灯泡贯水轮发电机水轮发电机结构设计结构简介及有限元分析.doc

1灯泡贯水轮发电机水轮发电机结构灯泡贯水轮发电机水轮发电机结构 设计设计 结构简介及有限元分析结构简介及有限元分析220122012 年年 2 2 月月3灯泡贯水轮发电机结构介绍灯泡贯水轮发电机结构介绍发电机总体结构采用国际上大中型贯流机组常用的两支点悬吊型结构，发电机与水轮机共用一根轴发电机通风冷却系统采用国际上大中型贯流机组流行的径、轴向混合强迫通风、一次循环冷却方式一、总体布置灯泡式水轮发电机由定子、转子、组合轴承、灯泡体和球面支撑等主要部件组成定子下游侧固定在水轮机管形座上，上游侧与泡体把合，联接法兰面上设有两道橡胶密封圈发电机与水轮机共用一根轴，转子上游侧把合集电环支架，下游侧与主轴把合，使转子呈悬臂式结构发电机组合轴承位于转子下游侧，集正、反向推力轴承、导轴承为一体，结构紧凑组合轴承承受机组转动部件的径向载荷及水轮机正、反向水推4力灯泡体由泡头、锥体和进人竖井组成，相互间均为法兰联接，联接法兰面上设有两道橡胶密封圈球面支撑位于灯泡体下部，承受灯泡体向下的重力和流道充水后向上的浮力在灯泡体两侧各有一个水平支撑，承受因水流引起的振动力矩两种支撑结构基本相同，均为浮动支撑方式，以适应机组运行期间因水流和发热引起的变形，保证定子、转子间隙不会产生变化。

发电机定子、转子及轴承的重力、轴向水推力、偏心磁拉力和短路扭矩全部由水轮机管形座承担发电机密封面可靠密封，除采用橡胶密封圈外，重要面还辅以厌氧密封胶发电机采用常压密闭循环强迫通风冷却系统发电机采用机械制动方式二、定子51）定子机座定子机座分两瓣（若运输条件许可，定子机座采用整圆结构，这样对防水止漏更有好处） ，采用大齿压板结构以保证铁芯质量，在顶环和底环上分别开有两道矩形密封沟槽，以便用橡胶密封条和密封胶来保证机座与锥体及管形座的良好密封机座各层环板之间通过立筋相联环板上开有通风口，以形成轴向通风道2）定子铁芯定子铁芯采用国产 50W270 优质冷轧无取向高导磁硅钢片冲制、厚度 0.5mm，冲片两面均匀涂有热烘 F 级绝缘漆，以使涡流损耗降到最小铁芯叠片采用整圆叠片冲片与定子机座通过鸽尾筋固定，两端采用齿压板及拉紧螺杆压紧铁芯两端采用 40Mn18Cr3 无磁性高强度合金钢压指，以便降低端部附加损耗3）定子绕组6定子绕组股线采用双玻璃丝包膜包 SBMB-20/155 线,以减小附加损耗和增加槽满率为了避免线棒在槽内松动，采用双层斜槽楔铜环引线采用扁铜母线主引出线及中性引出线引出定子机座后，用高压电缆通过进人竖井引出。

三、转子装配1）转子支架转子支架为整体焊接结构，由中心体、圆盘和磁轭圈组成转子支架上游侧安装集电环支架，下游侧与主轴法兰联接磁轭圈为圆筒式钢板焊接结构，圆周上每两个极之间开一定数量的通风孔，冷风经过通风孔作径向循环2）磁极装配转子磁极无 T 尾，每个磁极用数个螺栓固定在磁轭圈上磁极铁芯由极靴冲片、极身、磁极压板焊接而成极靴冲片由 1.5mm 冷轧 16Mn 钢板冲制7而成，每极用铆钉将极靴冲片铆成数段极身由厚钢板加工，分别与极靴和磁极压板焊成一体磁极极身与磁轭圈接合面设有调整垫片，用来调整转子的圆度磁极绕组采用四边形铜线扁绕制成，并带有散热匝，绝缘为 F 级，经热压成为整体磁极装有阻尼绕组四、轴承发电机轴承是集正、反向推力轴承、导轴承为一体的组合轴承，通过轴承支架安装于水轮机管形座上组合轴承主要承受机组转动部分的径向载荷及水轮机的正、反向水推力1）轴承支架轴承支架是轴承的支撑骨架支架的内圆安装径向轴承，上游侧端面装有轴承密封盖；下游侧安装推力轴承2）径向轴承8径向轴承由轴承壳和轴承瓦等部件组成，均为分瓣结构，轴承壳的外圆制成球面形，使轴承具有良好的自调节性能轴承瓦下方位沿轴向设置 3 个高压油槽，当机组开停机时可注入高压油，以便形成油膜。

轴承瓦上游侧端面设有测温孔3）反推力座反推力座为钢板焊接的分瓣结构，通过调整垫片与轴承支架联接在其平面上设有挡钉，用来装设反向推力瓦4）推力瓦正、反向推力瓦结构和尺寸基本相同，均为钢衬浇铸轴承巴氏合金结构正、反推力瓦均埋设温度计，以监视瓦温5）镜板镜板有正、反向推力两个工作面，用螺栓和销钉把合成整圆套于主轴上，并通过平键传递扭矩6）推力轴承壳9推力轴承壳为钢板焊接结构，与反向推力座把合，承受正向水推力7）润滑油系统润滑油系统有高压和低压两种油路高压油路用于开停机时给发电机侧的径向轴承瓦及水轮机侧的径向轴承瓦提供高压油低位油箱中的润滑油用油泵输出，经过滤油器和冷却器后进入高位油箱高位油箱中的润滑油在重力作用下向发电机组合轴承和水轮机径向轴承供油轴承润滑油的供油及排油管路都布置在水轮机管形座内由总供油管供给的润滑油分为四个支路，分别进入发电机径向轴承、正、反向推力轴承及水轮机径向轴承，然后汇集到回油管排至低位油箱五、灯泡体灯泡体由泡头、锥体和进人竖井组成在灯泡体内部的发电机舱里，装设地板平台，以便巡视和检修10灯泡体上方设有进人竖井，人员可通过进人扶梯出入发电机内部发电机水、气管及励磁电缆、定子主、中引出线均从进人竖井中通过。

六、附属设备1）通风系统发电机采用常压密闭循环强迫通风冷却系统空气循环的动力由安装在空气冷却器后部风道内的风机产生冷风通过转子支架，对磁极绕组和定子进行冷却，尔后进入空气冷却器，同与之配合的挡风板和挡风圈一起形成一个密闭的循环风路2）冷却系统发电机运行中产生的热量绝大部分由空气冷却器带走，少部分热量经定子机座壁传递到河水中3）制动装置发电机采用机械制动当转速下降到 30%额定转速时，制动器开始投入制动气压为0.5～0.7MPa114）防潮措施在发电机舱内装有小型吸湿机，灯泡体的内表面喷涂防结露漆在定子机座处设置数组电加热器，当停机时间较长时，电加热器与风机同时投入，保证发电机内部干燥七、发电机组装解体方法说明：12灯泡头和锥体组装焊接↓在安装间组装组合轴承 → 吊入灯泡头和锥体↓吊入组合轴承 → 主轴轴线调整合格↓转子吊入 ← 转子组装↓定子吊入,调整 ← 定子组装嵌线↓灯泡头锥体组合体安装↓13发电机底部、侧向支撑安装↓发电机进人孔安装↓锥体内辅助设备安装↓制动系统安装↓进人孔内部辅助设备安装↓最后检查调整↓充水试运转↓72 小时14。