知识点:汽轮发电机厂房 汽轮发电机是同步发电机,主要由转子与定子组成。由于汽轮机的转速很高,故汽轮发电机的转子只有一对磁极,在额定转速每分钟3000转时输出50赫兹的三相交流电。下面通过一个汽轮发电机模型来介绍汽轮发电机的基本构造与组成。 转子 由于大型汽轮发电机转速高,转子磁极表面线速度达150m/s以上,离心力很大,故转子直径不能过大,大型发电机转子都为细长型。转子圆周上没有凸出的磁极(不像三相发电机模型中的转子),转子铁芯是一个在轴向上开有一些槽的圆柱,在圆柱两侧各有一段槽距大的面称为“大齿”,就是磁极(图1所示),称之为隐极式转子。
知识点:汽轮发电机厂房
汽轮发电机是同步发电机,主要由转子与定子组成。由于汽轮机的转速很高,故汽轮发电机的转子只有一对磁极,在额定转速每分钟3000转时输出50赫兹的三相交流电。下面通过一个汽轮发电机模型来介绍汽轮发电机的基本构造与组成。
转子
由于大型汽轮发电机转速高,转子磁极表面线速度达150m/s以上,离心力很大,故转子直径不能过大,大型发电机转子都为细长型。转子圆周上没有凸出的磁极(不像三相发电机模型中的转子),转子铁芯是一个在轴向上开有一些槽的圆柱,在圆柱两侧各有一段槽距大的面称为“大齿”,就是磁极(图1所示),称之为隐极式转子。在槽中嵌有励磁绕组,隐极式转子将励磁绕组分成多个线圈,便于安装与加固。
励磁绕组两端通过集电环(滑环)接到励磁电源,在转子圆周两侧就形成北极与南极,旋转时就产生旋转磁场。
图1--隐极式转子示意图
图2是汽轮发电机定子铁芯与转子铁芯截面图,中部是转子铁芯,外部是定子铁芯,转子铁芯采用隐极式结构。为了显示清晰,本模型定子铁芯与转子铁芯设为较少的槽数。
图2--定子铁芯与转子铁芯截面
图3是放大的定子铁芯与转子铁芯截面图,两铁芯间有气隙。定子铁芯的内圆周有嵌放定子线圈的槽,在槽口有固定槽楔的鸠尾槽,槽楔用途是压住定子线圈。转子铁芯的外圆周有嵌放转子线圈的槽,在槽口两侧有鸠尾槽,用来固定槽楔,在槽底有用于通风的副槽。
图3--定子铁芯与转子铁芯截面局部图
转子大轴用高强度高磁导率的合金钢材整体制作,在转子本体和绕组上有一些轴向与径向的孔隙,用来通风冷却。由于各种电机冷却方式不同,孔隙布置走向也不同,这里就不作介绍了,见图4。
图4--汽轮发电机转子
转子励磁绕组由多个线圈组成,嵌放在转子铁芯的槽中,多个线圈串联起来组成转子绕组,在转子轴的励磁端(简称励端)安装集电环,转子绕组的两个线端分别连接到两个集电环。见图5。
图5--嵌装好绕组的汽轮发电机转子
嵌放好线圈后在槽口打入槽楔,压住槽内线圈,线圈在槽外的端部用护环压住,防止线圈被离心力甩出,见图6。
为减小负序磁场的影响,在转子表面还装有阻尼装置,这里就不介绍了。
图6--转子线圈与护环
为降低发电机的温度,在转子两端装有轴流或离心风扇对机内气体进行强制循环。见图7,这是整个转子,是发电机中的旋转部件。
图7--安装好集电环与风扇的汽轮发电机转子
定子
因为定子铁芯内的磁通是在不停的变化,为防止涡流损耗,定子铁芯采用多层硅钢片叠成,硅钢片涂绝缘漆相互绝缘。硅钢片导磁良好。为通风冷却,定子铁芯分成多段,段间有缝隙实现径向通风。在定子铁芯的两端用压圈与穿心螺杆压紧定子铁芯,见图8。
图8--汽轮发电机定子铁芯
在定子铁芯槽内嵌放定子的三相绕组,绕组形式一般为双层叠绕。每相绕组由多个线圈组成,按一定规律对称排列,大型发电机的线圈只有几匝,是用一根根铜条或铜管弯成,在端部进行连接形成线圈。本模型简化处理,线圈是由表皮绝缘的导线绕成多匝的线圈。
在24槽电机模型有24个线圈,分为3组,组成三相绕组,6个引出线中3个是A、B、C相输出端,3个为中性线端,一同连接到到电机下方的出线盒的瓷套管端子。
图9为排列在一起的24槽绕组示意图。
图9--汽轮发电机定子绕组
这些线圈是嵌装在汽轮发电机定子铁芯的槽内,见图10。
图10--嵌装绕组的定子铁芯
嵌装好线圈还要在槽口插入槽楔,把线圈压紧固定。图11是嵌装好线圈的定子铁芯剖视图。
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