发电机结构图解

  这儿介绍汽轮发电机的结构，由于发电机巨细不同，结构也不相同，但首要部分的结构与功用相同，本文就汽轮发电机的根本结构与组成进行介绍，为显现清楚，定子与转子槽数都较少，定子线圈外形按导线绕制的线圈制造（不是用铜条或铜管衔接成的线圈）。发电机首要部件结构则参阅大中型汽轮发电机制造。

  发电机首要由转子与定子组成。汽轮发电机是同步发电机，由于汽轮机的转速很高，故汽轮发电机的转子只要一对磁极，在额外转速每分钟3000转时输出50赫兹的三相交流电。下面通过一个汽轮发电机模型来介绍汽轮发电机的根本结构与组成。

  由于大型汽轮发电机转速高，转子磁极表面线m/s以上，离心力很大，故转子直径不能过大，大型发电机转子都为细长型。转子圆周上没有凸出的磁极（不像三相发电机模型中的转子），转子铁芯是一个在圆周上开有一些槽的圆柱，在圆周两边各有一段槽距大的面称为大齿，便是磁极（图1所示），称之为隐极式转子。在槽中嵌有励磁绕组，隐极式转子将励磁绕组分红多个线圈，便于装置与加固。

  励磁绕组两头通过集电环（滑环）接到励磁电源，在转子圆周两边就构成北极与南极，旋转时就发生旋转磁场。

  图2是汽轮发电机定子铁芯与转子铁芯截面图，中部是转子铁芯，外部是定子铁芯，转子铁芯选用隐极式结构。

  图3是扩大的定子铁芯与转子铁芯截面图，两铁芯间有气隙。定子铁芯的内圆周有嵌放定子线圈的槽，在槽口两边有固定槽楔的小槽，槽楔用处是压住定子线圈。转子铁芯的外圆周有嵌放转子线圈的槽，在槽口两边有小槽，用来固定槽楔，在槽底有用于通风的槽。

  转子铁芯与轴用高强度高磁导率的合金钢材全体制造，在转子铁芯部分有一些轴向与径向的孔隙，用来通风冷却。由于各种电机冷却办法不相同，孔隙安置走向也不同，这儿就不作介绍了。

  转子励磁绕组由多个线圈组成，嵌放在转子铁芯的槽中，多个线圈串联起来组成转子绕组，在转子轴的励磁端（简称励端）装置集电环，转子绕组的两个线端别离衔接到两个集电环。见图5。

  嵌放好线圈后在槽口塞入槽楔，压住槽内线圈，线圈在槽外的端部用护环压住，避免线--转子线圈与护环

  为下降发电机的温度，在转子两头还装有轴流电扇对机内气体进行强制循环。见图7，这是整个转子，是发电机中的旋转部件。

  由于定子铁芯内的磁通是在不断的改变，为避免涡流损耗，定子铁芯选用多层硅钢片叠成，硅钢片涂绝缘漆彼此绝缘。硅钢片导磁杰出。为通风冷却定子铁芯分红多段，段间有缝隙完成径向通风。在定子铁芯的两头用压圈与穿心螺杆压紧定子铁芯，见图8。

  在定子铁芯槽内嵌放定子的三相绕组，绕组方法一般为双层叠绕。每相绕组由多个线圈组成，按必定规则对称摆放，大型发电机的线圈只要几匝，是用一根根铜条或铜管弯成，在端部进行衔接构成线圈。本模型简化处理，线圈是由表皮绝缘的导线绕成多匝的线圈，图中为摆放在一起的24槽绕组暗示图。

  发电机的实践拼装进程是定子铁芯先装置进机座，然后才进行线圈的嵌装作业。

  机座（机壳）由钢板卷制焊接而成，为保证刚度在壳内壁焊有多圈圆环筋与多条轴向筋。本模型圆环筋较宽，为便于冷却气体活动，开有多个通气孔。在机座下方有发电机出线盒，宣布的三相交流电从这儿引出，见图12。装置好的机壳加端盖应有很好的气密性，以避免冷却介质走漏。

  把定子铁芯装置在发电机机座内，再进行定子线圈嵌装，把各相线圈衔接起来组成三相绕组。在定子铁芯的槽口刺进定子槽楔，压紧槽内线个线端衔接到出线盒的六个高压瓷套端子，在出线盒外接成Y形衔接，按三相四线--装入机座的发电机定子铁芯与绕组

  转子的励磁电源衔接到电刷，电刷与集电环严密触摸，励磁电流先通过电刷，再通过集电环到转子励磁绕组。电刷由天然石墨制成，有很好的自润滑特性，导电杰出，电刷通过刷辫接到励磁端子。电刷装在刷盒内，可自在上下移动，压簧把电刷压向集电环。压簧选用恒压绷簧，在电刷整个行程中压力根本不变，恒压绷簧固定在绷簧夹上，绷簧夹上有楔形卡子，绷簧夹插在刷盒内，卡子进入卡孔就卡住了。图16左图是压簧，右图是较新的电刷在刷盒的状况，中图是磨损较多的电刷（待换电刷）在刷盒的状况。

  刷盒固定在刷握上，刷握固定在刷握架上，刷辫衔接到励磁电源接线右图中显现了电刷与集电环的相对方位（图中隐去了转子轴）。

  图17仅为发电机电刷暗示图，实践大型发电机的励磁电流很大，每个集电环由几段组成，电刷组相应增多，电刷数量达数十个。集电环选用耐磨的优质合金钢制成，为下降集电环温度，集电环有通风孔，在两集电环之间还装有离心电扇。

  把机座两头的上半端盖装置好，发电机就拼装好了，图19是汽轮发电机的剖视图。

  图19--汽轮发电机的剖视图图20是汽轮发电机的励端（集电环与电刷端）外观图。

  大型发电机发生的热量很大，必须有强有力的冷却办法，不相同的类型发电机的定子、转子、机座等首要结构根本相同，但冷却系统形形色色，也较杂乱。

  首要的冷却介质是氢气与水，也有用空气。氢气比空气的密度小许多、导热系数大许多；水与很大的比热容、导热系数大、价格低。冷却方法首要有：全氢冷发电机，电机定子绕组、转子绕组、定子铁芯均用氢气冷却。水氢冷发电机，电机定子绕组选用水内冷、转子绕组与定子铁芯用氢气冷却。水水空发电机，电机定子绕组与转子绕组选用水内冷、定子铁芯用空气冷却。

  空冷发电机，电机定子绕组、转子绕组、定子铁芯均用空气冷却，仅用于中小型发电机。

  氢气或水如安在电机内循环则有多种途径，依据循环道路在定子铁芯与转子铁芯上制造冷却介质的通道，绕组水冷选用空心铜管作导线，在管内通水冷却。

  图22是全氢冷发电机的氢气活动暗示图，机座彻底密封，在机壳靠两头设有氢气冷却器，氢气冷却器便是排管式热交换器，管内是活动的水，水通过电机外设备冷却。在机壳内部充溢氢气，电扇向两头抽出热氢气，热氢气通过氢气冷却器降温，再次进入定子与转子带走热量。图中浅蓝色箭头线暗示氢气的活动途径。

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