大型發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)說圖解

1、大型發(fā)電機(jī) 大型發(fā)電機(jī)一、發(fā)電機(jī)概述 一、發(fā)電機(jī)概述發(fā)電機(jī)是將其他形式的能源轉(zhuǎn)換成電能的機(jī)械設(shè)備， 它由水輪機(jī)、 汽輪機(jī)、 柴油機(jī)或其他動力機(jī)械驅(qū)動， 將水流， 氣流， 燃料燃燒或原子核裂變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能傳給發(fā)電機(jī)， 再由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能。 發(fā)電機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)， 國防， 科技及日常生活中有廣泛的用途。發(fā)電機(jī)的形式很多， 但其工作原理都基于電磁感應(yīng)定律和電磁力定律。 因此， 其構(gòu)造的一般原則是： 用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)磁和導(dǎo)電材料構(gòu)成互相進(jìn)行

2、電磁感應(yīng)的磁路和電路， 以產(chǎn)生電磁功率，達(dá)到能量轉(zhuǎn)換的目的。發(fā)電機(jī)可分為直流發(fā)電機(jī)和交流發(fā)電機(jī)， 交流發(fā)電機(jī)又可分為同步發(fā)電機(jī)和異步發(fā)電機(jī)(很少采用) ，還可分為單相發(fā)電機(jī)與三相發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)通常由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋及軸承等部件構(gòu)成。定子由定子鐵芯、線包繞組、機(jī)座以及固定這些部分的其他結(jié)構(gòu)件組成。 轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯(或磁極、 磁扼)繞組、 護(hù)環(huán)、中心環(huán)、滑環(huán)、風(fēng)扇及轉(zhuǎn)軸等部件組成。二、發(fā)電機(jī)的工作原理 二、發(fā)電機(jī)的工作原理按照電磁感應(yīng)定律，

3、導(dǎo)線切割磁力線感應(yīng)出電動勢，這是發(fā)電機(jī)的基本工作原理。圖1為同步發(fā)電機(jī)的工作原理圖。 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子為同軸連接， 當(dāng)蒸汽推動汽輪機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子隨著轉(zhuǎn)動。 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)通入直流電源后，便建立了一個磁場，這個磁場有一對主磁極，它隨著汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。磁通自轉(zhuǎn)子的一個極（ N 級）出來，經(jīng)過空氣隙、定子鐵芯、空氣隙，進(jìn)入轉(zhuǎn)子另一個極（S 極）構(gòu)成回路。圖 1 同步發(fā)電機(jī)工作原理 圖 2 發(fā)電機(jī)出線的接線發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子具有

4、一對磁極， 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周， 定子繞組中感應(yīng)電動勢正好交變一次 （假如發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子為 P 對磁極是，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，定子繞組中感應(yīng)電動勢交變P 次） 。當(dāng)汽輪機(jī)以每分鐘 3000 轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)時，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子每秒鐘要旋轉(zhuǎn) 50 周，磁極也要變化 50 次，那么在發(fā)電機(jī)定子繞組內(nèi)感應(yīng)電動勢也變化 50 次。 這樣， 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以每秒 50 周的恒速旋轉(zhuǎn)， 在定子三相繞組內(nèi)感應(yīng)出相位不同的三相交變電動勢，即頻率為50Hz 的三相交變電動勢。這時若將發(fā)電機(jī)

5、定子三相繞組引出線的末端 （即中心點(diǎn)） 連在一起， 繞組的首端引出線與用電設(shè)備相連，就會有電流流過，如圖 2 所示。三、發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu) 三、發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖 3 大型發(fā)電機(jī)基本結(jié)構(gòu)目前我國熱力發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)皆采用二極、轉(zhuǎn)速為3000r/m 的臥式結(jié)構(gòu)。如圖 4 所示，發(fā)電機(jī)最基本的組成部件是定子和轉(zhuǎn)子。圖 4 300MW 汽輪發(fā)電機(jī)組側(cè)視圖1-發(fā)電機(jī)主體；2-主勵磁機(jī)；3-永磁副勵磁機(jī)；4-氣體冷卻器；5-勵磁機(jī)軸承；6-碳刷架隔音罩；7-

6、電機(jī)端蓋；8-連接汽輪機(jī)背靠輪；9-電機(jī)接線盒；10-電路互感器；11-引出線；12 測溫引線盒；13-基座定子由鐵芯和定子繞組構(gòu)成， 固定在機(jī)殼 （座） 上， 轉(zhuǎn)子由軸承支撐置于定子鐵芯中央，2、定子繞組 、定子繞組（1）定子繞組結(jié)構(gòu) ）定子繞組結(jié)構(gòu)定子繞組嵌放在定子鐵芯內(nèi)圓的定子槽中，分三相布置，互成120°電角度，以保證轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時在三相定子繞組中產(chǎn)生互成 120°相位角的電動勢。 大容量發(fā)電機(jī)定子繞組和一般交流

7、發(fā)電機(jī)定子繞組的共同點(diǎn)， 都采用三相雙層短節(jié)距分布繞組， 目的是為了改善感應(yīng)電動勢的波形，即消除繞組的高次諧波電動勢，以獲得近似的正弦波電動勢。定子繞組采用疊式繞組， 每個繞組都是由兩根條形線棒各自做成半匝后， 構(gòu)成所謂單匝式結(jié)構(gòu)， 然后在端部線鼻處用對接或并頭套焊接結(jié)成一個整單匝式繞組。 繞組按雙層單疊的方式構(gòu)成的一個極相組。600MW 發(fā)電機(jī)的定子繞組都采用單匝短距上層疊繞，三相接成雙星型（YY） 。繞組每匝繞組的端部（伸處鐵芯槽外

8、部分）都向鐵芯的外側(cè)傾斜，按漸開的形式展開。端部繞組向外傾斜角為 15°～30°左右，形式花籃，故稱籃型繞組，如圖5 所示。水內(nèi)冷定子繞組線棒采用聚脂雙玻璃絲包絕緣實(shí)心扁銅線和空心裸銅線組合而成。 一般由一根空心導(dǎo)線和 2～4 根實(shí)心絕緣變現(xiàn)變成一組，一根線棒由許多組構(gòu)成，分成2～4 排。國產(chǎn) 600MW 發(fā)電機(jī)定子線棒空心、 實(shí)心導(dǎo)線的組合比為 1： 2， 如圖 9 所示， 為一種 600MW水內(nèi)冷定子線棒在定子槽

9、中的斷面。圖 9 定子線棒斷面為了平衡股間導(dǎo)線的阻抗， 抑制趨表效應(yīng)， 減少直線及端部的橫向漏磁通在各股導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流級附加損耗，使每根子導(dǎo)線內(nèi)電流均勻， 線棒在槽內(nèi)各股線（包括空心線）要進(jìn)行換位。大容量的電機(jī)定子線棒（如國產(chǎn) 600MW 汽輪發(fā)電機(jī)）一般采用 540°換位。（2）定子絕緣 ）定子絕緣定子繞組絕緣包括股間絕緣、排間絕緣、換位部位的加強(qiáng)絕緣和線棒的主絕緣。主絕緣是指定子導(dǎo)體和鐵芯間的絕緣， 亦稱對地絕緣或線棒絕緣

10、。 主絕緣是線棒各種絕緣中重要的一種絕緣，它是最易受到磨損、碰傷、 老化和電腐蝕及化學(xué)腐蝕的部分。主絕緣在結(jié)構(gòu)上可分為兩種：一種是烘卷式；另一種是連續(xù)式。大容量發(fā)電機(jī)都采用連續(xù)式絕緣。現(xiàn)在國內(nèi)外大容量發(fā)電定子繞組的絕緣材料， 普遍采用以玻璃布為補(bǔ)強(qiáng)材料的、 環(huán)氧樹脂為粘合劑或浸漬劑的粉云母帶，最高允許溫度在130℃。其優(yōu)點(diǎn)是耐潮性高、老化慢、電氣、機(jī)械及熱性能好，但耐磨和抗電腐蝕能力較差。現(xiàn)今流行的大型電機(jī)絕緣是多膠環(huán)氧粉云母帶（含膠量

11、為35.5%～36.5%） ，連續(xù)式液壓或烘壓成型。（3）定子繞組在槽內(nèi)的固定 ）定子繞組在槽內(nèi)的固定發(fā)電機(jī)運(yùn)行時， 定子線棒的槽內(nèi)部分受到各種交變電磁力的作用。 上下層線棒之間的相互作用和定子鐵芯的影響所產(chǎn)生的徑向力起主要作用。 短路時線棒上所受的電磁力可達(dá)每厘米幾千牛，線棒若不壓緊就會在槽內(nèi)出現(xiàn)雙倍頻率（100Hz）的徑向振動。線棒電流與勵磁磁通的相互作用還會產(chǎn)生一個與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相同的切向力， 使線棒壓向槽壁。 如果出現(xiàn)振動，就會