柴油发电机在运行中发生电压骤降

柴油发电机在运行中发生电压骤降是一个常见的故障现象，其原因比超负荷更为复杂，涉及发动机和发电机（电球）两部分。

电压骤降的本质是发电机的输出电压突然降低。根据公式 U ≈ E - I×R (电动势 - 内阻压降)，电压U下降，根本原因要么是产生电动势E的能力不足，要么是输出电流I过大导致内阻压降过大。

下面我们系统地分析原因、处理方法和预防措施。

一、电压骤降的主要原因

我们可以将原因分为两大类：发动机动力问题和发电机（电球）/控制系统问题。

A. 发动机动力侧原因（转速下降导致频率和电压同时下降）

发动机无法维持额定转速，导致发电机转子转速不足，从而感应电动势下降。

1. 突然加大负载： 这是最常见的原因。当接入一个非常大的负载（如大功率电机启动）时，发动机会因阻力矩突然增大而转速下降。由于发电机转速n与电压U和频率f都成正比（U ∝ n, f ∝ n），所以电压和频率会同时下降。
2. 燃油系统问题：
   · 燃油供应不足： 滤清器堵塞、油路进气、输油泵故障、喷油泵/喷油嘴故障，导致发动机“吃不饱”，功率输出不足。
   · 燃油质量差： 含水量高、杂质多，影响燃烧效率。
3. 进气系统问题：
   · 空气滤清器堵塞： 发动机“呼吸”不畅，燃烧缺氧，功率下降。
   · 涡轮增压器故障： 增压压力不足，导致进气量不够。
4. 调速系统故障：
   · 机械调速器不灵敏或电子调速器（EFC）故障，无法在负载变化时快速响应，及时增加供油量以稳定转速。

B. 发电机（电球）及控制系统原因（转速正常，但电压独自下降）

发动机转速和频率正常，但电压独自降低。问题主要出在产生磁场的环节。

1. 励磁系统故障（核心原因）：
   · AVR（自动电压调节器）故障： AVR是控制电压的核心部件。如果它损坏或性能不良，就无法正确提供励磁电流，导致电压不稳或骤降。
   · 励磁机或主发电机绕组故障： 绕组间短路、开路或接地，会导致磁场建立失败或减弱。
   · 旋转二极管损坏： 在无刷励磁系统中，旋转整流桥上的二极管损坏，会导致励磁电流无法顺利送入主转子磁场绕组。
   · 碳刷和滑环问题（针对有刷发电机）： 碳刷磨损过度、弹簧压力不足、滑环表面氧化或油污，导致励磁电流传输不畅。
2. 负载性质问题：
   · 启动大型感性负载（如大型电动机）： 电动机启动时不仅电流大（导致内阻压降大），其低功率因数也会对发电机去磁效应，共同导致电压骤降。
   · 负载短路： 输出线路或设备发生短路，会产生巨大的电流，拉低电压。此时通常伴随过流保护动作。

二、诊断与处理步骤

当发生电压骤降时，应遵循以下步骤进行排查：

第一步：区分是发动机问题还是发电机问题

· 观察频率表（Hz）：
  · 如果电压和频率同时下降： 问题大概率出在发动机动力侧。发动机转速没跟上负载。
  · 如果电压下降，但频率保持稳定： 问题大概率出在发电机励磁系统或负载侧。

第二步：根据第一步的判断进行针对性排查

情况A：频率也下降（发动机动力问题）

1. 检查负载： 是否刚刚启动了大型设备？如果是，尝试卸载后观察电压和频率是否能恢复。如果可以，说明发电机选型偏小或需要软启动器。
2. 检查燃油系统：
   · 检查燃油滤清器是否堵塞。
   · 检查油路是否有空气（手动泵油，看是否有气泡）。
   · 检查燃油质量。
3. 检查进气系统： 检查空气滤清器是否脏污，必要时更换。
4. 检查调速器： 如果是电子调速器，检查其连接和执行机构。可能需要专业人员进行校准或维修。

情况B：频率正常（发电机/励磁系统问题）

1. 检查AVR：
   · 检查AVR的接线是否松动、脱落。
   · 测量提供给AVR的“侦测电压”是否正常。
   · 如果条件允许，尝试使用同型号AVR替换测试（注意：需专业人员进行）。
2. 检查碳刷和滑环（针对有刷电机）：
   · 检查碳刷长度和接触情况，清洁滑环表面。
3. 测量绕组：
   · 使用万用表测量主定子绕组、励磁机定子和转子的电阻，检查是否平衡，有无短路或开路。（此项需在完全断电并放电后进行）
4. 检查旋转二极管（针对无刷电机）：
   · 需要使用万用表二极管档测量其正反向电阻，判断是否击穿或开路。（此项需拆卸并由专业人员操作）

三、预防措施

1. 定期保养： 严格按照保养周期更换机油、三滤（机油、燃油、空气），确保发动机处于健康状态。
2. 规范用电： 避免随意增加大功率负载，大功率电机应采用星三角、软启动器或变频器启动，以减小冲击。
3. 定期检查电气部件：
   · 定期检查AVR接线、碳刷磨损情况、所有电气连接点是否紧固。
   · 定期测量发电机绝缘电阻。
4. 保持发电机清洁干燥： 防止灰尘、潮气影响绝缘和器件性能。
5. 专业维修： 对于励磁系统和发电机内部的故障，应联系专业维修人员，切勿擅自拆卸，以免造成更大损坏。

总结：

电压骤降是一个信号，提示发电机系统的某个环节出现了问题。通过 “先看频率，区分机电” 的基本原则，可以快速定位故障方向，从而进行有效的排查和修复，确保发电机的稳定运行。