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发电机结构(一)

来源: http://www.szzdjx.cn/news/192.html     日期:2019-03-24

1 发电机基本构成

汽轮发电机主要由定子、转子、端盖和轴承等部件组成,具体的发电机结构见下图。

 

2 发电机冷却方式

发电机的发热部件,主要是定子绕组、定子铁芯(磁滞与涡流损耗)和转子绕组。必须采用高效的冷却措施,使这些部件所发出的热量散发除去,以使发电机各部分温度不超过允许值。

发电机采用水-氢-氢冷却方式,即发电机定子绕组及引线是水内冷,发电机的转子绕组是氢内冷,转子本体及定子铁芯是氢冷。为此,发电机还设有定子水冷系统,发电机氢冷系统和为防止氢气从轴封漏出的密封油系统。

 

3 发电机定子

 发电机定子主要由机座、定子铁芯、定子绕组、端盖等部分组成。

1) 机座与端盖

机座是用钢板焊成的壳体结构,它的作用主要是支持和固定定子铁芯和定子绕组。此外,机座可以防止氢气泄漏和承受住氢气的爆炸力。

在机壳和定子铁芯之间的空间是发电机通风(氢气)系统的一部分。由于发电机定子采用径向通风,将机壳和铁芯背部之间的空间沿轴向分隔成若干段,每段形成一个环形小风室,各小风室相互交替分为进风区和出风区。这些小室用管子相互连通,并能交替进行通风。氢气交替地通过铁芯的外侧和内侧,再集中起来通过冷却器,从而有效地防止热应力和局部过热。

端盖是发电机密封的一个组成部分,结构如图所示。为了安装、检修、拆装方便,端盖由水平分开的上下两半构成,并设有端盖轴承。在端盖的合缝面上还设有密封沟,沟内充以密封胶以保证良好的气密。

 

2) 定子铁芯

定子铁芯是构成发电机磁路和固定定子绕组的重要部件。为了减少铁芯的磁滞和涡流损耗,定子铁芯采用导磁率高、损耗小、厚度为0.5mm的优质冷轧硅钢片冲制而成。每层硅钢片由数张扇形片组成一个圆形,每张扇形片都涂了耐高温的无机绝缘漆。冲片上冲有嵌放线圈的下线槽及放置槽楔用的鸽尾槽。扇形冲片利用定子定位筋定位,通过球墨铸铁压圈施压,夹紧成一个刚性圆柱形铁芯,用定位筋固定在内机座上。齿部是通过压圈内侧的非磁性压指来压紧。边段铁芯涂有粘接漆,在铁芯装压后加热,使其粘接成一个牢固的整体,进一步提高铁芯的刚度。

为了减少端部漏磁通在压圈和边段铁芯中引起的发热,和在端部铁芯中的附加电气损耗,在压圈上装有全铜屏蔽;边端铁芯为阶梯状以增加铁芯内园与转子之间的气隙;并在齿上冲有小槽。

转子绕组端部存在大量的漏磁通,另外,发电机运行时定子绕组在铁芯端部也产生大量的漏磁通,这些漏磁通主要是垂直进入端部定子铁芯,从而感应出垂直于轴向的涡流,引起铁芯端部过热.发电机在欠励条件下运行时,定子绕组会产生更多的漏磁通, 使铁芯端部过热更为严重。为了减少端部漏磁通在压圈和边段铁芯中引起的发热和在端部铁芯中的附加电气损耗,上海电机公司采取了以下措施:

a) 铁芯端部设计成阶梯状

铁芯孔两端逐渐放大,这可以防止转子漏磁通量过多聚集在定子铁芯端部,而且可以使部分漏磁通转变成垂直于定子轴线的径向磁通,从而减少损耗降低端部过热。

b) 在转子线圈端部采用非磁性护环。

通过励磁绕组护环的去磁作用,增加了漏磁通的磁阻,从而减少了转子端部漏磁通对定子铁芯的影响。

c) 在铁芯端部表面,采用一块铜防护板,既所谓的电屏蔽环

采用电屏蔽的目的是防止端部大部分轴向漏磁通穿过铁芯。因为铁芯端部采用阶梯形后,压圈处的漏磁会有所增加,利用漏磁通能在铜防护板内产生的大量涡流,此涡流的方向将阻止漏磁通穿过。而铜与用作铁芯端片的石墨铸铁相比,电阻率只有约1/5,根据磁穿透深度定律,损耗降到大约1/2,而且铜的导热系数是石墨铸铁的5倍,因而,铜防护板不会出现过热。

d) 铁芯端部压圈和铁芯端板(压指)采用高电阻率、低导磁率材料

这种材料增大了铜防护板和铁芯间的磁阻,使漏磁通不易穿过铁芯,高电阻率又使该部位涡流减小,故此部件也不会过热。

e) 在铁芯端部扇形体上开槽

由于在铁芯端部扇形齿部开槽隙,使得涡流流动面积减少了约1/2,于是涡流损耗减小了约3/4。

f)冷却风系统中,加强对端部的冷却。

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