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百家了稳赢打法第二节 发电机的工作原理讲解
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  第二节 发电机的工作原理 同步发电机是根据导体切割磁力线产生感应电动势这一基本原理工作的。 因此, 同步发 电机应具有产生磁力线的磁场和切割该磁场的导体,前者称之为转子,后者则为定子(或电 枢) ,定、转子之间有一定的气隙。 发电机定子铁芯上嵌放三相对称绕组称为电枢,在空间互 差 120 电角度对称分布放置于定子铁芯槽中。 转子是直流励磁形成的恒定主磁场。 同步发电 机做发电机运行时, 由原动机拖动转子以 n(r/min)的转速旋转,定子三相绕组切割旋转的主极 恒定磁场而感应出电动势,该电动势的频率 f 为 f=pn/60Hz 公式(3-1) 电机制成后, 极对数 p 确定,则发电机电动势频率 f 与转子转速 n 成正比。 所以改变原动 机转速 n 可以改变发电机电动势的频率 f。我国工业频率规定为 50HZ 的交流电,对不同极对 数 p 的电机,要求的原动机转速不同。 若定子三相电枢电动势与三相负载接通,则三相定子绕组内流通三相电流, 产生三相合 成、旋转的电枢磁动势,其基波的转速为 n1,即 n1=60f/p=60/p×pn/60=n 公式 3-2 电枢磁动势基波与转子同速、同向转动,称为“同步” ,即定子电枢磁场与转子恒定磁 场二者同步,相对静止,从而有确定的相互关系,可以进行能量传递。 第三节 发电机的结构及性能 一、汽轮发电机的结构 (一) 、定子 定子由一个定子下机座、一个定子内机座和一个定子机座盖构成。 定子下机座 定子下机座是一个焊接结构, 该焊接结构由各个前面板和机座内壁构成: 工字钢连接了 各个前面板;机座内壁则用于机座内机座的定位,也用于空气传导。为了运输整个发电机, 在定子下机座的多个面上设置了用于起吊发电机的起重栓; 为了锚定发电机, 在下机座上也 设置了相应的锚固螺栓孔。定子下机座支持着:定子内机座、定子机座盖、电刷组件或励磁 电机定子(依据供货范围确定),和各类发电机附件。此外,定子下机座能吸收发电机运行 过程的振动和噪音; 也在设置定子下机座冷却空气的相应流动通道 (部分流动通道也设置在 定子机座盖内)。 在发电机运行过程中或短路情况下产生的各个力会通过定子下机座和锚固设备 (地角螺 栓及其配件)传递给安装发电机的基础。当客户下订单时,发电机的尺寸图中会指明所用到 的锚固设备。 图 3-1 定子下机座 定子内机座 2.1 叠片铁芯 此叠片铁芯采用低损耗系数的绝缘硅钢片堆叠而成; 它悬挂在定子铁芯的各组压紧螺杆 和定子下机座的机座内壁上。 各组端部压指和压圈保证了叠片铁芯的轴向压紧; 各组端部压 指的准确定位能保证叠片铁芯上的轴向压紧力分部均匀, 尤其是保证了铁芯齿部的压紧力分 部均匀。 完成叠片铁芯的堆叠后, 各组定子铁芯穿心压紧螺杆被插入到定子铁芯上的预留的 相应的各组槽中, 并且对压紧螺杆进行预拉伸处理。 各组机械力经过各焊接连接板传至各组 压圈和定子机座内壁,并最终传递到定子下机座上。 图 3-2 定子铁芯 1 压紧螺栓 2 压板 3 冷却通道 4 铁芯片 5 辐向通风道隔离片 2.2 定子绕组 2.2.1 结构 此三相定子绕组设计为一个含有双层线圈的弦绕组, 各组双层线圈绕组由类似的多组独 立线圈组成。依据每极(相)的定子槽的数量(该数量取决于发电机的极对数),将这些双 层线圈组合成多组线圈。每个独立线圈包含有几组线匝,每组线匝均含有并联的多组导体; 这种并联连接方式能提供更高的电流。 这些独立线圈被嵌入相应的电机定子槽内; 并对这些 独立线圈之间的连接件镀铜。 子导体和线圈绝缘,电晕防护:导体和线圈绝缘,电晕防护各个独立的导体之间的绝缘 层由纤细的云母带构成,百家了稳赢打法,同时,这些云母带均匀地整合到主绝缘上。对主绝缘,单独的线圈 上包裹有一层连续的云母带, 此包裹层经过线圈端部和定子槽表面。 此包裹层的厚度取决于 发电机的额定电压。 各组线圈上均配有一个外部电晕防护件, 用于防止定子槽区域的电晕放 电。对于额定电压为 5.5kV 或以上的发电机,各组线圈的上还设有一个端部电晕防护件;此 端部电晕防护件用于缓和电势,设置在每个线圈导体对定子叠片铁芯的出口处。 图 3-3 双层独立线 线 嵌入了绕组的定子槽的截面图 1 泄漏通道 2 槽楔 3 滑动条 4 填充条 5 线 分离条(两半线-6定子绕组 2.2.2 支撑 端部绕组有相应的支持筋,用于减小端部绕组的移动,从而防止在短路、相线切换、和 电机启动等流程时对线圈造成破坏。 假如预计电机的运行过程中会有高频率的相线切换、 高 强度的机械载荷或者热载荷,那么端部绕组会配有特殊的支持筋。 2.2.3 浸渍 在一个真空箱中,用一种塑料树脂对发电机定子进行浸渍;之后在较高温度下,对浸渍 后的定子进行养护。 3 定子机座盖 此定子机座盖是型钢和钢板组成的结构。多组冷却器元件也整合在此定子机座盖中。 采 用穿孔金属网和噪音吸收面板构成吸音衬砌;噪音吸收面板中含有矿物棉。 此定子机座盖嵌入到定子下机座上,并通过一个经结构固定的声音衰减装置 (即一种弹 性配合件,该配件采用特定的吸收声音的橡胶)与各轴承配合。 定子下机座和定子机座盖共同保证了发电机的封闭性; 这种封闭式的结构不仅保护电机 免受外界环境的损害, 而且也保护了外界环境免受发电机的污染。 此结构也保证了发电机内 部的空气传导。 凸极转子 发电机转子由转子转轴、各极靴、励磁绕组、散热风扇和励磁机转子或各滑环构成。 1、转子转轴 1.1 结构 在转子转轴的活动部分配有各组极靴。 通常在转子转轴上, 还经过锻造连接着一个冷却 法兰;如果需要,转轴还可配有轴伸来与联轴器配合。各个转动部件通过各个键、过盈配合 或者螺纹连接等固定在转轴上。 1.2 转轴尺寸 转轴的尺寸大小决定了转轴可