風(fēng)電機(jī)組故障診斷與傳動系統(tǒng)的先進(jìn)維修及設(shè)計

    基于以上分析，可以斷言：如果該高速軸的前端軸承更改一種安裝尺寸可以互換的型號，并經(jīng)過計算證明不存在定點(diǎn)疲勞因素，則該位置的軸承故障率可以大幅度降低。該建議之所以能夠?qū)嵤且驗橥妄X輪箱的該位軸承本來就存在多種型號，而只有當(dāng)前使用的型號出現(xiàn)故障多發(fā)的現(xiàn)象。

    限于篇幅，本文不能對各種齒輪箱的各種軸承、齒輪作出分析。但如果在維修和設(shè)計中引用定點(diǎn)疲勞理論對軸承加以選配，就可望大幅度減少故障發(fā)生的機(jī)率，就可以實現(xiàn)先進(jìn)維修和設(shè)計，就有望促進(jìn)風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)的設(shè)計創(chuàng)新。

    4.2 關(guān)于電刷滑環(huán)的設(shè)計和維修問題

    雙饋發(fā)電機(jī)通常有4組電刷滑環(huán)，其中A、B、C三相用于勵磁引電，可能是因為電流大而設(shè)計了多個基本均布的電刷。但幾乎所有的D相電刷卻只有1個，可能是因為它主要用于短路發(fā)電機(jī)的軸電壓而短路電流又很小的緣故。

    問題是：該D相電刷和滑環(huán)故障多發(fā)，如圖4。不僅引起強(qiáng)烈的沖擊，甚至引起跳閘。此類問題在其它發(fā)電領(lǐng)域也普遍存在。

    故障機(jī)理診斷的研究認(rèn)為：以為傳輸電流小就可以用1個電刷，是可靠性設(shè)計理念的偏頗。在振動條件下，一旦電刷瞬時開路，軸電壓就在電刷滑環(huán)之間引發(fā)電弧，燒損電刷滑環(huán)，引起接觸不良和運(yùn)轉(zhuǎn)沖擊，進(jìn)而出現(xiàn)惡性循環(huán)，故障迅速擴(kuò)展。

    這是因為，為了保障電刷對滑環(huán)的壓力不太大以免迅速磨損，電刷的彈簧都設(shè)計得較軟，以致其廣義共振頻率很低，使之不能跟隨滑環(huán)的振動和沖擊，單個電刷極易發(fā)生廣義共振而頻繁瞬時開路。為了在電刷壓力不增大的條件下保障軸電壓等接地回路暢通，使用對稱分布的兩個電刷仍不可靠，使用120度均布的3個電刷則是可靠的[2]。實際上，電刷安裝支架已經(jīng)具備，如圖8。只要認(rèn)識了電刷滑環(huán)故障的這種廣義共振機(jī)理，增加電刷則是輕而易舉的。事實是：如果不增加電刷，在已經(jīng)有滑環(huán)故障或者電機(jī)振動大時，每1～3個月需要更換一次電刷，而如果直接使用3個均布的電刷，（在滑環(huán)修復(fù)后）則使用1～2年也不會損壞，因為使用多電刷的A、B、C電刷滑環(huán)就很少出現(xiàn)故障。改進(jìn)維修和設(shè)計，就能減少備件消耗、維修工作量、故障停機(jī)，取得更高的可靠性和生產(chǎn)效益。

圖8：D相有條件安裝多個均布電刷