2.1发电机结构及冷却知识讲稿.ppt

1.4 发电机转子的结构特点 发电机的转子是汽轮发电机最重要的部件之一，它的作用是产生一个旋转磁场，通过电磁感应原理将由汽轮机传过来的机械能转变为定子绕组中的电能。汽轮发电机由于转速高，转子受到的离心力很大，所以转子外径不能太大，且制成隐极式的，以便更好地固定励磁绕组；要增大发电机的容量，只有适当增加转子的长度。通常转子都呈细长形的，所以皆为卧式安装。发电机转子主要由转子本体、励磁绕组(转子线圈)、护环和风扇等组成。 （1）转子本体（转轴） 转轴由高机械性能和导磁性能良好的 26CrZNi4Mov 合金钢锻件加工而成。 我国引进型600MW汽轮发电机转子外径为1.0922m、本体长5.893m。国产优化型600MW汽轮发电机转子外径为1.13m，本体长6.25m，总长12.025m，重量为72t。 转子中间部分(本体)作为磁极，沿转子表面在专用铣床上加工出若干轴向槽子(国产300MW及600MW机为32个槽)，从断面看呈辐射形，分布在磁极的两侧，每侧16个，如下页图所示。这部分槽子称为小齿，放置励磁绕组用；未加工的部分称为大齿，作为磁极的极身，为主要磁通回路。 发电机 转子 1—联轴器（与汽轮机相连）；2—转子本体（铁芯部分）；3—护环；4—集电环；5—风扇；6—励磁颈；7—汽端轴颈；8—集电环风扇 氢冷发电机转子 沿轴的中心线膛有一个中心孔，可从中取出较粗的金属晶粒进行强度检验(轴心密度最小)，同时作为转子绕组向集电环引线的通道。在大齿表面沿横向铣出若干个圆弧形月牙槽，使大齿区域和小齿区域两个方向的刚度相近。 （2）转子绕组 转子绕组(又称励磁绕组，用于建立旋转磁场)是由扁铜线绕成的同心式线圈，以大齿(极身)为中心，每极8个线圈，两极共16个，嵌入小齿槽内，其连接如图所示。氢内冷的转子绕组采用空心扁铜管或异形铜线制成。绕组的直线部分用槽楔压紧，端部径向固定采用护环，轴向固定用云母垫块和中心环。转子绕组的引出线经导电杆接到集电环上，再经电刷引出。 转子绕组接线及线圈中电流流向 转轴内部通有长轴向中心孔，对应与本体部分的中心孔用导磁中心轴填塞，以减少铁轭部磁阻。 （3）. 中心孔 （4） 阻尼绕组 阻尼绕组用于减小涡流回路的电阻，提高发电机承受不对称负荷的能力护环是套在转子绕组两端部的高机械性能、高电阻、非磁性的合金冷锻钢环，以承受转子绕组端部在高速旋转时产生的离心力，保护绕组端部不发生径向位移和变形。 转子绕组采用含银0.025%～0.1%的铜线绕制，含银铜线较普通铜线导热性好，在高温下抗蠕变性能高，改善了转子绕组变形问题。 集电环分为正、负两个环，装于发电机的励磁机端轴承外侧，由坚硬耐磨的合金锻钢制成，热套于隔有云母绝缘的转轴上，为加强集电环散热，在集电环表面加工有螺旋沟槽和通风孔，还在两环间装有离心风扇，加强对集电环的冷却。 中心环是由铬锰磁性锻钢制成，套于轴上绕组的两端部，对护环起固定、支持和保持与转轴同心的作用，也能限制端部绕组的轴向位移。 （5）中心环 （6）集电环 护环对转子绕组端部起着固定、保护、防止变形的作用。承受着转子的弯曲应力、热套应力和绕组端部及本身的巨大离心力。护环通常用非磁性高合金奥氏体钢锻制而成，所以钢种大多属Mn—Cr系列。鉴于过去常用的18Mn5Cr、18Mn4Cr护环钢在湿度较高环境中易于发生应力腐蚀产生裂纹。近年来的发展以证明，含有18%锰（Mn）及18%铬（Cr）的奥氏体合金钢可以避免应力腐蚀裂纹。必须指出的是，护环的破裂会导致电机的严重损坏，至少需要几个月的停机检修。 （7）. 转子护环 ①护环只通过中心环嵌装，护环端头与转子本体脱离，叫做分离式嵌装。 ②护环同时嵌装在转子本体和中心环上，叫做两端固定式嵌装。 ③护环只嵌装在转子本体上，叫做悬挂式嵌装。 护环的嵌装有以下三种基本形式： 分离式嵌装的护环边端与绕组之间有相对位移，只适用与小容量电机。两端固定式嵌装的护环，采用弹性中心环后，可用于较大容量的电机。大容量汽轮发电机常采用悬挂式嵌装的护环。 1.5 水氢氢冷600MW发电机的通风系统 1.半轴向通风的冷却系统 定子铁芯和转子绕组都采用半轴向通风的冷却系统。 冷却器置于电机中部，冷却后的冷氢，由汽端风扇分成两路。一路进入汽端铁芯和转子绕组轴向冷却风道，另一路进入励端铁芯和转子绕组的另一半轴向冷却风道。两端近日铁芯和转子绕组的氢气都从铁芯中段径向风道排出。 2.定子铁芯轴向通风和转子绕组半轴向通风的冷却系