般采用滚动轴承，都使用润滑脂润滑。通常，普通型电机采用ZGN-3钙基润滑脂，湿热型电机采用ZL-3锂基轴承脂。一般情况下，电机连续运行1500h左右时，应更换润滑脂，以确保电机正常运行。
轴承工作好坏直接影响电机的运行可靠性，因此应当注意维护和保养。
完好的轴承，在现场条件下用厚薄规测量，轴承的内、外圆与滚珠（柱）的配合间隙适当，察觉不出来有晃动。各零件外观良好：无破损、无腐蚀、无裂纹，滚动接触面圆度和表面粗糙度良好，手持内圈拨外圈时，转动灵活轻快，声音均匀无杂音。
对轴承的保养要求就是定期清洗、检查和加脂。
清洗的方法是：先用竹（木）片把旧脂掏出来，用毛刷沾汽油或煤油刷洗轴承。现场条件下，可以不从轴上取下来清洗。如果是取下来清洗时，可以在掏出旧脂后，放在温热机油或柴油中刷洗。刷洗干净后，要用适量的煤油冲洗轴承一次，然后再加入新润滑脂。
添加润滑脂一定要求用规定的牌号和数量（一般润滑脂加入量占轴承内容积的1/2～2/3左右），切忌将不同类的润滑脂掺杂使用。加油不能太多，也不能太少。太多了，轴承散热不良，温度升高；太少了，润滑不能保证，磨损加剧。
此外，在轴承维护中应当注意，拆下轴承要用轴承“拔出器”，不能用锤子狠敲。电机轴承的内、外盖应保证完好无损，油封毡圈完好，螺钉齐全并拧紧。毡圈如有损坏，应用工业毛毡制作、更换，不能用质地松软的民用毡代替。脏污、发硬（变质）、有砂料或铁屑等杂质的润滑脂不能用。
（3）全面检查电机的各绕组和绝缘情况，检查各电气和机械联接情况。
（4）保养和检修完毕，应当复查一次电气联接和机械安装的正确性与牢靠情况，并且用干燥的压缩空气吹净电机内部各处。最后，按正常的起动和运行要求，进行空载和负载试验，以确定是否完好无误。
4.发电机的拆装
正确合理地进行发电机的拆卸、安装和调整，是维护保养好发电机的重要环节。用户在拆装发电机时，首先应了解发电机的构造，并且采用适当的方法和拆装工具，即可顺利地进行电机的维护保养与修理。下面介绍无刷发电机和相复励发电机的拆装方法。其它各类电机可参照下述方法进行。
（1）无刷发电机的拆装方法
①拆卸步骤
a。卸下励磁机后罩，拆开整流器直流输出连接线的接头，用螺丝刀将轴上的弹簧圈取下，顺轴向可看到励磁机转子轴套上有个螺孔，准备几根双头螺杆用的方法将励磁机转子拉出。对于励磁机转子安装在两轴承之间的，一般不需拆下。
b。卸下后轴承外盖，拆开励磁机定子与主发电机接线板之间的连线，再卸下电机后端盖上的4颗螺栓，将后端盖连同励磁机定子一起卸下来。
c。卸下前轴承外盖，再卸下前端盖的4颗螺栓，用撬杠或鎯头敲打端盖四角，使端盖退出止口，卸下前端盖。
d。转轴一端套入适当内径的钢管。按照的方法吊起转子，将其慢慢移出定子。
e。下轴承弹簧圈按照法，用拉脚将两轴承拉下。
②装配步骤
将各部件上的配合面彻底擦拭干净，与拆卸过程大致相反的步骤进行装配，特别注意将转子装入定子时不可碰到定子线圈，以免损坏绝缘。
③拆装注意事项
a。开各连接线接头时，应注意线头标号，如标号遗失或模糊不清，应重新做好标号。当重新装配时按线路图原位重接，不可调错。
b。下的零部件应妥善保藏，不可随意乱放，以免丢失，零部件应小心轻放，避免因撞击造成变形或损坏。
c。更换旋转整流器元件时，注意整流元件的导通方向应与原元件方向一致。用万用电表测量其正向及反向电阻，可判断硅整流元件是否损坏。整流元件的正向（导通方向）电阻应该很小，用万用表测量应当小于数千欧，而反方向电阻应该很大，一般大于10kΩ。
d。更换发电机的各励磁绕组，接头时应注意磁极的极性。磁极线圈应一正一反依次序相接，励磁机定子上的永久磁铁，面对转子的一端极性为N。磁铁两旁的磁极为S，主发电机励磁绕组的端部仍应打上钢丝箍。钢丝的直径及匝数应与原来相同。绝缘处理后，发电机转子应在动平衡机上校正动平衡。校正平衡的方法是在发电机的风扇上以及非拖动端的平衡环上加重。
e。卸轴承盖及轴承时，注意将拆下的零件用干净的纸张妥善遮盖，避免尘土飞入，如有尘土侵入轴承脂，应将轴承脂全部更换。
f。新装配端盖及轴承盖时，为使再次拆卸方便应在端盖止口上及紧固螺栓上加少许机油。端盖或轴承螺栓应逐个交叉旋入，不能先紧一个再紧其余。
g。电机装配完毕后，用手或其他具慢慢转动转子，转子应转动灵活，无任何擦碰等现象。
（2）相复励发电机的拆装方法
①前后端盖法兰边通常备有启盖螺栓各两个，拆卸端盖时可先将前后端盖螺栓拆下，然后即用拆下的端盖螺栓旋入启盖螺孔中，使端盖缓慢顶出，这样端盖受力均匀，不易变形和碎裂。
②拆卸轴承盖和轴承时，注意将拆卸的部件用干净的纸张妥善遮盖，以免尘土侵入。
③拆卸轴承时可采用示的方法，用拉脚将轴承拉下。
④拆卸发电机和励磁装置各接线头时应注意标号，若标号遗失或者模糊不清应重作。装配接线时应原位对接，切忌错接。
⑤拆卸的零部件应妥善保存，不可任意抛放以免丢失。零部件应小心轻放，避免因撞击而造成损坏或变形。
⑥调换整流零件时，注意导通方向应与原方向一致。若用相反导通方向的整流元件替换，最好用6个元件同时替换，替换后的直流输出方向相反。硅整流元件正常与否可用万用表检查。整流元件正常的正向电阻应小于几千欧，而反向电阻正常值一般大于几百千欧。
⑦励磁装置中电流互感器线圈或电抗器线圈重绕时，应注意极性和接线关系。电流互感器的极性图中标有*号处为一次线圈和二次线圈的同名端。
⑧发电机励磁绕组（磁极绕组）重绕时，极间接线应一反一正依次串联。励磁绕组端部仍应按原端钢丝箍规格和匝数重新扎紧。绝缘处理后的发电机转子转速1500r/min及其以上者应作动平衡，转速在其以下者可只作静平衡。平衡块加在风扇和平衡环上，无平衡环的电机可在非拖动端绑扎钢丝箍上用焊锡加重。
⑨重装电刷时应使电刷中心线通过转轴横断面中心。刷握框离开集电环边缘应保持2～3mm的距离。电刷沿轴向中心线应与集电环中心线重合。
⑩重新装配端盖及轴承盖时，紧固螺栓应逐个交错旋入，不能单个依次旋紧。
发电机装配完毕后，人工转动转子应灵活而无任何擦碰响声。
8.3.2 发电机绕组的维护及保养
1.电枢绕组的基本作用与要求
电枢绕组是各类电机的重要组成部件。在电机使用过程中，由于线圈要受到各种机械和电磁力的作用，工作条件比较恶劣，加上绝缘材料本身存在着各种弱点，因此电枢绕组也是电机结构中最容易出故障的地方。
电枢绕组的导线，在中小型电机中，一般采用各种漆包线，电流较大者要用矩形截面的绝缘导线或裸铜线。各种电机所选用的导线的规格、匝数和联接规律，都是经过电磁设计确定的，修理时必须按原来的要求进行，不能擅自更换线号等。
电枢绕组的绝缘，是为了避免绕组内部各线匝之间，槽内上、下层线圈之间，线圈与铁心之间，相与相之间（对交流电机而言）发生短接或漏电以及制造工艺要求等而设置的。换言之，就是要求电流按照设计规定的路径在线圈子中间通过，而其他部分尽量避免有不允许的电流存在。因此，使用和维护检查中，如果发现绝缘损坏，应及时修补并认真分析损坏原因，并加以防止。保证绝缘状况良好是电机可靠运行的必要条件。
绝缘材料，按其温升限制和耐压强度大小分为几个等级。在较小容量的电机中，普遍采用E级绝缘材料，较大容量和重要的电机或部件，需要采用B级、F级、H级或更好的绝缘材料。必须指出，绝缘的好坏在很大程度上取决于材质的优劣，但不是绝对的，还与制造工艺和质量情况以及日常维护工作有极大的关系。电机使用得当、维护的好就可以大大提高电机绝缘的使用寿命。一般，绝缘材料有共同的缺点：机械强度较差，怕潮湿，耐热性能有一定限度。使用者应当正确使用它，着重防止电机过载和短路电流冲击，禁止乱拆、乱砸、乱碰，不能让化学药剂、油类和水溅泼到电机内部去，经常保持清洁和干燥，保证通风、冷却状态良好等。
电枢绕组的固牢程度直接影响到电机的安全运行。大家知道，带电导体在磁场中会受到电磁力的作用，带电导体之间也有作用力存在，而且这些作用力的大小和方向与导体中的电流和磁场的大小以及方向有关。电枢绕组中的电势和电流是交变的，因此线圈受到复杂的电磁作用，表现为各种电动力，使它在运行中可能发生窜动、震动或挫动等现象；旋转电枢绕组还将受到离心力和风的磨擦力的作用。此外，还有加工机械应力和热应力等。因此，线圈在槽内必须很好地加以固定，通常是用绝缘槽楔从端部打入槽口，把线圈压紧，不使松动。使用中若发现槽楔松动或脱落，应及时填补；线圈的端接部分的固定更应可靠，尤其是对于旋转电枢，例如直流励磁机电枢绕组的端部，通常采用铜丝捆扎，务使牢靠，使用中若发现松绑现象，必须重新捆紧，并查明原因。
2.发电机绕组的保养
正常工作的电机，绕组的维护和保养工作主要是经常性的清洁、防潮、防机械损伤、防过载和过热以及保证机械和电气连接正确、牢靠等项内容。
在必要时，测量电机的绝缘电阻值，用以检查和判断绕组的断路、短路和接地（搭铁）。为准确地找出故障地点提供可靠的根据。
（1）绝缘电阻测量
新安装的或长期存放未用过的机组，使用前必须测定发电机绝缘电阻值。在环境温度为15～35℃、空气相对湿度45%～75%的气候条件下，机组各独立电气回路对地及回路间冷态绝缘电阻应不低于2兆欧，热态绝缘电阻应不低于0.5MΩ。
注：各独立电气回路指机组的一次回路和二次回路，一次回路包括发电机的电枢绕组和控制屏的一次回路，二次回路包括发电机的励磁回路和控制屏的二次回路。
绝缘电阻一般用兆欧表测量，额定电压低于100V者用250V兆欧表测量，此外用500V兆欧表进行测量。测量时，各开关处于接通位置，半导体器件、电容器等均应拆除或短接。
测量时注意，必须先停机并切断电源线，被测设备一定要进行充分放电，然后再接线。连线不能错，如测电机绕组绝缘对地电阻，机壳应与兆欧表的“地”端（即“E”）连接，绕组引线接兆欧表的“线”（即“L”）端；接好线后，用左手按住表身，右手快速摇转手柄，必须在快速转动时读取指针稳定的指示数值，即为所测得的绝缘电阻值。
电机的绝缘电阻低于允许值时，就表示电机受潮或绝缘有破损漏电的地方，这时摇转兆欧表手柄，指针就摇摆不定或指示数值很小。
（2）电机烘干处理
电机受潮以后，必须及时进行烘干处理，视电机的容量大小和受潮程度，一般常用的方法有以下几种
①烘箱（炉）烘烤法
在有条件的地方，将电机整体（最好把定子和转子拆开）放到烘箱（炉）中逐渐升温烘烤。烘箱（炉）应能通风，以便带走潮气，并且最好是夹层的，里层放电机，在外层加热。里层的温度保持在90℃～100℃，而且不能有明火和烟尘，以及其他可燃性和腐蚀性气体存在。一般要求连续烘烤8～12h，中间可测量几次绝缘电阻值，以达到规定值并且稳定为止。
②稳态短路电流法
交流发电机受潮后，在出线盒内将三相短接，然后使发电机转速上升到额定转速，保持不变，再调节励磁电流，先使定子短路电流达到额定电流的50%～70%，保持4～5h，然后再增加励磁电流，使短路电流达到额定值的80%～100%，使线圈的温度保持在85℃以下，每隔30min测量一次线圈的绝缘电阻和温度，直到绝缘电阻上升并稳定为止。
注意：稳态短路电流法不适用于发电机端电压无法调至零值的自动调压发电机。
交流线圈在热态下的绝缘电阻应不低于下式计算值
同时，直流磁场线圈的绝缘电阻用500V兆欧表测定，应不小于1MΩ。
对于直流电机，可把它接成他励式发电机，在励磁绕组上加低压直流电压2～4V，使产生不大的励磁电流，而电枢绕组可经过电流表自动短路并通过一定的电流（不超过电流额定值），对电机进行烘烤。注意电机各部温度不能大于85℃，并经常测量绝缘电阻值，进行检查。
