中铁二十局集团第四工程有限公司 陕西渭南 715500
摘要：我公司在陕西众多专用线上均有自己运行的内燃机车，其中以DF4B和DF8B型内燃机车为主。DF4B机车在调车作业或者在正常的牵引运行中时常会发生辅助发电机放电，辅助发电机异常放电不但影响了机车上其他保证柴油机运转的附属设备的正常运转，对三项设备等安保设备需要稳定直流电的设备影响很大，有时会造成安保设备误动作影响列车运行，而且致使蓄电池经常处于充电和放电的恶性循环。甚至因为放电，致使机车柴油机转速异常波动出现压转速，转速压到260转/分钟下直接因为增压系统机油压力低而柴油机保护停机，给运行安全造成了很大影响。我单位有几个机车居然出现了空调使用后辅助发电机开始放电现象。本文主要根据这一特例，从机车放电的影响因素入手，对辅助发电机异常放电的原因进行分析，对特列的查找和最终的解决方案做一讨论。
关键词：内燃机车；辅助发电机；放电；解决办法
1、辅助发电机的作用
DF4B内燃机车上使用的是直流发电机，由励磁和电枢串励形成电动机，由另一组它励绕组的接入使直呈现发电机状态。根据直流电机的可逆性这一特点，在机车柴油机启动过程中，该电机充当电动机从蓄电池获取96V直流电通过变速箱带动柴油机曲轴转动，使曲轴转速达到柴油机爆发所规定的转速，柴油机启动完成。而后该电动机通过另一组它励励磁绕组的接入使电动机转变为发电机，发出直流电经过电压调整装置（微机系统）调节到110v，既供给了其他辅助设备用电，保证了三项设备电源的稳定，同时带动了空气系统风泵电机的运转，给机车良好的制动提供了必不可少的保障。
2、异常放电特例
我单位DF4B0665机车在运行中一切正常，发电均正常，泵风过程中均不放电，但是夏季乘务员在使用机车空调过程中，出现严重的机车充放电循环过程，一直持续不断，给乘务员的身心造成了极大的影响，同时也对运行安全和乘务员驾驶环境造成了极大影响。机车空调是保证夏季乘务员作业过程中能够有一个舒适的作业环境，也同时降低中暑现象的发生，是机车上一个必不可少的设备。而空调的电源则来源于辅助发电机发出的110伏直流电，经过空调电源箱利用振荡电路先对直流电进行升压，其后利用逆变器桥变换成电流方向随时间变动的交流电。三相逆变器则同时产生互差120度相位角的三相交流电压，机车空调所使用的就是三相交流电。
3、放电的几种常见影响因素
3.1风泵泵风放电
机车需要制动，必须使用风源，风泵电机带动风泵完成了这一使命。风泵泵风时电机运转需要对空气进行压缩，外界负载急剧增大，致使辅助发电机发电电压不稳定，当该电压降低至96v后就会出现需要接入蓄电池电压维持辅助设备的运转，这时候机车充放电仪表上就会呈现出放电，如果持续放电得不到解决，可能会损害蓄电池组，也同时机车上的其他用电设备运转不稳定甚至直接烧损的事故出现。
3.2加载后放电
机车怠速430r/min能够维持不停机泵风正常，但是在机车加载运行的时候，外界电功率的载入，使得柴油机不能及时维持总负荷的恒定，会短时间内压转速，使得转速压到260r/min-400r/min之间，这时候随着转速的下降与曲轴联通的辅助发电机转速也会收到影响降低，那么在励磁电流不变磁场场强不变的情况下，发电电流势必减小，引起机车放电。
3.3机车调速器的反应迟钝
调速器的作用是在外界负荷突变的情况下快速做出反应，根据曲轴转速微量变化后放大的飞锤离心力的变化与司机给定挡位所匹配的弹簧力进行对比，最终使得调速柱塞的位置变化，动力活塞下部油道接通，进行进排油使供油拉杆响应，调节气缸内的燃油量使之与外界符合的变化匹配，但是由于调速器内部磨损或者油的脏污等因素，机车在加载瞬间或者外界负荷突增的情况下，使这个过程滞后就会导致发电机放电。
3.4电机自身故障
电机自身故障现象较为多见，励磁绕组的烧损、换向极的烧损或者绝缘不足等，碳刷磨耗因素所导致的换向器环火、电机刷架圈中心线的位置调节错误、电枢绕组绝缘低、碳刷与整流子表面的距离不符合要求及电机整体脏污等均会影响电机性能的好坏，从而使发电不稳定，造成机车放电。
3.5电压调整器故障
电压调整器的作用是使直流电恒定稳定，过滤掉直流电中所蕴含的部分交流成分，在直流电变化的时候，利用小电流触发可控硅及时做出响应，最终可控硅的接通或截至来接通和断掉它励绕组的方式使电压维持恒定不变。如果电压调整器故障后，那么发电电压将不可控制，会出现充电或放电电流很大的剧烈反应。
3.6蓄电池内阻增大
蓄电池由48节2伏电池串联组成，为机车的启动及车上设备提供电源，蓄电池使用时间较长后，其内部电阻会增大。致使整条电路中电流降低，启动机车困难，还会造成提供给发电机的励磁电流不够，使得发电机电压偏低，最终充电收到干扰，出现放电现象。甚至会使机车直接保护进入固定发电工况，给运行安全带来很大影响。
4、异常放电的分析解决
根据以上放电的因素分析及机车所发生现象的情形判断，该起放电事故，只能初步排除泵风放电和加载后放电原因，因为此种现象的发生存在于机车空载过程，其他各种原因均需要考虑解决。但泵风不放电能否说明该电机自身没有任何的质量问题还为时过早。查找思路只能用最常见的排除法来一一排除，从简单到复杂的程序，但是一定要考虑高压交流电对直流励磁的影响，因为高压交流成分会干扰直流电的稳定。
4.1任何电器工作人员首先考虑到的是电压调整器故障或电压调整器收到了高压交流电的干扰，所以先整体更换一组良好的电压调整器试验，但是在实际中更换了良好的调整器后现象依然存在，而且两端空调同时使用的时候，此现象更为突出。
4.2考虑空调电源线是否故障，打开查看箱子内部的大型电容器是否有鼓包等现象，内部其他原件是否有放电漏电现象、空调机组的接地保护是否良好等，检查发现其中有一组电容器有鼓包现象，证明该组电容已经失去了它储存电荷、储存电场、滤波等的作用了，另外空调压缩机的接地保护被机车大中修过程中厂家人员误拆除，恢复该两处问题点后，故障依然没有解决，但有所减少。
4.3调速器反应迟钝方面入手，是否是因为打风所带来的外界载荷的增加还不足以与空调压缩机工作后的载荷相比，所以调速器能否做出快速响应也是需要考虑的一个因素。为了解决该问题，前后更换了柱塞组和调速滑阀组，对拉杆系统的弹性连接也进行了弹力检测，对调速器所控制的最低转速也进行了调节，让其空载的时候达到460转/分钟，从而提高发电机的转速，使发电电压增加等。但最终均没有解决实际问题。
4.4最后只能从电机入手查看，对电机进行绝缘检测、对各绕组进行电阻值的测量、对碳刷的磨耗型面检查、对刷握距离整流子表面的距离测量、对最为关键的换向绕组进行测量等。拆除部分辅助用电设备，通过对比高转速和低转速发电机的发电状况，从而分析其发电过程中的电枢反应和削磁情况，不断调节刷架圈使中心线偏离，找到与现在电机所匹配的点，让励磁磁场强度最大化。该现象最终得到了解决，无论是使用空调还是使用打风均正常。
结束语
总之，机车放电的现象在内燃机车上经常发生，也是各大机务段遇到的机车故障里面的一个顽疾，目前还没有很好的判断方法。当该故障出现后，一定要静心分析，由简入难，由易入繁，分析各种影响因素，去找到离真相最近的那个因素，排除一切不可能，最后的那个更不可能往往就是最大的可能。本文中的原因其实是多种因素并存的结果。
参考文献：
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[2]沙振舜.电工实用技术手册2002年3月江苏科学技术.
[3]周守昌.电路原理1999年高等教育