同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理課件

昆明石林同步電機(jī)篇1/4/20231昆明石林同步電機(jī)篇12/27/20221同步發(fā)電機(jī)的基本電磁關(guān)系同步發(fā)電機(jī)對(duì)稱運(yùn)行時(shí)的特性同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行本篇主要內(nèi)容1/4/20232同步發(fā)電機(jī)的基本電磁關(guān)系本篇主要內(nèi)容12/27/20222概述同步電機(jī)：交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)。用途：主要作發(fā)電機(jī)用，也可作電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)具有恒速要求的機(jī)械，還可作調(diào)相機(jī)，向電力系統(tǒng)發(fā)出無(wú)功功率，用于改善電力系統(tǒng)的功率因數(shù)及調(diào)整電網(wǎng)電壓。現(xiàn)代發(fā)電廠中所發(fā)出的交流電能幾乎全部是同步發(fā)電機(jī)發(fā)出，盡管目前有其他發(fā)電型式，如磁流體發(fā)電，太陽(yáng)能發(fā)電等，但電力系統(tǒng)中仍是同步發(fā)電機(jī)占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。1/4/20233概述同步電機(jī)：交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)。12/27/20223

同步電機(jī)指電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n1相同的交流電機(jī)。同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速：n=60f1/p

f1--電網(wǎng)頻率。概述1/4/20234同步電機(jī)指電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n1相同的交流電機(jī)第十四章三相同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理與結(jié)構(gòu)1/4/20235第十四章12/27/20225本章主要內(nèi)容第一節(jié)三相同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理及分類第二節(jié)同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)第三節(jié)大型同步發(fā)電機(jī)的基本系統(tǒng)第四節(jié)同步發(fā)電機(jī)的型號(hào)與額定值1/4/20236本章主要內(nèi)容第一節(jié)三相同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理及分類12/三相同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理

同步發(fā)電機(jī)(synchronousgenerator)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟娔艿脑O(shè)備。

在火電廠，發(fā)電機(jī)用汽輪機(jī)作原動(dòng)機(jī)，稱為汽輪發(fā)電機(jī)；在核電站是以核反應(yīng)堆來(lái)代替火電站的鍋爐，原動(dòng)機(jī)仍然是汽輪機(jī)；在水電廠，發(fā)電機(jī)用水輪機(jī)作原動(dòng)機(jī)，稱為水輪發(fā)電機(jī)；有的地方用柴油機(jī)用作原動(dòng)機(jī)，稱為柴油發(fā)電機(jī)。1/4/20237三相同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理同步發(fā)電機(jī)(synchronoSNnIf三相同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理

同步發(fā)電機(jī)基本工作原理：導(dǎo)體切割磁力線感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)動(dòng)的部分，轉(zhuǎn)子上有磁極和勵(lì)磁繞組，產(chǎn)生磁場(chǎng)。定子（又叫電樞）：固定的部分，定子鐵心上有齒和槽，槽內(nèi)設(shè)置有繞組，是切割磁場(chǎng)的導(dǎo)體。氣隙：定轉(zhuǎn)子之間有氣隙。動(dòng)畫1/4/20238SNnIf三相同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理同步發(fā)電機(jī)基本工作原三相同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理

定子：有三相定子繞組，每相結(jié)構(gòu)完全相同，它們?cè)诳臻g上互差120°電角度對(duì)稱分布放置在定子鐵心槽內(nèi)。轉(zhuǎn)子：有p對(duì)磁極，磁極上有直流勵(lì)磁繞組，當(dāng)直流電流通過(guò)電刷和滑環(huán)流入轉(zhuǎn)子繞組后，產(chǎn)生主磁通，主磁通由N極經(jīng)氣隙，定子鐵心，再經(jīng)氣隙進(jìn)入S極，構(gòu)成主磁路。1/4/20239三相同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理定子：有三相定子繞組，每相結(jié)構(gòu)同步電機(jī)與異步電機(jī)的根本區(qū)別是旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子通入直流電流勵(lì)磁轉(zhuǎn)子通直流電流If勵(lì)磁磁場(chǎng)Bf電樞感應(yīng)電勢(shì)隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角速度ωSNnea三相對(duì)稱負(fù)載運(yùn)行時(shí)旋轉(zhuǎn)基波磁勢(shì)Fa三相對(duì)稱電樞電流iabc(同步電機(jī))ebecIf三相同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理

1/4/202310同步電機(jī)與異步電機(jī)的根本區(qū)別是旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子通入直流電流勵(lì)磁轉(zhuǎn)子定子外接負(fù)載，形成回路，有三相電流。機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能定子繞組三相感應(yīng)電勢(shì)三相同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理

1/4/202311定子外接負(fù)載，形成回路，有三相電流。定子繞組三相感交流電勢(shì)頻率f的確定當(dāng)轉(zhuǎn)子為1對(duì)磁極時(shí)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，定子繞組中感應(yīng)電勢(shì)變化一個(gè)周期；當(dāng)同步發(fā)電機(jī)有p對(duì)極時(shí)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，感應(yīng)電勢(shì)交變p個(gè)周期。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為每分n轉(zhuǎn)時(shí)，交變電勢(shì)頻率為：三相同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理

1/4/202312交流電勢(shì)頻率f的確定三相同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理12/27交流電勢(shì)頻率f的確定結(jié)論：同步發(fā)電機(jī)定子繞組感應(yīng)電勢(shì)的頻率取決于它的極對(duì)數(shù)p和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n。同步發(fā)電機(jī)極對(duì)數(shù)一定時(shí)，轉(zhuǎn)速與電樞電勢(shì)的頻率有嚴(yán)格對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)電力系統(tǒng)頻率f一定，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為恒定值，這是同步發(fā)電機(jī)的主要特點(diǎn)。三相同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理

1/4/202313交流電勢(shì)頻率f的確定結(jié)論：同步發(fā)電機(jī)定子繞組感應(yīng)電勢(shì)的頻率取結(jié)論：我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)工頻為50Hz，所以同步發(fā)電機(jī)的極對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)速成反比。汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較高，極對(duì)數(shù)較少，如轉(zhuǎn)速n=3000r/min，則極對(duì)數(shù)p=1。水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較低，極對(duì)數(shù)較多，如轉(zhuǎn)速n=125r/min，則極對(duì)數(shù)p=24。三相同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理

1/4/202314結(jié)論：我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)工頻為50Hz，所以同步發(fā)電機(jī)的極對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)速成按運(yùn)行方式不同分為：發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)和調(diào)相機(jī)。按結(jié)構(gòu)形式不同分為：電樞旋轉(zhuǎn)式（簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)樞式）和磁極旋轉(zhuǎn)式（簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)場(chǎng)式）。磁極旋轉(zhuǎn)式按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同又分為凸極式和隱極式。按安裝方式不同分為：臥式和立式。同步電機(jī)的類型按原動(dòng)機(jī)類型不同分為：汽輪發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)、燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)、柴油發(fā)電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)等等。按冷卻介質(zhì)不同分為：空氣冷卻、氫氣冷卻、水冷卻等。1/4/202315按運(yùn)行方式不同分為：發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)和調(diào)相機(jī)。同步電機(jī)的類型按第二節(jié)同步發(fā)電機(jī)的基本構(gòu)造

同步電機(jī)一般采用旋轉(zhuǎn)磁極式結(jié)構(gòu)，根據(jù)磁極形狀可分為隱極和凸極兩種型式。凸極同步電機(jī)氣隙不均勻，適合于中速或低速旋轉(zhuǎn)場(chǎng)合。隱極同步電機(jī)在不考慮齒槽效應(yīng)時(shí)，氣隙均勻，適合于高速旋轉(zhuǎn)。1/4/202316第二節(jié)同步發(fā)電機(jī)的基本構(gòu)造同步電機(jī)一般采用旋轉(zhuǎn)磁極式結(jié)構(gòu)1—定子2—凸極式轉(zhuǎn)子

氣隙不均勻，極弧底下氣隙較小，極間部分較大。凸極式電機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1/4/2023171—定子2—凸極式轉(zhuǎn)子氣隙不均勻，極弧轉(zhuǎn)子上沒(méi)有凸出的磁極，氣隙均勻，轉(zhuǎn)子呈圓柱形。1—定子3—隱極式轉(zhuǎn)子隱極式電機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1/4/202318轉(zhuǎn)子上沒(méi)有凸出的磁極，氣隙均勻，轉(zhuǎn)子呈圓柱形。電源頻率固定，采用轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)速有關(guān)。

火電廠和核電站的汽輪機(jī)拖動(dòng)的發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)子宜作成細(xì)而長(zhǎng)的隱極式，這種發(fā)電機(jī)通常稱為汽輪發(fā)電機(jī)。核電站用的汽輪發(fā)電機(jī)在構(gòu)造上與常規(guī)火電站用的大同小異，所不同的是由于蒸汽壓力和溫度都較低，所以同等功率機(jī)組的汽輪機(jī)體積比常規(guī)火電站的大。

水輪機(jī)拖動(dòng)的發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)速低，因而要求有較多的磁極，轉(zhuǎn)子宜作成短而胖的凸極式。凸極式和隱極式電機(jī)應(yīng)用場(chǎng)合1/4/202319電源頻率固定，采用轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)速有關(guān)。凸極式和隱極式電機(jī)應(yīng)用同步電機(jī)的氣隙較同容量的異步電機(jī)大。異步電機(jī)勵(lì)磁電流由電網(wǎng)供給，需從電網(wǎng)吸取感性無(wú)功功率，若氣隙大，則勵(lì)磁電流大，電機(jī)的功率因數(shù)低，因此在機(jī)械允許的條件下，氣隙要盡量小一些。

同步電機(jī)氣隙磁場(chǎng)由轉(zhuǎn)子電流和定子電流共同激勵(lì)，從運(yùn)行穩(wěn)定性考慮，氣隙大，同步電抗小，短路比大，運(yùn)行穩(wěn)定性高。但氣隙大，轉(zhuǎn)子用銅量增大，制造成本增加。所以氣隙大小的選擇要綜合考慮運(yùn)行性能和制造成本這兩方面的要求。同步電機(jī)與異步電機(jī)1/4/202320同步電機(jī)的氣隙較同容量的異步電機(jī)大。同步電機(jī)與異步電機(jī)12/汽輪機(jī)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁機(jī)火電廠(heat-engineplant)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1/4/202321汽輪機(jī)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁機(jī)火電廠(heat-enginepla大亞灣核電站發(fā)電機(jī)組1/4/202322大亞灣核電站發(fā)電機(jī)組12/27/202222嶺澳一期核電站發(fā)電機(jī)組1/4/202323嶺澳一期核電站發(fā)電機(jī)組12/27/202223國(guó)產(chǎn)300MW汽輪發(fā)電機(jī)外(turbonator)形結(jié)構(gòu)圖1/4/202324國(guó)產(chǎn)300MW汽輪發(fā)電機(jī)外(turbonator)形結(jié)構(gòu)圖11/4/20232512/27/202225用途：多用于汽輪發(fā)電機(jī)，一般為兩極，轉(zhuǎn)速為3000r/min。一般汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度L和定子內(nèi)徑D之比為2-6.5。隱極式同步發(fā)電機(jī)1/4/202326用途：多用于汽輪發(fā)電機(jī)，一般為兩極，轉(zhuǎn)速為3000r/mi1.定子(stator)機(jī)座(baseframe)、端蓋(endclosure)、定子鐵心(statorcore)和定子繞組(statorwindings)等。大型汽輪發(fā)電機(jī)定子鐵心槽汽輪發(fā)電機(jī)完工后的定子汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1/4/2023271.定子(stator)大型汽輪發(fā)電機(jī)定子鐵心槽汽輪發(fā)電機(jī)完發(fā)電機(jī)定子1/4/202328發(fā)電機(jī)定子12/27/202228（1）機(jī)座和端蓋機(jī)座的作用：固定和支撐定子鐵心及定子繞組等部件，通過(guò)機(jī)座將整個(gè)定子安裝、固定在基礎(chǔ)上。機(jī)座內(nèi)部有冷卻風(fēng)道。汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)座一般采用鋼板焊接而成。對(duì)機(jī)座的要求，除了使安裝、運(yùn)輸方便外，還需要有足夠的強(qiáng)度和剛度。正常和故障時(shí)能承受可能發(fā)生的最大應(yīng)力，保證不產(chǎn)生不允許的變形。汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1/4/202329（1）機(jī)座和端蓋汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)12/27/202229端蓋的作用:保護(hù)定子和轉(zhuǎn)子的端部，使電機(jī)內(nèi)形成一個(gè)與外界隔絕的風(fēng)路系統(tǒng)。一般用鋼板焊接結(jié)構(gòu)，也可采用灰鑄鐵或硅鋁合金鑄件，中等容量的電機(jī)端蓋也有采用玻璃鋼壓制的。有足夠的剛度。大型同步電機(jī)，由于端部漏磁通較大，所以固定端蓋的螺栓宜加以絕緣，以防止漏磁通引起的渦流流過(guò)螺栓而使其發(fā)熱。（1）機(jī)座和端蓋汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1/4/202330端蓋的作用:保護(hù)定子和轉(zhuǎn)子的端部，使電機(jī)內(nèi)形成一個(gè)與外界隔絕汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)定子鐵心由0.35mm、0.5mm或其它厚度的電工鋼片疊成。各段疊片間有寬約10mm的通風(fēng)槽，以改善定子鐵心散熱。定子外徑較小時(shí)，采用圓形沖片，外徑大于1m時(shí)，采用扇形沖片，目的是減少漏磁，防止渦流引起過(guò)熱。定子鐵心兩端用非磁性材料壓板將其壓緊，將整個(gè)鐵心固定在定子機(jī)座上。沿定子鐵心內(nèi)圓表面的槽內(nèi)放置三相定子繞組。（2）定子鐵心1/4/202331汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)定子鐵心由0.35mm、0.5mm或思考：定子鐵心為什么要用0.5mm的硅鋼片疊裝？

（2）定子鐵心1/4/202332思考：定子鐵心為什么要用0.5mm的硅鋼片疊裝？（2）定子（3）定子繞組也稱電樞繞組，一般采用雙層三相對(duì)稱繞組。為便于繞組下線，定子槽采用矩形開(kāi)口槽，定子繞組放入槽中后，槽口用槽楔封住，槽楔常用絕緣材料(如玻璃布板)做成。汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1/4/202333（3）定子繞組也稱電樞繞組，一般采用雙層三相對(duì)稱繞組。汽輪發(fā)汽輪發(fā)電機(jī)的電壓較高，要求定子繞組有足夠的絕緣強(qiáng)度，一般采用B級(jí)或F級(jí)絕緣。（3）定子繞組大型電機(jī)定子電流極大，繞組導(dǎo)線截面大。為減小導(dǎo)體集膚效應(yīng)帶來(lái)的附加損耗，定子繞組常由多股截面15平方毫米以下的扁銅線并繞而成，且沿槽長(zhǎng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膿Q位，使繞組的有效部分，有時(shí)甚至連同繞組的端接部分，成為編織形。汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1/4/202334汽輪發(fā)電機(jī)的電壓較高，要求定子繞組有足夠的絕緣強(qiáng)度，一般采用定子繞組下線定子繞組端部

1/4/202335定子繞組下線定子繞組端部12/27/202235定子繞組端部接頭1/4/202336定子繞組端部接頭12/27/202236定子端部

1/4/202337定子端部12/27/2022372．轉(zhuǎn)子汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子組成轉(zhuǎn)子鐵芯勵(lì)磁繞組阻尼繞組緊固件風(fēng)扇功能：傳遞原動(dòng)機(jī)供給的機(jī)械能、支撐旋轉(zhuǎn)的勵(lì)磁線圈、形成良好的磁通路徑和轉(zhuǎn)子散熱通道，因此對(duì)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、材料和加工工藝要求較高。1/4/2023382．轉(zhuǎn)子汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子組成功能：傳遞原動(dòng)機(jī)供給的機(jī)械能、轉(zhuǎn)子繞組的通風(fēng)口護(hù)環(huán)中心環(huán)風(fēng)扇汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子外形1/4/202339轉(zhuǎn)子繞組的通風(fēng)口護(hù)環(huán)中發(fā)

電

機(jī)

轉(zhuǎn)

子1/4/202340發(fā)

電

機(jī)

轉(zhuǎn)

子12/27/202240（1）轉(zhuǎn)子鐵心既有良好導(dǎo)磁性能，又有足夠機(jī)械強(qiáng)度和剛度，最關(guān)鍵部件之一。一般采用優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛制，鐵心上開(kāi)有兩組對(duì)稱的槽，槽與槽之間的部分稱為齒，有兩個(gè)齒特別寬稱為大齒，其余的叫小齒。小齒嵌放勵(lì)磁線圈，大齒形成磁極。大型電機(jī)為了加強(qiáng)轉(zhuǎn)子表面冷卻，大齒區(qū)也開(kāi)有一些較小的槽并不安放線圈，只作通風(fēng)用，這種槽稱為通風(fēng)槽。汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1/4/202341（1）轉(zhuǎn)子鐵心汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)12/27/202241轉(zhuǎn)子鐵心

1/4/202342轉(zhuǎn)子鐵心12/27/202242大型兩極汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，當(dāng)長(zhǎng)度與直徑的比值較大時(shí)，為了減小倍頻振動(dòng)的影響，常在大齒部分沿軸向每隔一定距離開(kāi)有徑向月牙槽，使大齒方向與小齒方向的剛度盡可能接近。有的電機(jī)在大齒開(kāi)有槽，內(nèi)裝阻尼繞組(dampingwindings)，阻尼繞組構(gòu)成自行短接的半鼠籠結(jié)構(gòu)，用來(lái)改善發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。（1）轉(zhuǎn)子鐵心汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1/4/202343大型兩極汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，當(dāng)長(zhǎng)度與直徑的比值較大時(shí)，為了減小倍轉(zhuǎn)子鐵心結(jié)構(gòu)1/4/202344轉(zhuǎn)子鐵心結(jié)構(gòu)12/27/202244（2）勵(lì)磁繞組汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)由矩形絕緣扁銅線繞成同心式線圈，兩線圈邊分別放在大齒兩側(cè)所開(kāi)的槽內(nèi)，所有線圈串聯(lián)。勵(lì)磁繞組構(gòu)成電機(jī)直流回路，通過(guò)電刷與外電路連接。各線圈匝間有絕緣，對(duì)地也有絕緣。1/4/202345（2）勵(lì)磁繞組汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)由矩形絕緣扁銅線繞成同心式線圈，1/4/20234612/27/202246（3）護(hù)環(huán)和中心環(huán)汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的端部在高速旋轉(zhuǎn)中將承受巨大的離心力，并在通過(guò)勵(lì)磁電流時(shí)產(chǎn)生熱膨脹，造成徑向和軸向位移．護(hù)環(huán)用來(lái)套在轉(zhuǎn)子繞組瑞部外面，防止徑向位移，而中心環(huán)則用來(lái)阻止軸向位移。為了避免因護(hù)環(huán)偏心引起的振動(dòng)以及不對(duì)稱運(yùn)行或異步運(yùn)行時(shí)因轉(zhuǎn)子表面感應(yīng)電流引起配合面上的電灼傷，要求護(hù)環(huán)與轉(zhuǎn)子本體、護(hù)環(huán)與中心環(huán)之間有較緊密的配合。汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1/4/202347（3）護(hù)環(huán)和中心環(huán)汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)12/27/202247轉(zhuǎn)子繞組的通風(fēng)口護(hù)環(huán)中心環(huán)風(fēng)扇汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子外形1/4/202348轉(zhuǎn)子繞組的通風(fēng)口護(hù)環(huán)中轉(zhuǎn)子線圈裝配1/4/202349轉(zhuǎn)子線圈裝配12/27/202249發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子裝配1/4/202350發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子裝配12/27/202250汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)一種短路繞組，大型電機(jī)有。由放在槽楔下的銅條和轉(zhuǎn)子兩端銅環(huán)焊接成閉合回路。作用：在同步發(fā)電機(jī)短路或不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，利用其感應(yīng)電流來(lái)削弱負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用；發(fā)電機(jī)振蕩時(shí)起阻尼作用，使振蕩衰減。阻尼繞組1/4/202351汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)一種短路繞組，大型電機(jī)有。阻尼繞組12/27/冷卻系統(tǒng)封閉，冷卻介質(zhì)循環(huán)使用。常用的冷卻介質(zhì)有空氣、氫氣和水。冷卻方式有：空氣冷卻；水-氫-氫，即定子繞組用水冷卻，轉(zhuǎn)子繞組采用氫內(nèi)冷，定子鐵心為氫冷；水-水-氫，即定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組用水冷卻，定子鐵心為氫冷。氫氣密度僅為空氣的1/4，導(dǎo)熱性比空氣好6倍，冷卻效果比空氣好。汽輪發(fā)電機(jī)的冷卻方式1/4/202352冷卻系統(tǒng)封閉，冷卻介質(zhì)循環(huán)使用。汽輪發(fā)電機(jī)的冷卻方式12/25.其他部件滑環(huán)與電刷：將直流電引入到轉(zhuǎn)動(dòng)的勵(lì)磁繞組。滑環(huán)或稱集電環(huán)，一般用耐磨的鍛鋼制成，表面進(jìn)行硬度處理，加工完的滑環(huán)表面要求光潔。汽輪發(fā)電機(jī)一般采用石墨或電化石墨電刷。雖然每種電刷以石墨粉作為主要原料，但是含量和工藝的不同，在導(dǎo)電率、比重、硬度、強(qiáng)度、伏安特性等方面有不同的性能。為使兩滑環(huán)磨損均勻，在運(yùn)行中要定期改變滑環(huán)的極性。汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1/4/2023535.其他部件汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)12/27/2022535.其他部件電刷放在刷盒內(nèi)，刷盒內(nèi)有彈簧給電刷一個(gè)均勻的壓力，以防止電刷正運(yùn)行時(shí)發(fā)生振動(dòng)，使其與滑環(huán)間保持有良好的滑動(dòng)接觸。風(fēng)扇：電機(jī)內(nèi)部通風(fēng)冷卻．一般裝在轉(zhuǎn)子兩瑞，當(dāng)發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，風(fēng)扇隨轉(zhuǎn)子而轉(zhuǎn)動(dòng)，使冷卻氣體流過(guò)線圈和鐵心，帶走熱量。汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1/4/2023545.其他部件汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)12/27/202254發(fā)電機(jī)總裝1/4/202355發(fā)電機(jī)總裝12/27/202255凸極式同步發(fā)電機(jī)用途：多用于水輪發(fā)電機(jī)。一般水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度L和定子內(nèi)徑D之比為0.125-0.07。1/4/202356凸極式同步發(fā)電機(jī)用途：多用于水輪發(fā)電機(jī)。一般水輪發(fā)水輪發(fā)電機(jī)(hydro-generator)的主要結(jié)構(gòu)型式有臥式、立式和燈泡貫流式。通常小容量水輪發(fā)電機(jī)多采用臥式結(jié)構(gòu)，中等容量水輪發(fā)電機(jī)采用立式或臥式結(jié)構(gòu)，而大容量水輪發(fā)電機(jī)則廣泛采用立式結(jié)構(gòu)。水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1/4/202357水輪發(fā)電機(jī)(hydro-generator)的主要結(jié)構(gòu)型式有

（a）立式水輪發(fā)電機(jī)(b)臥式水輪發(fā)電機(jī)(c)燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)水輪發(fā)電機(jī)的三種結(jié)構(gòu)形式1/4/202358（a）立式水輪發(fā)電機(jī)(b)臥式水輪發(fā)電機(jī)立式水輪發(fā)電機(jī)分為：懸吊式和傘式。發(fā)電機(jī)推力軸承位于轉(zhuǎn)子上部的統(tǒng)稱為懸吊式，位于轉(zhuǎn)子下部的統(tǒng)稱為傘式。水輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)型式對(duì)電站主廠房高度、起重機(jī)容量、機(jī)組本身技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、運(yùn)行穩(wěn)定性以及檢修等方面都有直接影響，必須立足全局，對(duì)各種因素加以綜合考慮后作出判斷。一般低速大容量水輪發(fā)電機(jī)采用傘式，因?yàn)閭闶綑C(jī)組總高度比懸吊式低，可降低電站主廠房高度和減輕機(jī)組重量。水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1/4/202359立式水輪發(fā)電機(jī)分為：懸吊式和傘式。發(fā)電機(jī)推力軸承位于轉(zhuǎn)子上部傘式機(jī)組推力軸承直徑較大，軸承損耗比懸吊式大。懸吊式機(jī)組適用于中、高速機(jī)組，優(yōu)點(diǎn)是：機(jī)組徑向機(jī)械穩(wěn)定性較好、軸承損耗較小和維護(hù)檢修方便。水輪發(fā)電機(jī)起動(dòng)和投入并聯(lián)所需時(shí)間較短，運(yùn)行調(diào)度較靈活，電力系統(tǒng)中，除可用來(lái)?yè)?dān)負(fù)基本負(fù)載外，還常用作調(diào)峰或作調(diào)相運(yùn)行。一般采用空氣冷卻，容量相當(dāng)大的發(fā)電機(jī)才考慮采用水內(nèi)冷卻方式。水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1/4/202360傘式機(jī)組推力軸承直徑較大，軸承損耗比懸吊式大。水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)子定子機(jī)架推力軸承1/4/202361水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子12/27/202261

1.定子水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)

機(jī)座定子鐵心定子繞組1/4/2023621.定子水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)機(jī)座12/27/202262定子鐵心：扇形硅鋼片疊成。鐵心在疊裝過(guò)程中將每層扇形片間接縫錯(cuò)開(kāi)。厚度30~60mm留出一冷卻風(fēng)道。鐵心固定在機(jī)座內(nèi)圓支持筋上，機(jī)座外殼與鐵心外圓之間留有通風(fēng)道。鐵心內(nèi)圓均勻分布有槽，槽內(nèi)放置定子繞組。定子繞組：水輪發(fā)電機(jī)極數(shù)較多，每極每相槽數(shù)較小，為了改替電動(dòng)勢(shì)波形，廣泛采用分?jǐn)?shù)槽繞組。對(duì)于大容量的水輪發(fā)電機(jī)，為節(jié)省極間連接線．一般采用單匝波繞組，因此上、下層導(dǎo)線可用兩根線棒分別制造，嵌線后再連接起來(lái)。

1.定子水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1/4/202363定子鐵心：扇形硅鋼片疊成。鐵心在疊裝過(guò)程中將每層扇形片間接縫水輪發(fā)電機(jī)定子分段鐵心1/4/202364水輪發(fā)電機(jī)定子分段鐵心12/27/202264三峽電站發(fā)電機(jī)定子1/4/202365三峽電站發(fā)電機(jī)定子12/27/2022652.轉(zhuǎn)子凸極式，直徑大，軸向長(zhǎng)度相對(duì)較短，整個(gè)轉(zhuǎn)子呈扁盤形。帶阻尼繞組的凸極同步機(jī)轉(zhuǎn)子

水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1/4/2023662.轉(zhuǎn)子帶阻尼繞組的凸極同步機(jī)轉(zhuǎn)子水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)12/271/4/20236712/27/202267三峽電站發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(1100t)

1/4/202368三峽電站發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(1100t)

重792t、直徑為16.9m的1、2＃發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葛洲壩大江電廠主發(fā)電機(jī)1/4/202369重792t、直徑為16.9m的1、2＃發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葛洲壩2.轉(zhuǎn)子水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)軸勵(lì)磁線圈轉(zhuǎn)子支架磁軛磁極1/4/2023702.轉(zhuǎn)子水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)軸12/27/2022702.轉(zhuǎn)子水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)大中型采用空心，高強(qiáng)度鋼鍛造而成。轉(zhuǎn)軸1-1.5mm鋼板沖片疊成。磁極采用絕緣扁銅線繞制，套裝在極上。勵(lì)磁繞組1/4/2023712.轉(zhuǎn)子水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)大中型采用空心，高強(qiáng)度鋼鍛造而成。轉(zhuǎn)軸2.轉(zhuǎn)子水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)裝在極靴部位，減少并聯(lián)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子振蕩的振幅，中小容量電機(jī)磁極鐵心是整體的，一般無(wú)阻尼繞組。阻尼繞組磁軛是磁路的一部分，磁極固定在其圓柱表面，磁軛和轉(zhuǎn)子間用支架支撐。磁軛與支架1/4/2023722.轉(zhuǎn)子水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)裝在極靴部位，減少并聯(lián)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)2.轉(zhuǎn)子水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)導(dǎo)軸承：約束軸線位移和防止軸擺動(dòng)，承受徑向力。推力軸承：承受轉(zhuǎn)動(dòng)部分全部重量及軸向水推力，水輪機(jī)關(guān)鍵部件。軸承1/4/2023732.轉(zhuǎn)子水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)導(dǎo)軸承：約束軸線位移和防止軸擺動(dòng)，承受磁極與磁軛的連接凸極同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁極與轉(zhuǎn)子繞組水輪發(fā)電機(jī)也有滑環(huán)、電刷、風(fēng)扇以及相應(yīng)的冷卻裝置。1/4/202374磁極與磁軛的連接第三節(jié)大型同步發(fā)電機(jī)的基本系統(tǒng)

一.同步發(fā)電機(jī)的絕緣與冷卻發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，由于繞組中的電流和磁路中交變的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生熱量使發(fā)電機(jī)發(fā)熱，溫度升高，隨著發(fā)電機(jī)單機(jī)容量的增加，溫升也越來(lái)越高。由于鐵心沖片的絕緣和線圈絕緣允許溫度的限制，因此發(fā)電機(jī)必須加以冷卻。1/4/202375第三節(jié)大型同步發(fā)電機(jī)的基本系統(tǒng)一.同步發(fā)電機(jī)的絕緣與定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組絕緣（1）定子繞組絕緣匝間、層間、對(duì)地(槽絕緣)及連接線和引出線的絕緣。匝間絕緣：根據(jù)不同電壓等級(jí)，采用聚酯漆包雙玻璃絲包線或聚酰亞胺薄膜包雙玻璃絲包線。層間絕緣：用玻璃布板做成的層間墊條來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)地絕緣和連接線及引出線絕緣：采用環(huán)氧玻璃粉云母多膠帶。1．同步發(fā)電機(jī)的絕緣系統(tǒng)1/4/202376定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組絕緣1．同步發(fā)電機(jī)的絕緣系統(tǒng)12/27/2（2）轉(zhuǎn)子繞組絕緣主要有匝間絕緣、對(duì)地絕緣和引出線絕緣。匝間絕緣：導(dǎo)線本身的雙玻璃絲包線或環(huán)氧玻璃坯布。對(duì)地絕緣：用環(huán)氧玻璃坯布和醇酸云母板構(gòu)成。引出線絕緣：常用黃玻璃漆布管。定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組絕緣1．同步發(fā)電機(jī)的絕緣系統(tǒng)1/4/202377（2）轉(zhuǎn)子繞組絕緣定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組絕緣1．同步發(fā)電機(jī)的絕緣以B級(jí)絕緣為例：定子繞組溫升限度為80°C，電阻法測(cè)量。勵(lì)磁繞組溫升限度為80°C，電阻法測(cè)量。鐵心溫度限度為80°C，溫度計(jì)法測(cè)量。集電環(huán)溫升限度為80°C，溫度計(jì)法測(cè)量。2．同步發(fā)電機(jī)的溫升要求1/4/202378以B級(jí)絕緣為例：2．同步發(fā)電機(jī)的溫升要求12/27/2022300MW水氫氫機(jī)組水系統(tǒng)定子繞組導(dǎo)線：空心和實(shí)心導(dǎo)線的組合形式。冷卻水進(jìn)入發(fā)電機(jī)勵(lì)端的匯水總管，經(jīng)定子繞組空心導(dǎo)線，冷卻定子繞組，然后，從汽端匯水總管流出，經(jīng)水箱、水泵、水冷器、過(guò)濾器重新回到發(fā)電機(jī)勵(lì)端的匯水總管。3.同步發(fā)電機(jī)的冷卻系統(tǒng)1/4/202379300MW水氫氫機(jī)組水系統(tǒng)3.同步發(fā)電機(jī)的冷卻系統(tǒng)12/27冷卻水系統(tǒng)功能：保證向定子繞組不間斷供水，監(jiān)視水壓、流量和電導(dǎo)率等參數(shù)。系統(tǒng)還設(shè)有自動(dòng)水溫調(diào)節(jié)器，以調(diào)節(jié)定子冷卻水溫度，使之保持基本穩(wěn)定；設(shè)置了離子交換器，用以提高定子冷卻水的水質(zhì)。3.同步發(fā)電機(jī)的冷卻系統(tǒng)1/4/202380冷卻水系統(tǒng)功能：保證向定子繞組不間斷供水，監(jiān)視水壓、流量和電300MW水氫氫機(jī)組氫系統(tǒng)發(fā)電機(jī)定子機(jī)座、端蓋、氫氣冷卻器、密封瓦及氫氣管路構(gòu)成全封閉氣密結(jié)構(gòu)。熱氫通過(guò)發(fā)電機(jī)氫氣冷卻器由循環(huán)水冷卻。滿足發(fā)電機(jī)充氫、自動(dòng)補(bǔ)氫、排氫以及中間氣體介質(zhì)置換工作的要求，應(yīng)能自動(dòng)監(jiān)測(cè)和保持氫氣的壓力、規(guī)定純度、冷氫溫度、干燥度等。3.同步發(fā)電機(jī)的冷卻系統(tǒng)1/4/202381300MW水氫氫機(jī)組氫系統(tǒng)3.同步發(fā)電機(jī)的冷卻系統(tǒng)12/27300MW水氫氫機(jī)組密封油系統(tǒng)氫氣是一種良好的冷卻介質(zhì)，但易燃易爆，所以必須很好的密封，因此采用氫氣冷卻的發(fā)電機(jī)必須相應(yīng)設(shè)置密封裝置，用于阻止氫氣外泄和空氣的漏入。3.同步發(fā)電機(jī)的冷卻系統(tǒng)1/4/202382300MW水氫氫機(jī)組密封油系統(tǒng)3.同步發(fā)電機(jī)的冷卻系統(tǒng)12/勵(lì)磁系統(tǒng)(fieldsystem)：同步電機(jī)運(yùn)行時(shí)為了建立勵(lì)磁磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子繞組必須通入直流電流，供給同步機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的整個(gè)系統(tǒng)，包括裝置和線路稱為勵(lì)磁系統(tǒng)。同步電機(jī)的運(yùn)行可靠性與其勵(lì)磁統(tǒng)有十分密切的關(guān)系，現(xiàn)代同步電機(jī)的發(fā)展對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)提出越來(lái)越高的要求。為此，近年來(lái)同步電機(jī)勵(lì)磁磁系統(tǒng)所采用的形式，即勵(lì)磁方式也日新月異。二、同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁1/4/202383勵(lì)磁系統(tǒng)(fieldsystem)：同步電機(jī)運(yùn)行時(shí)為了建立1．對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的要求正常運(yùn)行時(shí)供給勵(lì)磁電流，維持端電壓或電網(wǎng)電壓值或并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組之間的無(wú)功功率分配，隨負(fù)載變化，勵(lì)磁電流能相應(yīng)調(diào)節(jié)。系統(tǒng)電壓嚴(yán)重下降時(shí)（如發(fā)生短路故障等），能強(qiáng)行勵(lì)磁（簡(jiǎn)稱強(qiáng)勵(lì)）提高電動(dòng)勢(shì)，保持電壓穩(wěn)定。突然丟負(fù)荷時(shí)，如水輪機(jī)組轉(zhuǎn)速明顯升高，能強(qiáng)行減磁，限制端電壓過(guò)度增高。電機(jī)內(nèi)部發(fā)生短路故障時(shí)，能快速滅磁和減磁，以減小故障的損壞程度。兩臺(tái)以上并列運(yùn)行發(fā)電機(jī)能成組調(diào)節(jié)無(wú)功功率，使無(wú)功合理分配。迅速，可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，損耗小，成本低，體積小等。二、同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁1/4/2023841．對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的要求二、同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁12/27/20222．勵(lì)磁方式（1）直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁以直流發(fā)電機(jī)作為勵(lì)磁電源，在同步發(fā)電機(jī)發(fā)展的早期歷史，首先獲得應(yīng)用。目前中、小型發(fā)電機(jī)還有一部分采用這種勵(lì)磁方式。直流勵(lì)磁機(jī)與同步發(fā)電機(jī)同軸，采用并勵(lì)或他勵(lì)，或負(fù)載電流反饋的復(fù)式勵(lì)磁。他勵(lì)接法時(shí)，勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流由另一臺(tái)被稱為副勵(lì)磁機(jī)的同軸的直流發(fā)電機(jī)供給。二、同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁1/4/2023852．勵(lì)磁方式二、同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁12/27/202285直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁

1/4/202386直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁12/27/202286（2）靜止整流器勵(lì)磁主發(fā)電機(jī)、交流主勵(lì)磁機(jī)和交流副勵(lì)磁機(jī)同軸。副勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流開(kāi)始由外部直流電源提供，待電壓建立起來(lái)后轉(zhuǎn)為自勵(lì)(有時(shí)采用永磁發(fā)電機(jī))。副勵(lì)磁機(jī)輸出電流經(jīng)靜止晶閘管整流器整流后供給主勵(lì)磁機(jī)，主勵(lì)磁機(jī)交流輸出電流經(jīng)靜止三相橋式硅整流器整流后供給主發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組。2．勵(lì)磁方式二、同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁1/4/202387（2）靜止整流器勵(lì)磁2．勵(lì)磁方式二、同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁12/靜止整流勵(lì)磁系統(tǒng)1/4/202388靜止整流勵(lì)磁系統(tǒng)12/27/202288（3）旋轉(zhuǎn)整流器勵(lì)磁靜止整流器直流須經(jīng)電刷和集電環(huán)才能輸送到旋轉(zhuǎn)的勵(lì)磁繞組，對(duì)于大容量同步發(fā)電機(jī)，勵(lì)磁電流達(dá)到數(shù)千安培，使集電環(huán)嚴(yán)重過(guò)熱。大容量同步發(fā)電機(jī)采用旋轉(zhuǎn)整流器勵(lì)磁系統(tǒng)。主勵(lì)磁機(jī)是旋轉(zhuǎn)電樞式三相同步發(fā)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)電樞的交流電流經(jīng)與主軸一起旋轉(zhuǎn)的硅整流器整流后，直接送主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組。交流主勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流由同軸的交流副勵(lì)磁機(jī)經(jīng)靜止的晶閘管整流器整流后供給。這種勵(lì)磁系統(tǒng)取消了集電環(huán)和電刷，又稱為無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)。2．勵(lì)磁方式二、同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁1/4/202389（3）旋轉(zhuǎn)整流器勵(lì)磁2．勵(lì)磁方式二、同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁12/旋轉(zhuǎn)整流器勵(lì)磁系統(tǒng)1/4/202390旋轉(zhuǎn)整流器勵(lì)磁系統(tǒng)12/27/202290第四節(jié)同步發(fā)電機(jī)的型號(hào)與額定值

一.型號(hào)汽輪發(fā)電機(jī)有QFQ、QFN、QFS等系列。QF表示汽輪發(fā)電機(jī)；第三個(gè)字母表示冷卻方式，Q——?dú)渫饫?，N——?dú)鋬?nèi)冷，S——雙水內(nèi)冷。如：QFS-300-2表示容量為300MW雙水內(nèi)冷2極汽輪發(fā)電機(jī)。水輪發(fā)電機(jī)系列有TS系列，T表示同步，S表示水輪。如：TSS1264/160-48表示雙水內(nèi)冷水輪發(fā)電機(jī)，定子外徑為1264厘米，鐵心長(zhǎng)為160厘米，極數(shù)為48。1/4/202391第四節(jié)同步發(fā)電機(jī)的型號(hào)與額定值一.型號(hào)12/27/202同步電動(dòng)機(jī)系列有TD、TDL等，TD表示同步電動(dòng)機(jī)，后面的字母指出其主要用途。如：TDG表示高速同步電動(dòng)機(jī)；TDL表示立式同步電動(dòng)機(jī)。同步補(bǔ)償機(jī)為TT系列。一.型號(hào)第四節(jié)同步發(fā)電機(jī)的型號(hào)與額定值

1/4/202392同步電動(dòng)機(jī)系列有TD、TDL等，TD表示同步電動(dòng)機(jī)，后面的字2.額定值額定容量SN(VA、kVA、MVA等)或額定功率PN(W、kW、MW等)：指電機(jī)輸出功率的保證值。發(fā)電機(jī)通過(guò)額定容量值可以確定電樞電流，通過(guò)額定功率可以確定配套原動(dòng)機(jī)的容量。電動(dòng)機(jī)的額定容量一般用kW數(shù)表示，補(bǔ)償機(jī)則用kVAR表示。額定電壓

UN(V、kV等)：指額定運(yùn)行時(shí)定子輸出端的線電壓。第四節(jié)同步發(fā)電機(jī)的型號(hào)與額定值

1/4/2023932.額定值第四節(jié)同步發(fā)電機(jī)的型號(hào)與額定值12/27/20

額定電流IN(A、kA)：指額定運(yùn)行時(shí)定子的線電流。額定功率因數(shù)cosN：額定運(yùn)行時(shí)電機(jī)的功率因數(shù)。額定頻率fN：額定運(yùn)行時(shí)電機(jī)電樞輸出端電能的頻率，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)頻率規(guī)定為50Hz。

額定轉(zhuǎn)速nN：額定運(yùn)行時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，即同步轉(zhuǎn)速。除上述額定值外，名牌上還列出一些其它運(yùn)行數(shù)據(jù)，如額定負(fù)載時(shí)的溫升tN、勵(lì)磁容量PfN和勵(lì)磁電壓UfN等。2.額定值

第四節(jié)同步發(fā)電機(jī)的型號(hào)與額定值

1/4/202394額定電流IN(A、kA)：指額定運(yùn)行時(shí)定子的線電流。

本章內(nèi)容結(jié)束1/4/202395本章內(nèi)容結(jié)束12/27/202295昆明石林同步電機(jī)篇1/4/202396昆明石林同步電機(jī)篇12/27/20221同步發(fā)電機(jī)的基本電磁關(guān)系同步發(fā)電機(jī)對(duì)稱運(yùn)行時(shí)的特性同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行本篇主要內(nèi)容1/4/202397同步發(fā)電機(jī)的基本電磁關(guān)系本篇主要內(nèi)容12/27/20222概述同步電機(jī)：交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)。用途：主要作發(fā)電機(jī)用，也可作電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)具有恒速要求的機(jī)械，還可作調(diào)相機(jī)，向電力系統(tǒng)發(fā)出無(wú)功功率，用于改善電力系統(tǒng)的功率因數(shù)及調(diào)整電網(wǎng)電壓?，F(xiàn)代發(fā)電廠中所發(fā)出的交流電能幾乎全部是同步發(fā)電機(jī)發(fā)出，盡管目前有其他發(fā)電型式，如磁流體發(fā)電，太陽(yáng)能發(fā)電等，但電力系統(tǒng)中仍是同步發(fā)電機(jī)占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。1/4/202398概述同步電機(jī)：交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)。12/27/20223

同步電機(jī)指電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n1相同的交流電機(jī)。同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速：n=60f1/p

f1--電網(wǎng)頻率。概述1/4/202399同步電機(jī)指電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n1相同的交流電機(jī)第十四章三相同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理與結(jié)構(gòu)1/4/2023100第十四章12/27/20225本章主要內(nèi)容第一節(jié)三相同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理及分類第二節(jié)同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)第三節(jié)大型同步發(fā)電機(jī)的基本系統(tǒng)第四節(jié)同步發(fā)電機(jī)的型號(hào)與額定值1/4/2023101本章主要內(nèi)容第一節(jié)三相同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理及分類12/三相同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理

同步發(fā)電機(jī)(synchronousgenerator)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟娔艿脑O(shè)備。

在火電廠，發(fā)電機(jī)用汽輪機(jī)作原動(dòng)機(jī)，稱為汽輪發(fā)電機(jī)；在核電站是以核反應(yīng)堆來(lái)代替火電站的鍋爐，原動(dòng)機(jī)仍然是汽輪機(jī)；在水電廠，發(fā)電機(jī)用水輪機(jī)作原動(dòng)機(jī)，稱為水輪發(fā)電機(jī)；有的地方用柴油機(jī)用作原動(dòng)機(jī)，稱為柴油發(fā)電機(jī)。1/4/2023102三相同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理同步發(fā)電機(jī)(synchronoSNnIf三相同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理

同步發(fā)電機(jī)基本工作原理：導(dǎo)體切割磁力線感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)動(dòng)的部分，轉(zhuǎn)子上有磁極和勵(lì)磁繞組，產(chǎn)生磁場(chǎng)。定子（又叫電樞）：固定的部分，定子鐵心上有齒和槽，槽內(nèi)設(shè)置有繞組，是切割磁場(chǎng)的導(dǎo)體。氣隙：定轉(zhuǎn)子之間有氣隙。動(dòng)畫1/4/2023103SNnIf三相同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理同步發(fā)電機(jī)基本工作原三相同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理

定子：有三相定子繞組，每相結(jié)構(gòu)完全相同，它們?cè)诳臻g上互差120°電角度對(duì)稱分布放置在定子鐵心槽內(nèi)。轉(zhuǎn)子：有p對(duì)磁極，磁極上有直流勵(lì)磁繞組，當(dāng)直流電流通過(guò)電刷和滑環(huán)流入轉(zhuǎn)子繞組后，產(chǎn)生主磁通，主磁通由N極經(jīng)氣隙，定子鐵心，再經(jīng)氣隙進(jìn)入S極，構(gòu)成主磁路。1/4/2023104三相同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理定子：有三相定子繞組，每相結(jié)構(gòu)同步電機(jī)與異步電機(jī)的根本區(qū)別是旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子通入直流電流勵(lì)磁轉(zhuǎn)子通直流電流If勵(lì)磁磁場(chǎng)Bf電樞感應(yīng)電勢(shì)隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角速度ωSNnea三相對(duì)稱負(fù)載運(yùn)行時(shí)旋轉(zhuǎn)基波磁勢(shì)Fa三相對(duì)稱電樞電流iabc(同步電機(jī))ebecIf三相同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理

1/4/2023105同步電機(jī)與異步電機(jī)的根本區(qū)別是旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子通入直流電流勵(lì)磁轉(zhuǎn)子定子外接負(fù)載，形成回路，有三相電流。機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能定子繞組三相感應(yīng)電勢(shì)三相同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理

1/4/2023106定子外接負(fù)載，形成回路，有三相電流。定子繞組三相感交流電勢(shì)頻率f的確定當(dāng)轉(zhuǎn)子為1對(duì)磁極時(shí)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，定子繞組中感應(yīng)電勢(shì)變化一個(gè)周期；當(dāng)同步發(fā)電機(jī)有p對(duì)極時(shí)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，感應(yīng)電勢(shì)交變p個(gè)周期。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為每分n轉(zhuǎn)時(shí)，交變電勢(shì)頻率為：三相同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理

1/4/2023107交流電勢(shì)頻率f的確定三相同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理12/27交流電勢(shì)頻率f的確定結(jié)論：同步發(fā)電機(jī)定子繞組感應(yīng)電勢(shì)的頻率取決于它的極對(duì)數(shù)p和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n。同步發(fā)電機(jī)極對(duì)數(shù)一定時(shí)，轉(zhuǎn)速與電樞電勢(shì)的頻率有嚴(yán)格對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)電力系統(tǒng)頻率f一定，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為恒定值，這是同步發(fā)電機(jī)的主要特點(diǎn)。三相同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理

1/4/2023108交流電勢(shì)頻率f的確定結(jié)論：同步發(fā)電機(jī)定子繞組感應(yīng)電勢(shì)的頻率取結(jié)論：我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)工頻為50Hz，所以同步發(fā)電機(jī)的極對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)速成反比。汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較高，極對(duì)數(shù)較少，如轉(zhuǎn)速n=3000r/min，則極對(duì)數(shù)p=1。水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較低，極對(duì)數(shù)較多，如轉(zhuǎn)速n=125r/min，則極對(duì)數(shù)p=24。三相同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理

1/4/2023109結(jié)論：我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)工頻為50Hz，所以同步發(fā)電機(jī)的極對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)速成按運(yùn)行方式不同分為：發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)和調(diào)相機(jī)。按結(jié)構(gòu)形式不同分為：電樞旋轉(zhuǎn)式（簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)樞式）和磁極旋轉(zhuǎn)式（簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)場(chǎng)式）。磁極旋轉(zhuǎn)式按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同又分為凸極式和隱極式。按安裝方式不同分為：臥式和立式。同步電機(jī)的類型按原動(dòng)機(jī)類型不同分為：汽輪發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)、燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)、柴油發(fā)電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)等等。按冷卻介質(zhì)不同分為：空氣冷卻、氫氣冷卻、水冷卻等。1/4/2023110按運(yùn)行方式不同分為：發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)和調(diào)相機(jī)。同步電機(jī)的類型按第二節(jié)同步發(fā)電機(jī)的基本構(gòu)造

同步電機(jī)一般采用旋轉(zhuǎn)磁極式結(jié)構(gòu)，根據(jù)磁極形狀可分為隱極和凸極兩種型式。凸極同步電機(jī)氣隙不均勻，適合于中速或低速旋轉(zhuǎn)場(chǎng)合。隱極同步電機(jī)在不考慮齒槽效應(yīng)時(shí)，氣隙均勻，適合于高速旋轉(zhuǎn)。1/4/2023111第二節(jié)同步發(fā)電機(jī)的基本構(gòu)造同步電機(jī)一般采用旋轉(zhuǎn)磁極式結(jié)構(gòu)1—定子2—凸極式轉(zhuǎn)子

氣隙不均勻，極弧底下氣隙較小，極間部分較大。凸極式電機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1/4/20231121—定子2—凸極式轉(zhuǎn)子氣隙不均勻，極弧轉(zhuǎn)子上沒(méi)有凸出的磁極，氣隙均勻，轉(zhuǎn)子呈圓柱形。1—定子3—隱極式轉(zhuǎn)子隱極式電機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1/4/2023113轉(zhuǎn)子上沒(méi)有凸出的磁極，氣隙均勻，轉(zhuǎn)子呈圓柱形。電源頻率固定，采用轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)速有關(guān)。

火電廠和核電站的汽輪機(jī)拖動(dòng)的發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)子宜作成細(xì)而長(zhǎng)的隱極式，這種發(fā)電機(jī)通常稱為汽輪發(fā)電機(jī)。核電站用的汽輪發(fā)電機(jī)在構(gòu)造上與常規(guī)火電站用的大同小異，所不同的是由于蒸汽壓力和溫度都較低，所以同等功率機(jī)組的汽輪機(jī)體積比常規(guī)火電站的大。

水輪機(jī)拖動(dòng)的發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)速低，因而要求有較多的磁極，轉(zhuǎn)子宜作成短而胖的凸極式。凸極式和隱極式電機(jī)應(yīng)用場(chǎng)合1/4/2023114電源頻率固定，采用轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)速有關(guān)。凸極式和隱極式電機(jī)應(yīng)用同步電機(jī)的氣隙較同容量的異步電機(jī)大。異步電機(jī)勵(lì)磁電流由電網(wǎng)供給，需從電網(wǎng)吸取感性無(wú)功功率，若氣隙大，則勵(lì)磁電流大，電機(jī)的功率因數(shù)低，因此在機(jī)械允許的條件下，氣隙要盡量小一些。

同步電機(jī)氣隙磁場(chǎng)由轉(zhuǎn)子電流和定子電流共同激勵(lì)，從運(yùn)行穩(wěn)定性考慮，氣隙大，同步電抗小，短路比大，運(yùn)行穩(wěn)定性高。但氣隙大，轉(zhuǎn)子用銅量增大，制造成本增加。所以氣隙大小的選擇要綜合考慮運(yùn)行性能和制造成本這兩方面的要求。同步電機(jī)與異步電機(jī)1/4/2023115同步電機(jī)的氣隙較同容量的異步電機(jī)大。同步電機(jī)與異步電機(jī)12/汽輪機(jī)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁機(jī)火電廠(heat-engineplant)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1/4/2023116汽輪機(jī)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁機(jī)火電廠(heat-enginepla大亞灣核電站發(fā)電機(jī)組1/4/2023117大亞灣核電站發(fā)電機(jī)組12/27/202222嶺澳一期核電站發(fā)電機(jī)組1/4/2023118嶺澳一期核電站發(fā)電機(jī)組12/27/202223國(guó)產(chǎn)300MW汽輪發(fā)電機(jī)外(turbonator)形結(jié)構(gòu)圖1/4/2023119國(guó)產(chǎn)300MW汽輪發(fā)電機(jī)外(turbonator)形結(jié)構(gòu)圖11/4/202312012/27/202225用途：多用于汽輪發(fā)電機(jī)，一般為兩極，轉(zhuǎn)速為3000r/min。一般汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度L和定子內(nèi)徑D之比為2-6.5。隱極式同步發(fā)電機(jī)1/4/2023121用途：多用于汽輪發(fā)電機(jī)，一般為兩極，轉(zhuǎn)速為3000r/mi1.定子(stator)機(jī)座(baseframe)、端蓋(endclosure)、定子鐵心(statorcore)和定子繞組(statorwindings)等。大型汽輪發(fā)電機(jī)定子鐵心槽汽輪發(fā)電機(jī)完工后的定子汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1/4/20231221.定子(stator)大型汽輪發(fā)電機(jī)定子鐵心槽汽輪發(fā)電機(jī)完發(fā)電機(jī)定子1/4/2023123發(fā)電機(jī)定子12/27/202228（1）機(jī)座和端蓋機(jī)座的作用：固定和支撐定子鐵心及定子繞組等部件，通過(guò)機(jī)座將整個(gè)定子安裝、固定在基礎(chǔ)上。機(jī)座內(nèi)部有冷卻風(fēng)道。汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)座一般采用鋼板焊接而成。對(duì)機(jī)座的要求，除了使安裝、運(yùn)輸方便外，還需要有足夠的強(qiáng)度和剛度。正常和故障時(shí)能承受可能發(fā)生的最大應(yīng)力，保證不產(chǎn)生不允許的變形。汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1/4/2023124（1）機(jī)座和端蓋汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)12/27/202229端蓋的作用:保護(hù)定子和轉(zhuǎn)子的端部，使電機(jī)內(nèi)形成一個(gè)與外界隔絕的風(fēng)路系統(tǒng)。一般用鋼板焊接結(jié)構(gòu)，也可采用灰鑄鐵或硅鋁合金鑄件，中等容量的電機(jī)端蓋也有采用玻璃鋼壓制的。有足夠的剛度。大型同步電機(jī)，由于端部漏磁通較大，所以固定端蓋的螺栓宜加以絕緣，以防止漏磁通引起的渦流流過(guò)螺栓而使其發(fā)熱。（1）機(jī)座和端蓋汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1/4/2023125端蓋的作用:保護(hù)定子和轉(zhuǎn)子的端部，使電機(jī)內(nèi)形成一個(gè)與外界隔絕汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)定子鐵心由0.35mm、0.5mm或其它厚度的電工鋼片疊成。各段疊片間有寬約10mm的通風(fēng)槽，以改善定子鐵心散熱。定子外徑較小時(shí)，采用圓形沖片，外徑大于1m時(shí)，采用扇形沖片，目的是減少漏磁，防止渦流引起過(guò)熱。定子鐵心兩端用非磁性材料壓板將其壓緊，將整個(gè)鐵心固定在定子機(jī)座上。沿定子鐵心內(nèi)圓表面的槽內(nèi)放置三相定子繞組。（2）定子鐵心1/4/2023126汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)定子鐵心由0.35mm、0.5mm或思考：定子鐵心為什么要用0.5mm的硅鋼片疊裝？

（2）定子鐵心1/4/2023127思考：定子鐵心為什么要用0.5mm的硅鋼片疊裝？（2）定子（3）定子繞組也稱電樞繞組，一般采用雙層三相對(duì)稱繞組。為便于繞組下線，定子槽采用矩形開(kāi)口槽，定子繞組放入槽中后，槽口用槽楔封住，槽楔常用絕緣材料(如玻璃布板)做成。汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1/4/2023128（3）定子繞組也稱電樞繞組，一般采用雙層三相對(duì)稱繞組。汽輪發(fā)汽輪發(fā)電機(jī)的電壓較高，要求定子繞組有足夠的絕緣強(qiáng)度，一般采用B級(jí)或F級(jí)絕緣。（3）定子繞組大型電機(jī)定子電流極大，繞組導(dǎo)線截面大。為減小導(dǎo)體集膚效應(yīng)帶來(lái)的附加損耗，定子繞組常由多股截面15平方毫米以下的扁銅線并繞而成，且沿槽長(zhǎng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膿Q位，使繞組的有效部分，有時(shí)甚至連同繞組的端接部分，成為編織形。汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1/4/2023129汽輪發(fā)電機(jī)的電壓較高，要求定子繞組有足夠的絕緣強(qiáng)度，一般采用定子繞組下線定子繞組端部

1/4/2023130定子繞組下線定子繞組端部12/27/202235定子繞組端部接頭1/4/2023131定子繞組端部接頭12/27/202236定子端部

1/4/2023132定子端部12/27/2022372．轉(zhuǎn)子汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子組成轉(zhuǎn)子鐵芯勵(lì)磁繞組阻尼繞組緊固件風(fēng)扇功能：傳遞原動(dòng)機(jī)供給的機(jī)械能、支撐旋轉(zhuǎn)的勵(lì)磁線圈、形成良好的磁通路徑和轉(zhuǎn)子散熱通道，因此對(duì)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、材料和加工工藝要求較高。1/4/20231332．轉(zhuǎn)子汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子組成功能：傳遞原動(dòng)機(jī)供給的機(jī)械能、轉(zhuǎn)子繞組的通風(fēng)口護(hù)環(huán)中心環(huán)風(fēng)扇汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子外形1/4/2023134轉(zhuǎn)子繞組的通風(fēng)口護(hù)環(huán)中發(fā)

電

機(jī)

轉(zhuǎn)

子1/4/2023135發(fā)

電

機(jī)

轉(zhuǎn)

子12/27/202240（1）轉(zhuǎn)子鐵心既有良好導(dǎo)磁性能，又有足夠機(jī)械強(qiáng)度和剛度，最關(guān)鍵部件之一。一般采用優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛制，鐵心上開(kāi)有兩組對(duì)稱的槽，槽與槽之間的部分稱為齒，有兩個(gè)齒特別寬稱為大齒，其余的叫小齒。小齒嵌放勵(lì)磁線圈，大齒形成磁極。大型電機(jī)為了加強(qiáng)轉(zhuǎn)子表面冷卻，大齒區(qū)也開(kāi)有一些較小的槽并不安放線圈，只作通風(fēng)用，這種槽稱為通風(fēng)槽。汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1/4/2023136（1）轉(zhuǎn)子鐵心汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)12/27/202241轉(zhuǎn)子鐵心

1/4/2023137轉(zhuǎn)子鐵心12/27/202242大型兩極汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，當(dāng)長(zhǎng)度與直徑的比值較大時(shí)，為了減小倍頻振動(dòng)的影響，常在大齒部分沿軸向每隔一定距離開(kāi)有徑向月牙槽，使大齒方向與小齒方向的剛度盡可能接近。有的電機(jī)在大齒開(kāi)有槽，內(nèi)裝阻尼繞組(dampingwindings)，阻尼繞組構(gòu)成自行短接的半鼠籠結(jié)構(gòu)，用來(lái)改善發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。（1）轉(zhuǎn)子鐵心汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1/4/2023138大型兩極汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，當(dāng)長(zhǎng)度與直徑的比值較大時(shí)，為了減小倍轉(zhuǎn)子鐵心結(jié)構(gòu)1/4/2023139轉(zhuǎn)子鐵心結(jié)構(gòu)12/27/202244（2）勵(lì)磁繞組汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)由矩形絕緣扁銅線繞成同心式線圈，兩線圈邊分別放在大齒兩側(cè)所開(kāi)的槽內(nèi)，所有線圈串聯(lián)。勵(lì)磁繞組構(gòu)成電機(jī)直流回路，通過(guò)電刷與外電路連接。各線圈匝間有絕緣，對(duì)地也有絕緣。1/4/2023140（2）勵(lì)磁繞組汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)由矩形絕緣扁銅線繞成同心式線圈，1/4/202314112/27/202246（3）護(hù)環(huán)和中心環(huán)汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的端部在高速旋轉(zhuǎn)中將承受巨大的離心力，并在通過(guò)勵(lì)磁電流時(shí)產(chǎn)生熱膨脹，造成徑向和軸向位移．護(hù)環(huán)用來(lái)套在轉(zhuǎn)子繞組瑞部外面，防止徑向位移，而中心環(huán)則用來(lái)阻止軸向位移。為了避免因護(hù)環(huán)偏心引起的振動(dòng)以及不對(duì)稱運(yùn)行或異步運(yùn)行時(shí)因轉(zhuǎn)子表面感應(yīng)電流引起配合面上的電灼傷，要求護(hù)環(huán)與轉(zhuǎn)子本體、護(hù)環(huán)與中心環(huán)之間有較緊密的配合。汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1/4/2023142（3）護(hù)環(huán)和中心環(huán)汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)12/27/202247轉(zhuǎn)子繞組的通風(fēng)口護(hù)環(huán)中心環(huán)風(fēng)扇汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子外形1/4/2023143轉(zhuǎn)子繞組的通風(fēng)口護(hù)環(huán)中轉(zhuǎn)子線圈裝配1/4/2023144轉(zhuǎn)子線圈裝配12/27/202249發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子裝配1/4/2023145發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子裝配12/27/202250汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)一種短路繞組，大型電機(jī)有。由放在槽楔下的銅條和轉(zhuǎn)子兩端銅環(huán)焊接成閉合回路。作用：在同步發(fā)電機(jī)短路或不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，利用其感應(yīng)電流來(lái)削弱負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用；發(fā)電機(jī)振蕩時(shí)起阻尼作用，使振蕩衰減。阻尼繞組1/4/2023146汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)一種短路繞組，大型電機(jī)有。阻尼繞組12/27/冷卻系統(tǒng)封閉，冷卻介質(zhì)循環(huán)使用。常用的冷卻介質(zhì)有空氣、氫氣和水。冷卻方式有：空氣冷卻；水-氫-氫，即定子繞組用水冷卻，轉(zhuǎn)子繞組采用氫內(nèi)冷，定子鐵心為氫冷；水-水-氫，即定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組用水冷卻，定子鐵心為氫冷。氫氣密度僅為空氣的1/4，導(dǎo)熱性比空氣好6倍，冷卻效果比空氣好。汽輪發(fā)電機(jī)的冷卻方式1/4/2023147冷卻系統(tǒng)封閉，冷卻介質(zhì)循環(huán)使用。汽輪發(fā)電機(jī)的冷卻方式12/25.其他部件滑環(huán)與電刷：將直流電引入到轉(zhuǎn)動(dòng)的勵(lì)磁繞組?；h(huán)或稱集電環(huán)，一般用耐磨的鍛鋼制成，表面進(jìn)行硬度處理，加工完的滑環(huán)表面要求光潔。汽輪發(fā)電機(jī)一般采用石墨或電化石墨電刷。雖然每種電刷以石墨粉作為主要原料，但是含量和工藝的不同，在導(dǎo)電率、比重、硬度、強(qiáng)度、伏安特性等方面有不同的性能。為使兩滑環(huán)磨損均勻，在運(yùn)行中要定期改變滑環(huán)的極性。汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1/4/20231485.其他部件汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)12/27/2022535.其他部件電刷放在刷盒內(nèi)，刷盒內(nèi)有彈簧給電刷一個(gè)均勻的壓力，以防止電刷正運(yùn)行時(shí)發(fā)生振動(dòng)，使其與滑環(huán)間保持有良好的滑動(dòng)接觸。風(fēng)扇：電機(jī)內(nèi)部通風(fēng)冷卻．一般裝在轉(zhuǎn)子兩瑞，當(dāng)發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，風(fēng)扇隨轉(zhuǎn)子而轉(zhuǎn)動(dòng)，使冷卻氣體流過(guò)線圈和鐵心，帶走熱量。汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1/4/20231495.其他部件汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)12/27/202254發(fā)電機(jī)總裝1/4/2023150發(fā)電機(jī)總裝12/27/202255凸極式同步發(fā)電機(jī)用途：多用于水輪發(fā)電機(jī)。一般水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度L和定子內(nèi)徑D之比為0.125-0.07。1/4/2023151凸極式同步發(fā)電機(jī)用途：多用于水輪發(fā)電機(jī)。一般水輪發(fā)水輪發(fā)電機(jī)(hydro-generator)的主要結(jié)構(gòu)型式有臥式、立式和燈泡貫流式。通常小容量水輪發(fā)電機(jī)多采用臥式結(jié)構(gòu)，中等容量水輪發(fā)電機(jī)采用立式或臥式結(jié)構(gòu)，而大容量水輪發(fā)電機(jī)則廣泛采用立式結(jié)構(gòu)。水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1/4/2023152水輪發(fā)電機(jī)(hydro-generator)的主要結(jié)構(gòu)型式有

（a）立式水輪發(fā)電機(jī)(b)臥式水輪發(fā)電機(jī)(c)燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)水輪發(fā)電機(jī)的三種結(jié)構(gòu)形式1/4/2023153（a）立式水輪發(fā)電機(jī)(b)臥式水輪發(fā)電機(jī)立式水輪發(fā)電機(jī)分為：懸吊式和傘式。發(fā)電機(jī)推力軸承位于轉(zhuǎn)子上部的統(tǒng)稱為懸吊式，位于轉(zhuǎn)子下部的統(tǒng)稱為傘式。水輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)型式對(duì)電站主廠房高度、起重機(jī)容量、機(jī)組本身技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、運(yùn)行穩(wěn)定性以及檢修等方面都有直接影響，必須立足全局，對(duì)各種因素加以綜合考慮后作出判斷。一般低速大容量水輪發(fā)電機(jī)采用傘式，因?yàn)閭闶綑C(jī)組總高度比懸吊式低，可降低電站主廠房高度和減輕機(jī)組重量。水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1/4/2023154立式水輪發(fā)電機(jī)分為：懸吊式和傘式。發(fā)電機(jī)推力軸承位于轉(zhuǎn)子上部傘式機(jī)組推力軸承直徑較大，軸承損耗比懸吊式大。懸吊式機(jī)組適用于中、高速機(jī)組，優(yōu)點(diǎn)是：機(jī)組徑向機(jī)械穩(wěn)定性較好、軸承損耗較小和維護(hù)檢修方便。水輪發(fā)電機(jī)起動(dòng)和投入并聯(lián)所需時(shí)間較短，運(yùn)行調(diào)度較靈活，電力系統(tǒng)中，除可用來(lái)?yè)?dān)負(fù)基本負(fù)載外，還常用作調(diào)峰或作調(diào)相運(yùn)行。一般采用空氣冷卻，容量相當(dāng)大的發(fā)電機(jī)才考慮采用水內(nèi)冷卻方式。水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1/4/2023155傘式機(jī)組推力軸承直徑較大，軸承損耗比懸吊式大。水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)子定子機(jī)架推力軸承1/4/2023156水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子12/27/202261

1.定子水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)

機(jī)座定子鐵心定子繞組1/4/20231571.定子水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)機(jī)座12/27/202262定子鐵心：扇形硅鋼片疊成。鐵心在疊裝過(guò)程中將每層扇形片間接縫錯(cuò)開(kāi)。厚度30~60mm留出一冷卻風(fēng)道。鐵心固定在機(jī)座內(nèi)圓支持筋上，機(jī)座外殼與鐵心外圓之間留有通風(fēng)道。鐵心內(nèi)圓均勻分布有槽，槽內(nèi)放置定子繞組。定子繞組：水輪發(fā)電機(jī)極數(shù)較多，每極每相槽數(shù)較小，為了改替電動(dòng)勢(shì)波形，廣泛采用分?jǐn)?shù)槽繞組。對(duì)于大容量的水輪發(fā)電機(jī)，為節(jié)省極間連接線．一般采用單匝波繞組，因此上、下層導(dǎo)線可用兩根線棒分別制造，嵌線后再連接起來(lái)。

1.定子水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1/4/2023158定子鐵心：扇形硅鋼片疊成。鐵心在疊裝過(guò)程中將每層扇形片間接縫水輪發(fā)電機(jī)定子分段鐵心1/4/2023159水輪發(fā)電機(jī)定子分段鐵心12/27/202264三峽電站發(fā)電機(jī)定子1/4/2023160三峽電站發(fā)電機(jī)定子12/27/2022652.轉(zhuǎn)子凸極式，直徑大，軸向長(zhǎng)度相對(duì)較短，整個(gè)轉(zhuǎn)子呈扁盤形。帶阻尼繞組的凸極同步機(jī)轉(zhuǎn)子

水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1/4/20231612.轉(zhuǎn)子帶阻尼繞組的凸極同步機(jī)轉(zhuǎn)子水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)12/271/4/202316212/27/202267三峽電站發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(1100t)

1/4/2023163三峽電站發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(1100t)

重792t、直徑為16.9m的1、2＃發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葛洲壩大江電廠主發(fā)電機(jī)1/4/2023164重792t、直徑為16.9m的1、2＃發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子葛洲壩2.轉(zhuǎn)子水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)軸勵(lì)磁線圈轉(zhuǎn)子支架磁軛磁極1/4/20231652.轉(zhuǎn)子水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)軸12/27/2022702.轉(zhuǎn)子水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)大中型采用空心，高強(qiáng)度鋼鍛造而成。轉(zhuǎn)軸1-1.5mm鋼板沖片疊成。磁極采用絕緣扁銅線繞制，套裝在極上。勵(lì)磁繞組1/4/20231662.轉(zhuǎn)子水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)大中型采用空心，高強(qiáng)度鋼鍛造而成。轉(zhuǎn)軸2.轉(zhuǎn)子水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)裝在極靴部位，減少并聯(lián)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子振蕩的振幅，中小容量電機(jī)磁極鐵心是整體的，一般無(wú)阻尼繞組。阻尼繞組磁軛是磁路的一部分，磁極固定在其圓柱表面，磁軛和轉(zhuǎn)子間用支架支撐。磁軛與支架1/4/20231672.轉(zhuǎn)子水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)裝在極靴部位，減少并聯(lián)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)2.轉(zhuǎn)子水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)導(dǎo)軸承：約束軸線位移和防止軸擺動(dòng)，承受徑向力。推力軸承：承受轉(zhuǎn)動(dòng)部分全部重量及軸向水推力，水輪機(jī)關(guān)鍵部件。軸承1/4/20231682.轉(zhuǎn)子水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)導(dǎo)軸承：約束軸線位移和防止軸擺動(dòng)，承受磁極與磁軛的連接凸極同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁極與轉(zhuǎn)子繞組水輪發(fā)電機(jī)也有滑環(huán)、電刷、風(fēng)扇以及相應(yīng)的冷卻裝置。1/4/2023169磁極與磁軛的連接第三節(jié)大型同步發(fā)電機(jī)的基本系統(tǒng)

一.同步發(fā)電機(jī)的絕緣與冷卻發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，由于繞組中的電流和磁路中交變的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生熱量使發(fā)電機(jī)發(fā)熱，溫度升高，隨著發(fā)電機(jī)單機(jī)容量的增加，溫升也越來(lái)越高。由于鐵心沖片的絕緣和線圈絕緣允許溫度的限制，因此發(fā)電機(jī)必須加以冷卻。1/4/2023170第三節(jié)大型同步發(fā)電機(jī)的基本系統(tǒng)一.同步發(fā)電機(jī)的絕緣與定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組絕緣（1）定子繞組絕緣匝間、層間、對(duì)地(槽絕緣)及連接線和引出線的絕緣。匝間絕緣：根據(jù)不同電壓等級(jí)，采用聚酯漆包雙玻璃絲包線或聚酰亞胺薄膜包雙玻璃絲包線。層間絕緣：用玻璃布板做成的層間墊條來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)地絕緣和連接線及引出線絕緣：采用環(huán)氧玻璃粉云母多膠帶。1．同步發(fā)電機(jī)的絕緣系統(tǒng)1/4/2023171定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組絕緣1．同步發(fā)電機(jī)的絕緣系統(tǒng)12/27/2（2）轉(zhuǎn)子繞組絕緣主要有匝間絕緣、對(duì)地絕緣和引出線絕緣。匝間絕緣：導(dǎo)線本身的雙玻璃絲包線或環(huán)氧玻璃坯布。對(duì)地絕緣：用環(huán)氧玻璃坯布和醇酸云母板構(gòu)成。引出線絕緣：常用黃玻璃漆布管。定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組絕緣1．同步發(fā)電機(jī)的絕緣系統(tǒng)1/4/2023172（2）轉(zhuǎn)子繞組絕緣定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組絕緣1．同步發(fā)電機(jī)的絕緣以B級(jí)絕緣為例：定子繞組溫升限度為80°C，電阻法測(cè)量。勵(lì)磁繞組溫升限度為80°C，電阻法測(cè)量。鐵心溫度限度為80°C，溫度計(jì)法測(cè)量。集電環(huán)溫升限度為80°C，溫度計(jì)法測(cè)量。2．同步發(fā)電機(jī)的溫升要求1/4/2023173以B級(jí)絕緣為例：2．同步發(fā)電機(jī)的溫升要求12/27/2022300MW水氫氫機(jī)組水系統(tǒng)定子繞組導(dǎo)線：空心和實(shí)心導(dǎo)線的組合形式。冷卻水進(jìn)入發(fā)電機(jī)勵(lì)端的匯水總管，經(jīng)定子繞組空心導(dǎo)線，冷卻定子繞組，然后，從汽端匯水總管流出，經(jīng)水箱、水泵、水冷器、過(guò)濾器重新回到發(fā)電機(jī)勵(lì)端的匯水總管。3.同步發(fā)電機(jī)的冷卻系統(tǒng)1/4/2023174300MW水氫氫機(jī)組水系統(tǒng)3.同步發(fā)電機(jī)的冷卻系統(tǒng)12/27冷卻水系統(tǒng)功能：保證向定子繞組不間斷供水，監(jiān)視水壓、流量和電導(dǎo)率等參數(shù)。系統(tǒng)還設(shè)有自動(dòng)水溫調(diào)節(jié)器，以調(diào)節(jié)定子冷卻水溫度，使之保持基本穩(wěn)定；設(shè)置了離子交換器，用以提高定子冷卻水的水質(zhì)。3.同步發(fā)電機(jī)的冷卻系統(tǒng)1/4/2023175冷卻水系統(tǒng)功能：保證向定子繞組不間斷供水，監(jiān)視水壓、流量和電300MW水氫氫機(jī)組氫系統(tǒng)發(fā)電機(jī)定子機(jī)座、端蓋、氫氣冷卻器、密封瓦及氫氣管路構(gòu)成全封閉氣密結(jié)構(gòu)。