发电机基本构造与冷却
82页1、发电机基本知识及辅助系统,讲课人: 汤齐,电机的基本知识,电机的重要性:现在我们的生活离不开电机 电机的本质:能量转换的设备 机械能电能 电机的基本理论 1、法拉第一楞次定律(感应电动势定律) e=BLv 2、毕奥-萨伐尔定律(电磁力定律)F=IBL 所有电机都是根据这两个定律的基本原理设计的,电机内部能量转换,电机实现能量交换条件,电机要进行能量交换必须要具备有相对运动的两个部分,一个是产生磁场的磁感应部件,另一个是感应电动势和流过工作电流的被感应部件 为了要相对运动,任何一个旋转电机来说必须有一个定子部件,固定住一套绕组和磁路部分,另外还要必须有一个转动部件,支承住另一套绕组和磁路部分,电机基本组成部分,定子,定子。是输入电功率,产生磁场的静止部件。对交流电机来说,在通常结构型式下,定子磁场是旋转的;对直流电机来说,定子磁场是静止的。定子通常是由机座固定在底板上(对大型电机)或基础上(对中、小型电机)。,转子,转子。是产生一个与定子磁场相对运动的磁场,轴上输出机械功率的重压部件,其上各部件往往要承受较大机械应力和电磁力,转子通常是依靠转轴支撑在轴承上。,轴承装置,是使转子能以所需方
2、式旋转,而能保持定、转子相对位置的主要结构。中小型电机一般采用滚动轴承,固定在电动机两侧端盖上;大型电机一般采用滑动轴承,用轴承座固定在底板或端盖上。是电机的重要组成部位。也是容易损坏的部位。,电机底座,单台的中、小电机没有底板,定、转子、机座、端盖装配为一个整体,依靠与机座为一体的底脚板直接固定到基础上。 大型电机定子、轴承座、端罩都装到一个有足够刚度的基础板底板上,使电机成为一个整体。,附属结构,1、集电环与换向器:是构成旋转部分导电的滑动接触的结构 2、接线盒:可靠固定输入电能的各种导体端子,并使之与机座可靠绝缘的部件 3、冷却系统:对电机进行冷却,主要由风扇和冷却器组成 4、支撑系统:此部分主要以端盖为主,并起一定的防护作用。 5、附件:主要是电机保护系统,如电机风扇罩,对轮保护罩,电气保护系统。,电机的主要类型,工作方式分类:发电机、电动机、转换机和调相机 电流种类来分类: 直流和交流。交流又分为同步电机和异步电机。 励磁方式分类:自励、他励、幷励、复励 但使用最广的、最具代表性有四种电机 同步发电机、同步电动机、异步电动机、直流电动机,不同类型电动机原理上的区别,不同种类的
3、电动机,是由建立磁场方式不同而区分的 1、直流电机:电动机两个磁场分别由直流励磁产生 2、同步电动机:一个磁场由直流励磁产生,一个由交流电流产生 3、异步电动机:两个磁场分别由不同频率的交流电流产生,同步发电机,同步发电机是当今社会主要动力电源,是现代电力工业中,无论是火电、水电、核电、风电全部采用同步发电机,为了适应电力工业发展的需要,降低运行成本和提高发电效率,目前同步发电机发展趋势是提高单机容量和电压等级。目前汽轮发电机的最大单机容量已达1500MW,水轮发电机的单机容量已达700MW,额定电压已达20KV以上。,电机定子外形图,发电机转子,发电机主要部件图,发电机结构示意图,发电机定子机座,对定子机座主要从以下三个方面介绍 机座的分类: 发电机定子机组分为三段式结构和整体式结构 机座的材料: 优质中厚钢板和锅炉钢 机座的作用: 支撑和固定铁芯等部件和形成风路。针有对氢冷机组还要一定防爆能力,定子机组,铁芯背部连接示意图,发电机定子铁芯,对定子铁芯主要从以下三个方面介绍 定子铁芯的材料:无取向优质冷轧硅钢 片 定子铁芯的组成:硅钢片冲压成扇型后迭压 定子铁芯的作用:构成磁路,并是
4、固定定子绕组的骨架,铁芯端部屏蔽结构示意图,发电机的定子绕组,发电机的定子绕组是发电机的主要部件,是发电机产生感应电势和电磁转距,实现机电能量转换的关键部件同时也是发电机最容易损坏部位 发电机定子绕组是由根线棒按照一定规律排列而形成旋转磁场,线圈绕组,定子线圈水电接头,空心导线与实心导线,线圈固定的结构件,在发电机的运行时,因高速旋转和线圈内部的大电流,线圈将承受很多的力,尤其是线圈的端部,这些力将导致线圈产生位移、振动。从而使线圈损坏,造成发电机损坏的事故。 发电机端部的固定,在发电机的设计、生产以及检修的过程中都是重点。,发电机端部固定示意图,端部结构示意图,发电机定子端部图,上海30万发电机线圈槽内固定图,转轴,发电机的转轴由高机械性能和导磁性能好的合金钢锻造而成. 转轴有中心孔以便检查锻件的质量并安装励磁引线的导电杆用 在转轴圆周对称开有嵌线槽,未开嵌线槽的部分为大齿.大齿沿轴向开有横向月牙槽,平衡大齿和小齿的刚度. 因转子冷却方式不同,转子结构也有一定区别,如副槽冷却转子,在嵌线槽下面沿轴向开具有一定斜度的通风槽。,发电机转轴,转子绕组,发电机转子绕组为同心式绕组,每极有几个
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