文档介绍：发电机结构
第一章同步发电机的工作原理
我们知道,当导线在磁场中作切割磁力运动的时候,在导线中将有感应电势产生,若将导线连成闭合回路,就有电流流通,同步发电机构的工作就是基于这个原理。不过,在实用的同步发电机中不是导线在运动,而是磁场在运动。
图4-1是同步发电机的原理图。转子由四块电磁铁组成;定子由开有槽的硅钢片迭成,槽内安放有导线,每个槽中的导线按一定规律连接起来构成定子绕组。
当转子励磁(在转子绕组中通以直流电),并在原动机带动下旋转,则在定子绕线中产生交变电势。下面我们研究A槽导线中电势的情况。
1、转子在图4-1所示位置时,导线A中的电势方向,用右手定则判断为由外向内,用符号表示;
2、当转子顺时针转过1/4圆周(一个磁极)时,A中电势的方向由内向外,用符号⊙表示;
3、当转子顺时针转过圆周2/4(二个磁极)时,A中电势方向又为由外向内;
4、当转子顺时针转过圆周3/4(三个磁极)时,A中的电势方向为⊙;
5、当转子转过一周时,A中的电势方向与初始一样,即为。
由上述可知,如果转子有两对磁极,转子每转过一周,导线电势的频率变化为两个周期。若转子有P对磁极,转子转速为n/60时,导线A中电势的频率为
(4-1)
式中f—同步发电机电势的频率,单位为Hz;
p —同步发电机的极对数;
n—同步发电机转子转速,单位为。
若f=50 Hz,则
当P=1时, r/min;
当P=2时, r/min;
当P=3时, r/min。
其他依此类推。公式(4-1)描述了所有同步电机(不论是同步发电机还是同步电动机的共同特性:极对数P已定时,电机的转速与电势的频率有着严格不变的关系。用电机专业的“行话”来说就是“同步”,同步电机的词意也由此而来。
第二章水轮发电机的结构
本章重点介绍立式水轮发电机的结构,其他形式的水轮机发电机只作简要地介绍。
立式水轮发电机一般由转子、定子、机架、轴承、冷却器、制动系统和消火系统等组成。
转子和定子是产生电磁作用的主要部件,其他部件仅起支持或辅助作用。水轮发电机的主轴,一般用法兰盘与水轮机轴直接连接,由水轮机带动发电机转子旋转。
第一节立式水轮发电机的转子
一、主轴
水轮发电机主轴用以传递转矩,并承受机组转运部分的重量及轴向推力。
主轴应具有一定的强度和刚度,以免运行中因轴的挠度过大使气隙超过允许的偏差(对卧式水轮发电机还应考虑转子重量的影响),此外,轴系的临界转速(无论对横向振动还是扭转振动)。
主轴分一根结构和分段轴两种。一根结构,其优点是结构简单、制造方便、机组轴线易于调整。适用于中、小容量的水轮发电机和大容量悬式发电机。在这种结构中,借助于轴与轮毂之间的键或轴与轮毂之间的过盈配合来传递转矩。中、小型水轮发电机由于其力矩较小,转轴尺寸小,加工键槽较方便等原因,所以常采用分段结构。分段轴通常由上端轴、转子支架和下端轴组成。这种结构的中间段是转子支架的中心体,没有轴,所以又称无轴结构。若厂房内起吊高程结构布置允许,下端轴可与水轮机轴合为一根轴。这样可以节省材料、缩短机组高度,又可以保证轴的加工同心度,减小轴线摆度,从而提高安装和运行质量。这种结构还具有主轴便于锻造、运输以及不需要热套轮毂等优点。
小容量水轮发电机采用整锻实心轴;大、中容量水轮发电机多采用整锻空心轴;大容量水轮发电机主轴可以采用电渣焊工艺,将铸造或锻造的法兰和铸造的轴身连成整体。近来,已有用钢板卷焊的大型薄壁轴结构。
二、转子支架
转子支架是将主轴和磁轭连接成为一体的中间部件。它的主要作用是固定磁轭和传递转矩。
大型辐臂式转子支架的结构。它由中心体和支壁组成,并通过合缝板连成一体。转子支架中心体用铸造轮毂与钢板焊成或用钢板焊接结构。它由轮毂、上圆盘、下圆盘、撑板、筋板和合缝板等组成。中心体外径(对边距离)—4m,若超过4m,因运输条件的限制,需要分瓣。转子支架的支臂有工字形和盒形两种结构,根据结构外形,盒式支臂又分为拐腿式、斜筒式和直筒式三种伞式水轮发电机多采用斜支臂结构,以提高机组运行的稳定性。
三、转子磁轭
磁轭的主要作用是产生转运惯量和固定磁极,同时也是磁路的一部分。直径小于4m的磁轭可用铸钢或整圆的厚钢板组成。大于4m时采用扇形冲片磁轭。
扇形冲片磁轭由扇形磁轭冲片1、通风槽牌2、定位销3、拉紧螺杆4、磁轭上压板5、磁轭键6、锁定板7、卡键8、下压板9、等零部件组成。
冲片交错迭装,每迭250—500mm厚为一段,段间有通风槽片,以形成风沟。为了减小磁轭的倾斜度和波浪度,在磁轭上、下端装有压板(也有用制动环代替下压板的),用拉紧螺杆交磁轭固紧。磁轭通过磁轭键、卡键我锁定板楔紧在转子支架上。
扇形磁轭冲片用2—,冲片外圆有TA尾槽或鸠尾