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发电机结构知识的有哪些?下面发电机厂家给我们详解!

所属分类:行业动态    发布时间: 2020-08-28    作者:admin
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1发电机的基本结构

汽轮发电机主要由定子、转子、端盖和轴承等组成。今天四川发电机厂家给我们详解。

2发电机冷却模式

发电机的主要发热元件是定子绕组、定子铁芯(磁滞和涡流损耗)和转子绕组。必须采取有效的冷却措施来消除这些部件散发的热量,以使发电机各部分的温度不超过允许值。

发电机结构知识的有哪些?下面发电机厂家给我们详解!

发电机采用水-氢-氢冷却方式,即发电机定子绕组和引线内部用水冷却,发电机转子绕组内部用氢冷却,转子本体和定子铁芯内部用氢冷却。因此,发电机还配有定子水冷系统、发电机氢气冷却系统和密封油系统,以防止氢气从轴封泄漏。

3发电机定子

发电机定子主要由机座、定子铁芯、定子绕组和端盖组成。

1)框架和端盖

框架是用钢板焊接而成的壳体结构,其主要功能是支撑和固定定子铁芯和定子绕组。此外,底座可以防止氢气泄漏,并承受氢气的爆炸力。

外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,外壳与铁芯背面之间的空间沿轴向分成若干段,每段形成一个环形小气室,每个小气室交替分为进气区和出气区。这些室通过管道相互连接,可以交替通风。氢气交替通过铁芯的外侧和内侧,然后通过冷却器集中,从而有效地防止热应力和局部过热。

端盖是发电机密封的组成部分,其结构如图所示。为了便于安装、维护、拆卸和组装,端盖由水平分开的上半部和下半部组成,并配有端盖轴承。端盖的接合面上还有一个密封槽,密封槽内填充有密封剂,以确保良好的气密性。

轴瓦采用椭圆形水平分体结构,轴瓦外圆的球形保证了轴承的调心功能。

旋转轴穿过端盖处的氢密封由油封的油膜保证。密封瓦由铜合金制成,内圈与轴之间有间隙,安装在端盖内圈的密封座内。密封瓦分为四块,由夹紧弹簧沿径向和轴向夹紧。虽然密封瓦可沿径向随轴浮动,但密封座上下的销可防止其切向旋转。密封油通过密封座的油腔和密封衬套流入衬套和轴之间的间隙,沿径向形成油膜,防止氢气泄漏。

滑环端的轴承和油封与地面绝缘,以防止轴电流损坏旋转轴。

2)隔振——定子弹性支撑

为了减小转子磁通对定子铁心的磁拉力引起的双频振动,以及短路等其他因素引起的定子铁心振动对机座和基础的影响,在定子铁心和机座之间采用了水平弹性隔振结构。弹性隔振的结构形式如左图所示:定位筋的背面安装有弹簧板,弹簧板通过垫块用螺栓固定在定位筋的背面,弹簧板的中部与框架内的隔板连接形成弹性隔振结构。

3)定子铁芯

定子铁芯是发电机磁路和定子绕组的重要组成部分。为了减小铁芯的磁滞和涡流损耗,定子铁芯采用高磁导率、低损耗、厚度为0.5毫米的优质冷轧硅钢片制成,每层硅钢片由若干个扇形片围成一个圆圈,每个扇形片涂有耐高温无机绝缘漆。冲片上冲压有用于嵌入线圈的下线槽和用于放置槽楔的燕尾槽。扇形冲片由定子定位筋定位,由球墨铸铁压环压紧,并卡入刚性圆柱形铁芯中,铁芯通过定位筋固定在内机座上。齿被压环内侧的非磁性压指压住。边缘铁芯涂有粘合胶漆,在铁芯受压后加热,使其粘结成一个牢固的整体,铁芯的刚性进一步提高。

为了减少压环和侧铁芯端部漏磁引起的发热,以及端部铁芯的附加电气损耗,压环配有全铜屏蔽;边缘铁芯呈阶梯状,增加铁芯内圈与转子之间的气隙;牙齿上有小凹槽。

转子绕组端部有大量漏磁通。此外,发电机运行时,定子绕组也会在铁心端部产生大量的漏磁通,漏磁通主要垂直进入端部定子铁心,从而产生垂直于轴向的涡流,造成铁心端部过热。当发电机在励磁状态下运行时,定子绕组中会产生更多的漏磁通,这将使铁芯端部过热现象更加严重。为了减少压环和侧铁芯端部漏磁引起的发热和端部铁芯的附加电气损耗,上海电机公司采取了以下措施:

a)铁芯的端部设计成阶梯状

铁芯孔的两端逐渐加大,可防止转子漏磁通在定子铁芯端部积累过多,并可将部分漏磁通转化为垂直于定子轴线的径向磁通,从而减少端部损耗和过热。

b)转子线圈末端应使用非磁性扣环。

励磁绕组护环退磁增加了漏磁通的磁阻,从而降低了转子端漏磁通对定子铁芯的影响。

c)在铁芯的端面上,采用铜保护板,即所谓的电屏蔽环

采用电屏蔽的目的是防止端部的大部分轴向漏磁通穿过铁芯。由于铁芯的端部是阶梯形的,压环处的漏磁会增加,漏磁通会在铜屏蔽中产生大量的涡流,涡流的方向会阻止漏磁通通过。与用作铁芯端件的石墨铸铁相比,铜的电阻率只有1/5左右,根据磁渗透深度定律,损耗降低到1/2左右,铜的导热系数是石墨铸铁的5倍,因此铜护板不会过热。d)铁芯压端环和铁芯端板(压指)由高电阻率、低磁导率的材料制成

这种材料增加了铜屏蔽和铁芯之间的磁阻,使得漏磁通难以通过铁芯。高电阻率降低了这部分的涡流,因此零件不会过热。

e)在铁芯末端开槽

由于槽隙形成在铁芯端部的扇形齿中,涡流流通面积减少了约1/2,因此涡流损耗减少了约3/4。

f)在冷却空气系统中,加强末端的冷却。

4)定子绕组

定子绕组的端部结构如下图所示。它是由两端嵌入铁芯槽中的绝缘棒连接而成的线圈。绕组的末端为篮式结构,通过引线环连接成固定相位带。采用连续F级环氧云母粉绝缘体系,表面有防电晕处理措施。

在负载运行条件下,定子绕组会产生自感涡流损耗。为了减少这种损耗,定子线棒采用罗贝尔换位。所谓的换位是指,当杆被编织时,每个杆沿轴向长度被放置在槽中的不同高度处,使得每个杆的漏抗相等,每个导体中的电流是均匀的,并且减少了由直线和端部中的横向漏通量引起的环流和附加损耗。

定子线棒通过混合矩形空心和实心股线编织而成,定子绕组由空心股线中的水介质冷却。定子线棒端部的所有股线都焊接到水电接头上,两个线棒的水电接头用铜带焊接在一起,形成电连接,形成一圈线圈;所有空心股线中的冷却水通过水电连接器的水路连接到滑环端附近的母线,并通过绝缘引水管进入线圈。发电机集电环端设有进水管,涡轮的末端有一个水母出口管。冷却水流动通道是单向的,也就是说,它从集电环端流向涡轮端。

母线直接接地,从线圈到母线的连接采用单个加强绝缘管,用于接收发电机的工作电压,从而确保线圈对地绝缘。但是对于这种结构,测量线圈绝缘是不方便的。

1槽底部衬垫2-主绝缘3-实心导线4-夹层衬垫5-半导体弹性波纹板6-空心导线7-传输衬垫8-滑动楔9-锥形楔销

定子线棒固定在上图所示的槽中,固定得很好:侧面有一个半导体弹性波纹板,在径向也用锥形槽楔固定。定子绕组端部有一个特殊的支撑系统,用浸胶聚酯绳捆绑固定在由玻璃钢支架和捆绑环组成的端部固定件上,然后烘烤固化,使整个端部在径向和周向刚性固定,保证端部的固有频率远离倍频,避免运行中产生共振。轴向可随负荷或工况的变化而沿支架的滑销方向自由移动,大大降低了负荷或工况变化对卷绕支撑系统造成的应力,提高了机组运行的可靠性,满足了机组调峰运行的要求。5)发电机出线

发电机各相和中性点的引出线通过集电环端底座下部的引出线盖引出底座,引出线盖与定子外底座之间放置垫片以保持气密性。出口盖板由非磁性材料制成,以减少定子电流引起的涡流损耗。出口盖板下方开有排水孔,以防止油或水积聚在导线周围。

定子引出线和氢冷却回路如上图所示。定子出线通过高压绝缘套管穿出外壳,套管由整体陶瓷和铜导电棒组成,两端镀银。过渡导线和出口套管由氢气内部冷却,套管配有电流互感器,用于测量和保护。

6)温度测量元件和出口板

a)热阻

温度计埋在定子绕组每相的.热点,用来测量绕组的温度。棒的温度由嵌入每个槽的上下棒之间的电阻温度计测量。铁芯温度用嵌入式热电偶测量。此外,在冷却器的进气区域埋设一个电阻温度计,以测量冷却器的进气和出气温度。

机器中的所有温度计都通过机器底座下部的端子板引出。

b)热电偶

因为当发电机欠励磁时,定子端部的温度将非常高,所以热电偶埋在这些部件中以测量温度。

安装在定子压环、铜屏蔽和铁芯边缘端齿测量部分的热电偶为铜康热电偶,其传感部分焊接在测量点上。

定子线圈的出口温度由安装在出口接头上的热电偶测量。

轴瓦温度由埋在钨金下的热电偶测量。

热电偶股线和保护套管之间的间隙用陶瓷材料填充,从而使股线与外部空气隔离,并且可以防止热电偶在空气中和高温下被腐蚀。

热电偶引线(玻璃纤维包线)被引至温度测量接线盒的出口板。

4.发电机转子

1)转子体

发电机转子由整体合金钢锻件制成,转子体上径向开有许多纵向槽,用于安装转子绕组和用作磁路。转子绕组由铝合金和钢槽楔固定在槽中,以抵抗离心力。磁性和非磁性槽楔的应用可以保证合理的磁通分布。这些槽楔楔楔入转子槽的燕尾槽中。

在转子的大齿上加工横向凹槽(即月牙形凹槽),以平衡大齿和小齿的刚度,从而避免由它们之间的较大差异引起的倍频振动。

如上图所示,为了减少不平衡负载产生的负序电流对转子的发热,提高发电机承受不平衡负载(负序电流和异步运行)的能力,采用半阻尼绕组,阻尼绕组设置在转子体两端(保护环下方)。半阻尼绕组在转子两端只设有由铜板制成的梳状阻尼环,半阻尼绕组的梳齿伸入每个槽内,并位于大齿上阻尼槽的槽楔下方,被槽楔压住。阻尼电流通路是由保护环、槽楔和阻尼铜条组成的阻尼系统。2)转子绕组

转子绕组由高强度含银铜线制成,具有高抗蠕变性,从而提高了发电机承受峰值负载的能力。

为防止转子绕组端部因离心力而损坏,转子线圈放入槽中后,用铝合金槽楔和钢槽楔将槽紧固,以抵抗转子高速旋转产生的离心力。非磁性槽楔和磁性槽楔的应用保证了合理的磁通分布。采用高强度非磁性合金钢锻件制成的护环,热套悬挂安装在转子体的两端,一端与转子体的热套配合,另一端悬挂安装。模压绝缘环用于转子绕组和挡圈之间的绝缘。为了分离和支撑端部线圈,并限制由温差和离心力引起的它们之间的位移,在端部绕组间隔块中放置模制的环氧玻璃布绝缘块。

转子槽衬由含云母、玻璃纤维等材料的复合绝缘材料制成,具有良好的绝缘和机械性能。

3)转子引线和集电环

强励磁所需的额定输出和励磁电流可通过转子引线、集电环和电刷装置提供给发电机。

转子电流通过电刷到达套在转子伸出端的集电环,然后通过与集电环连接的径向和轴向导电螺钉传输到转子绕组。导电螺钉由高强度、高导电性的铜合金制成。导电螺杆和转轴之间有密封结构,防止氢气泄漏。

集电环由耐磨合金钢制成,是一对带凹槽的钢环,绝缘后热套在转子轴上。集电环和转轴之间设有绝缘套。

集电环上加工有轴向和径向通风孔。表面的螺旋结构改善了电刷与集电环的接触条件,使电刷之间的电流分布均匀。风扇设置在两个集电环之间,以冷却滑环和电刷。

4)碳刷

为了在发电机运行时安全快速地更换电刷,采用了箱式刷握结构。一次可以更换一套(4把刷子)。

进入转子励磁电流的电刷由天然石材制成。碳刷具有低摩擦系数和自润滑效果。每个碳刷都有两条柔性铜导线(即编织物)。恒压螺旋弹簧径向安装在电刷盒上,因此在电刷长度达到磨损极限之前无需调整弹簧压力。弹簧的压力施加在碳刷的中心线上。弹簧是螺旋形的,压力是恒定的。

电刷架采用左右分体结构,由导电环、电刷架和风罩组成,与地面绝缘。

电刷的更换:在正常运行条件下,电刷的磨损量为10-15毫米/1000小时,当电刷长度接近磨损极限时,电刷的软线几乎完全伸出。因此,刷子上有磨损极限标记。如果刷子磨损超过这条线,它将不再使用,需要更换。5.发电机通风系统

发电机使用氢气作为主要冷却介质,并以径向多流封闭循环通风模式运行。定子绕组采用独立的水冷系统,氢气冷却系统,包括风扇箱氢气冷却器,完全置于发电机内部。

发电机通风系统如上图所示,采用径向多流封闭循环通风。

以上就是四川发电机厂家给我们详解的发电机结构知识的有哪些,希望对大家有所帮助,更多专业问题,欢迎来电咨询!


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