大型同步電機(jī)結(jié)構(gòu)

1、大型立式同步電機(jī)結(jié)構(gòu)大型立式同步電機(jī)結(jié)構(gòu) n大型直聯(lián)傳動(dòng)水泵機(jī)組一般采用立式同步電動(dòng)機(jī)。大型立式電機(jī)為分散式結(jié)構(gòu)，需在泵站現(xiàn)場(chǎng)安裝組合。由于機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分重量和作用在葉片上的軸向水推力全部靠電動(dòng)機(jī)上機(jī)架中的推力軸承支承，故又稱懸吊式電機(jī)。 n電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)定子和轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的熱量，靠轉(zhuǎn)子上下的風(fēng)扇，把定子上下進(jìn)風(fēng)道外的冷空氣吸入來(lái)消散，再通過(guò)定子外殼上的出風(fēng)洞排出，把熱空氣散失站房?jī)?nèi)或定子四周環(huán)形風(fēng)道內(nèi)，再由拔風(fēng)機(jī)把熱空氣排出室外，故稱空氣自冷卻式。n缺點(diǎn)：容易把空氣中的塵埃帶入電機(jī)內(nèi)部，聚集在定子鐵芯的散熱面上，影響電機(jī)的通風(fēng)和散熱，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使定子矽鋼片發(fā)生波浪形變形，引起異常的響聲，個(gè)別電機(jī)甚至

2、會(huì)發(fā)出尖叫聲。為此5000 kW以上的同步電動(dòng)機(jī)，在定子四周設(shè)有空氣冷卻器，其內(nèi)通入冷卻水，把環(huán)形風(fēng)道做成全封閉式，防止外面含有大量灰塵的空氣進(jìn)入。n立式同步電動(dòng)機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子，是產(chǎn)生電磁作用的主要部件，上機(jī)架、下機(jī)架、推力軸承，上下導(dǎo)軸承、炭刷及滑環(huán)、頂蓋等是支持或輔助部件。轉(zhuǎn)子及主軸為轉(zhuǎn)動(dòng)部件，它與泵軸用剛性聯(lián)軸器連接，帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)作功。 800kW立式同步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu) n1.6 m彎管式軸流泵配用800 kW立式同步電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)形式如圖所示. 圖 3-1 800kW立式同步電動(dòng)機(jī)1-定子；2-轉(zhuǎn)子；3-上機(jī)架；4-推力瓦；5-上導(dǎo)軸承；6-推力頭； 7-炭刷架；8-集電環(huán)； 9-下機(jī)架；

3、10-下導(dǎo)軸承93125461078一、定子n定子由機(jī)座、鐵芯和線圈等部件組成，其結(jié)構(gòu)作用如下。n（1）機(jī)座。即定子的外殼，一般用鋼板焊接而成，它必須具有較大的剛度，以免變形和振動(dòng)。機(jī)座的上法蘭面支承著上機(jī)架傳來(lái)的全部重量和作用力；下法蘭面是整個(gè)電機(jī)的基礎(chǔ)；四周筒壁是定子鐵芯等部件的支承部分，筒壁上開有若干圓孔，供電機(jī)散熱用。1-機(jī)座；2-脫板；3-拉緊螺桿；4-線圈；圖3-2 定子5-鐵芯；6-工字墊條；7-齒壓板17651231n（2）鐵芯。它由0.350.5 mm厚的扇形矽鋼片兩面涂有絕緣漆經(jīng)疊壓而成。n空冷式鐵芯，其高度常分為若干段，每段高4045 mm，段與段之間放10 mm厚的工字

4、形襯條，作為通風(fēng)散熱的風(fēng)溝，鐵芯上下端放齒壓板，用拉緊螺桿把矽鋼片收緊，鐵芯外圓有燕尾槽，通過(guò)托板和拉緊螺桿，將整個(gè)鐵芯固定在機(jī)座上，鐵芯內(nèi)圈有嵌線槽，供嵌放繞組線圈用。 n（3）線圈n定子線圈用帶有絕緣的扁銅線外包絕緣布繞制而成。6 kV定子線圈采用疊繞式，即在定子鐵芯槽內(nèi)放上下兩層線圈，嵌線時(shí)把疊繞線圈的兩層相連，并分別嵌入相鄰的指定槽內(nèi)，分上層和下層依次疊裝，使之聯(lián)成一體。n線圈嵌入定子鐵芯后，再用層壓板或酚醛壓合塑料制成的槽楔打緊。線圈的端部用絕緣繩綁扎在支持環(huán)上，為便于測(cè)量電機(jī)運(yùn)行時(shí)的線圈溫度，在某些線圈的底層及層間，埋有電阻溫度計(jì)。 二、轉(zhuǎn)子n轉(zhuǎn)子由主軸、輪輻、磁軛、磁極等部件組成

5、 圖3-4 轉(zhuǎn)子10-磁極襯墊；11-雙頭螺栓6-阻尼條；7-鐵芯；8-極靴壓板；9-磁極線圈1-電機(jī)軸；2-輪輻；3-磁軛；4-風(fēng)扇；5-阻尼環(huán)；98765432176910n（1）主軸。它用來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩并承受轉(zhuǎn)子部分的軸向力，800 kW同步電動(dòng)機(jī)主軸為實(shí)心軸，800 kW以上電機(jī)為配合全調(diào)節(jié)葉輪，一般為空心軸。n（2）輪輻。它是固定磁軛并傳遞扭矩的部件，一般為鑄鋼件。n（3）磁軛。它用作產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和固定磁極用，同時(shí)也是磁路的一部分。一般用熱套的方法套在主軸上，磁軛外圓上設(shè)有T形槽或螺孔，供固定磁極用。 1磁軛2T型鍵(固定)3傳動(dòng)鍵4轉(zhuǎn)子中心體5墊片n（4）磁極。它是產(chǎn)生磁場(chǎng)的主要部件，

6、由磁極鐵芯、勵(lì)磁線圈及阻尼條三部分組成，用T形或螺桿式接頭固定在磁軛上，通過(guò)改變磁極與磁軛之間木墊板厚度調(diào)整磁極外緣的不圓度。n磁極鐵芯是用11.5 mm厚的矽鋼片，經(jīng)沖壓成形后疊壓而成，上下加極靴壓板，并用雙頭螺栓拉緊，鐵芯勵(lì)磁線圈用扁銅條匝在磁極鐵芯上，匝層間用粘貼石棉紙或玻璃絲布作為絕緣隔層。 三、上機(jī)架n上機(jī)架為輻射式十字形荷重機(jī)架，安裝在定子的上端面，用來(lái)承受電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子、水泵轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量以及葉片上的水壓力。n上機(jī)架頂部裝有罩殼，內(nèi)裝炭刷架，中間為上油槽（又稱上油缸），槽底為推力軸承座，上面裝有8只抗重螺絲，頂著8塊推力瓦，支承著轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量。油槽中設(shè)有導(dǎo)軸瓦架，上面裝有4塊上導(dǎo)軸

7、瓦，用來(lái)控制主軸的徑向位移；油槽內(nèi)裝有供潤(rùn)滑、冷卻用的透平油，油面控制在上導(dǎo)軸瓦的中心位置，油由裝在油槽內(nèi)的4只管組式油冷卻器通水冷卻。9罩殼；2-鍵；3-分半式卡環(huán)；4-推力頭；5-油冷卻器；6-擋油筒；7-觀察窗8-上導(dǎo)軸瓦；9-回油孔；10-推力軸瓦；11-耐油橡膠繩；12-電機(jī)軸10低油位高油位87圖3-4 上機(jī)架1226513111推力軸承（1）推力頭n為鑄鋼件，徑向用平鍵，軸向用卡環(huán)，固定在軸上隨軸旋轉(zhuǎn)，推力頭下面放兩副分半式絕緣墊，用帶有絕緣套的沉頭螺絲與鏡板連接，以阻止形成軸電流。 圖3-5 推力頭4-鏡板；5-擋油筒3-兩副分半式絕緣墊；1-卡環(huán)及定位螺釘；2-帶有絕緣套的連

8、接螺釘；432511、推力頭 2、導(dǎo)向瓦3、微調(diào)裝置 4、推力瓦與承板5、導(dǎo)軸承座 （2）鏡板n為鍛鋼件，其材質(zhì)和加工要求很高，如尺寸精度（平行度、平直度）和表面粗糙度都是電動(dòng)機(jī)中要求最高的零件。n分半式絕緣墊一般用抗壓性能好、耐沖擊、耐剪切的酚醛層壓布板制成。 （3）推力瓦n為鍛鋼件，在扇形分塊面上，鑄有一層厚5 mm的錫基軸承合金，軸瓦底部開有放抗重螺絲的圓孔，為防止磨損，在孔與螺絲頭之間放有一塊紫銅墊板，瓦及抗重螺絲為靜止部件，并用細(xì)紋螺絲支承在上油槽底的瓦架上。A圖 3-6 推 力 軸 瓦C-CCACA-An（4）導(dǎo)軸瓦。它是用鍛鋼制成的圓弧形徑向軸瓦，鋼坯上鑄有5 mm厚的錫基軸承合

9、金，用抗重螺絲及托板橫向固定在瓦架上，控制著主軸的徑向位移，瓦的反面以及上下面均有絕緣墊板，以防軸電流引出。n上下導(dǎo)軸瓦及推力瓦中，各有兩塊裝有銅熱電阻溫度計(jì)，以控制運(yùn)行時(shí)的瓦溫，當(dāng)瓦溫超過(guò)70C時(shí)，便自動(dòng)停機(jī)。 圖3-7 導(dǎo)軸瓦AA-AA四、下機(jī)架n下機(jī)架為輻射式十字形結(jié)構(gòu)，中間為下油槽，槽內(nèi)裝有4塊下導(dǎo)軸瓦，與電機(jī)軸上的滑轉(zhuǎn)子接觸，導(dǎo)軸瓦由瓦架及抗重螺絲支承，背面及上下面均有絕緣板承托，以防軸電流引出。800 kW電動(dòng)機(jī)的下機(jī)架安裝在定子下端面的內(nèi)側(cè)，800 kW以上電動(dòng)機(jī)的下機(jī)架裝在定子下端面的下面。 油位678945123 圖3-8 下機(jī)架1電機(jī)軸；2擋板；3下機(jī)架；4蓋板；5下導(dǎo)軸承

10、；6油冷卻器； 7擋油筒；8底環(huán)；9耐油橡膠繩1600 kW與3000 kW立式同步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu) n1600kW電動(dòng)機(jī)與800kW電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)大致相同，但也有不同，具體如下。n（1）上油缸內(nèi)裝8塊推力瓦及上導(dǎo)軸瓦；抗重螺絲支承在推力瓦中心，故需頂轉(zhuǎn)子使鏡板與推力瓦之間形成油膜后才能起動(dòng)。 n（2）下機(jī)架放在定子下面作為單獨(dú)層高部件，下油缸內(nèi)裝8塊下導(dǎo)軸瓦，油缸頂裝有12只加熱電阻器，供非運(yùn)行時(shí)干燥及冬季保溫用。在十字臂上裝有4只制動(dòng)閘，供開機(jī)前頂轉(zhuǎn)子及停機(jī)時(shí)剎車用。n在下機(jī)架下面裝有測(cè)速發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)是靠二根“O”型三角帶由主軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，所發(fā)的直流電供輔機(jī)儀表用，當(dāng)主軸降到3035的額定轉(zhuǎn)速時(shí)，

11、測(cè)速發(fā)電機(jī)便發(fā)出信號(hào)，制動(dòng)閘便自動(dòng)剎車。 n（3）定子外殼有通風(fēng)道，可集中一面出風(fēng)，在出風(fēng)口處裝有通風(fēng)量為7.2 m3/h的軸流式引風(fēng)機(jī)，把熱風(fēng)排出泵房外。n3000 kW同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式及外形尺寸與1600 kW同步電動(dòng)機(jī)的基本相同，區(qū)別是定子鐵芯及轉(zhuǎn)子磁極鐵芯較高。上、下油槽內(nèi)均用盤式油冷卻器，進(jìn)水溫度要求低于25C，用30號(hào)透平油。 大型水泵關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu) n螺旋槽式水泵油軸承結(jié)構(gòu) n葉片調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu) 螺旋槽式水泵油軸承結(jié)構(gòu)n油軸承的軸承體為分半式鑄鐵件，瓦襯用6號(hào)錫基軸承合金，軸承的上面為上油箱及油箱蓋，油箱的儲(chǔ)油量為1.5 kN，用32號(hào)透平油。油的冷卻靠油箱內(nèi)的環(huán)形管油冷卻器，冷

12、卻水的壓力為0.2 MPa，實(shí)踐表明，該冷卻器可以不用。軸承下面為轉(zhuǎn)動(dòng)油盆，它通過(guò)卡圈固定在泵軸上，運(yùn)行時(shí)隨機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。 14最高最低油位 圖4-1 油軸承結(jié)構(gòu)圖1-水泵軸;2-油面信號(hào)器;3-上油箱蓋;4-上油箱;5-支承盤;6-轉(zhuǎn)動(dòng)油盤蓋;7-轉(zhuǎn)動(dòng)油盤; 8-錫基軸承;9-卡圈;10-支承架;11-回油管;12-水位信號(hào)器;13-導(dǎo)葉體內(nèi)腔; 14-油冷卻器;15-供水管;16-下操作油管起動(dòng)水位報(bào)警水間隙1681564153n軸承的進(jìn)油是利用轉(zhuǎn)動(dòng)油盆隨機(jī)旋轉(zhuǎn)所形成的拋物線狀的油壓力，使轉(zhuǎn)動(dòng)油盆內(nèi)的油沿油盤中的進(jìn)油孔進(jìn)入軸與軸瓦之間，軸瓦上設(shè)有6道成60角的螺旋形油溝

13、，壓力油由于粘性，在旋轉(zhuǎn)的主軸帶動(dòng)下，沿油溝上升，起到潤(rùn)滑軸承的作用。壓力油上升到軸承頂部進(jìn)入上油箱后，再通過(guò)回油管使油又回到轉(zhuǎn)動(dòng)油盆。如此循環(huán)不息，使軸承潤(rùn)滑。n軸承的上油量，取決于機(jī)組的轉(zhuǎn)速和進(jìn)油口直徑，對(duì)轉(zhuǎn)速較高的機(jī)組，僅利用轉(zhuǎn)動(dòng)油盆所形成的靜壓力，就能使油順利地沿油溝上升，故進(jìn)油盤上的進(jìn)油孔可鉆成徑向；但對(duì)轉(zhuǎn)速低的機(jī)組，為使油能順利地沿油溝上升，通常將進(jìn)油孔鉆成斜孔，以利用部分動(dòng)壓力進(jìn)油。 n轉(zhuǎn)動(dòng)油盆內(nèi)油位的高低，由電極液面?zhèn)魉推鱾鞒?，油由上油箱供給。上油箱的油位經(jīng)油管通過(guò)水泵層的油標(biāo)看出。若上油箱進(jìn)水后，在油標(biāo)內(nèi)可以看出水面，以便采取緊急措施進(jìn)行處理。n油潤(rùn)滑軸承優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性好，軸瓦

14、與軸頸的磨損量小，因接觸緊密，故由擺度所引起的震動(dòng)?。蝗秉c(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，檢修維護(hù)麻煩，需要可靠的止水密封裝置和漏水排水裝置，軸承制造精度和安裝要求高，時(shí)常發(fā)生漏水侵入油軸承的事故。葉片調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu) n調(diào)節(jié)器位于電機(jī)頂部，與油壓裝置、接力器、操作油管組成葉片調(diào)節(jié)系統(tǒng)。調(diào)節(jié)器主要由受油器、配壓閥、操作機(jī)構(gòu)等三部分組成。調(diào)節(jié)器底座內(nèi)裝有固定集油盆，它與調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)動(dòng)部分組成梳齒迷宮環(huán)密封裝置，使受油器的漏油不致流入電動(dòng)機(jī)內(nèi)，而直接由集油盆的回油管流入集油箱。 圖4-2 葉片調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)原理示意圖1操作架；2耳柄；3葉片；4連桿；5轉(zhuǎn)臂；6接力器活塞；7油箱；8油泵；9電動(dòng)機(jī)；10壓縮空氣管；11貯壓器；12回

15、油管；13進(jìn)油管；14手輪；15伺服電機(jī)；16配壓閥活塞桿；17回復(fù)桿；18刻度盤葉片角度；19隨動(dòng)軸換向接頭；20受油器體；21至活塞下腔；22至活塞上腔；23中間隔管；24上操作油管；25油至操作油管內(nèi)腔；26油至操作油管外腔172625512462122202362419-6-20218C37121213118109141615BA一、受油器n受油器裝在電機(jī)頂部，由受油器體、內(nèi)油管和外油管等零部件組成。在受油器內(nèi)，將接力器活塞上、下油腔內(nèi)的油路分開，并通過(guò)一對(duì)分離軸承，使隨電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)且有上下移動(dòng)的操作油管僅有上、下移動(dòng)。受油器的作用是，把配壓閥通入受油器的高壓油，分別送入接力器活塞的上油

16、腔或下油腔。當(dāng)?shù)竭_(dá)活塞下油腔時(shí)，使活塞帶動(dòng)操作桿上升，葉片向正角度方向轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)進(jìn)入活塞上油腔時(shí)，使活塞帶動(dòng)操作桿下降，葉片向負(fù)角度方向轉(zhuǎn)動(dòng)。 二、配壓閥n配壓閥是由閥體、閥套、活塞和油管等部件組成的三腔四通結(jié)構(gòu)，主要用作調(diào)配壓力油進(jìn)入受油器的內(nèi)油管或外油管，然后分別進(jìn)入葉輪頂?shù)慕恿ζ骰钊掠颓换蛏嫌颓唬瑥亩僮骰钊麠U調(diào)節(jié)葉片的角度。三、操作機(jī)構(gòu)n操作機(jī)構(gòu)由調(diào)節(jié)桿、蝸輪蝸桿、手輪及指示器組成，用人工轉(zhuǎn)動(dòng)手輪或用伺服電機(jī)使調(diào)節(jié)桿上下移動(dòng)。調(diào)節(jié)桿通過(guò)回復(fù)桿的另一端與受油器的隨動(dòng)軸連接，中間和配壓閥的活塞桿連接，從而構(gòu)成調(diào)節(jié)器的剛性回復(fù)裝置。n葉片調(diào)節(jié)采用手動(dòng)操作和伺服電機(jī)自動(dòng)控制相結(jié)合的方法。當(dāng)用手

17、動(dòng)操作時(shí)，將自動(dòng)控制系統(tǒng)中的蝸輪脫開；而自動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)，操作手輪隨蝸輪一起旋轉(zhuǎn)。 四、葉片轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)n 葉片轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由接力器活塞，操作架、耳柄及轉(zhuǎn)臂等部件組成。操作架與耳柄為剛性連接，耳柄與連桿、連桿與轉(zhuǎn)臂之間均采用鉸接，轉(zhuǎn)臂與葉輪樞軸為剛性連接。當(dāng)接力器活塞向上或向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，操作架、耳柄及連桿跟著一起運(yùn)動(dòng)。由于轉(zhuǎn)臂和葉片只能擺動(dòng)，故能達(dá)到調(diào)節(jié)葉片角度的目的。 n液壓調(diào)節(jié)器機(jī)構(gòu)其調(diào)節(jié)過(guò)程：貯油器靠油泵充油、壓縮空氣管加壓，使貯油器內(nèi)經(jīng)常保持額定壓力和一定油位，油泵和空氣壓縮機(jī)根據(jù)油位和壓力大小能自動(dòng)開關(guān)，當(dāng)需要將葉片安裝角度調(diào)大到某一角度時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪直到刻度盤葉片角度指示器上某一角度位置時(shí)停止。這時(shí)由于接力器的活塞阻力很大，所以C點(diǎn)不動(dòng)，而配壓閥的活塞和閥體之間的阻力很小，故閥桿B點(diǎn)和調(diào)節(jié)桿A點(diǎn)一起以回復(fù)桿C點(diǎn)為支點(diǎn)向下移動(dòng)。由于配壓閥活塞向下移動(dòng)后，壓力油就由配壓閥通過(guò)內(nèi)油管進(jìn)入接力器活塞的下腔，使接力器活塞向上移動(dòng)，通過(guò)操作架和耳柄、連桿、轉(zhuǎn)臂的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使葉片向正角度方向移動(dòng)。接力器活塞向上移