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1 發(fā)電機(jī)基本構(gòu)成

汽輪發(fā)電機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋和軸承等部件組成，具體的發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)見下圖。

2 發(fā)電機(jī)冷卻方式

發(fā)電機(jī)的發(fā)熱部件，主要是定子繞組、定子鐵芯(磁滯與渦流損耗)和轉(zhuǎn)子繞組。必須采用高效的冷卻措施，使這些部件所發(fā)出的熱量散發(fā)除去，以使發(fā)電機(jī)各部分溫度不超過允許值。

發(fā)電機(jī)采用水-氫-氫冷卻方式，即發(fā)電機(jī)定子繞組及引線是水內(nèi)冷，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組是氫內(nèi)冷，轉(zhuǎn)子本體及定子鐵芯是氫冷。為此，發(fā)電機(jī)還設(shè)有定子水冷系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)氫冷系統(tǒng)和為防止氫氣從軸封漏出的密封油系統(tǒng)。

3 發(fā)電機(jī)定子

發(fā)電機(jī)定子主要由機(jī)座、定子鐵芯、定子繞組、端蓋等部分組成。

1) 機(jī)座與端蓋

機(jī)座是用鋼板焊成的殼體結(jié)構(gòu)，它的作用主要是支持和固定定子鐵芯和定子繞組。此外，機(jī)座可以防止氫氣泄漏和承受住氫氣的爆炸力。

在機(jī)殼和定子鐵芯之間的空間是發(fā)電機(jī)通風(fēng)(氫氣)系統(tǒng)的一部分。由于發(fā)電機(jī)定子采用徑向通風(fēng)，將機(jī)殼和鐵芯背部之間的空間沿軸向分隔成若干段，每段形成一個(gè)環(huán)形小風(fēng)室，各小風(fēng)室相互交替分為進(jìn)風(fēng)區(qū)和出風(fēng)區(qū)。這些小室用管子相互連通，并能交替進(jìn)行通風(fēng)。氫氣交替地通過鐵芯的外側(cè)和內(nèi)側(cè)，再集中起來通過冷卻器，從而有效地防止熱應(yīng)力和局部過熱。

端蓋是發(fā)電機(jī)密封的一個(gè)組成部分，結(jié)構(gòu)如圖所示。為了安裝、檢修、拆裝方便，端蓋由水平分開的上下兩半構(gòu)成，并設(shè)有端蓋軸承。在端蓋的合縫面上還設(shè)有密封溝，溝內(nèi)充以密封膠以保證良好的氣密。

2) 定子鐵芯

定子鐵芯是構(gòu)成發(fā)電機(jī)磁路和固定定子繞組的重要部件。為了減少鐵芯的磁滯和渦流損耗，定子鐵芯采用導(dǎo)磁率高、損耗小、厚度為0.5mm的 冷軋硅鋼片沖制而成。每層硅鋼片由數(shù)張扇形片組成一個(gè)圓形，每張扇形片都涂了耐高溫的無機(jī)絕緣漆。沖片上沖有嵌放線圈的下線槽及放置槽楔用的鴿尾槽。扇形沖片利用定子定位筋定位，通過球墨鑄鐵壓圈施壓，夾緊成一個(gè)剛性圓柱形鐵芯，用定位筋固定在內(nèi)機(jī)座上。齒部是通過壓圈內(nèi)側(cè)的非磁性壓指來壓緊。邊段鐵芯涂有粘接漆，在鐵芯裝壓后加熱，使其粘接成一個(gè)牢固的整體，進(jìn)一步提高鐵芯的剛度。

為了減少端部漏磁通在壓圈和邊段鐵芯中引起的發(fā)熱，和在端部鐵芯中的附加電氣損耗，在壓圈上裝有全銅屏蔽;邊端鐵芯為階梯狀以增加鐵芯內(nèi)園與轉(zhuǎn)子之間的氣隙;并在齒上沖有小槽。

轉(zhuǎn)子繞組端部存在大量的漏磁通,另外,發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)定子繞組在鐵芯端部也產(chǎn)生大量的漏磁通,這些漏磁通主要是垂直進(jìn)入端部定子鐵芯,從而感應(yīng)出垂直于軸向的渦流,引起鐵芯端部過熱.發(fā)電機(jī)在欠勵(lì)條件下運(yùn)行時(shí),定子繞組會(huì)產(chǎn)生更多的漏磁通, 使鐵芯端部過熱更為嚴(yán)重。為了減少端部漏磁通在壓圈和邊段鐵芯中引起的發(fā)熱和在端部鐵芯中的附加電氣損耗,上海電機(jī)經(jīng)營部采取了以下措施:

a) 鐵芯端部設(shè)計(jì)成階梯狀

鐵芯孔兩端逐漸放大,這可以防止轉(zhuǎn)子漏磁通量過多聚集在定子鐵芯端部,而且可以使部分漏磁通轉(zhuǎn)變成垂直于定子軸線的徑向磁通,從而減少損耗降低端部過熱。

b) 在轉(zhuǎn)子線圈端部采用非磁性護(hù)環(huán)。

通過勵(lì)磁繞組護(hù)環(huán)的去磁作用,增加了漏磁通的磁阻,從而減少了轉(zhuǎn)子端部漏磁通對(duì)定子鐵芯的影響。

c) 在鐵芯端部表面,采用一塊銅防護(hù)板,既所謂的電屏蔽環(huán)

采用電屏蔽的目的是防止端部大部分軸向漏磁通穿過鐵芯。因?yàn)殍F芯端部采用階梯形后，壓圈處的漏磁會(huì)有所增加,利用漏磁通能在銅防護(hù)板內(nèi)產(chǎn)生的大量渦流,此渦流的方向?qū)⒆柚孤┐磐ù┻^。而銅與用作鐵芯端片的石墨鑄鐵相比,電阻率只有約1/5,根據(jù)磁穿透深度定律,損耗降到大約1/2,而且銅的導(dǎo)熱系數(shù)是石墨鑄鐵的5倍,因而,銅防護(hù)板不會(huì)出現(xiàn)過熱。

d) 鐵芯端部壓圈和鐵芯端板(壓指)采用高電阻率、低導(dǎo)磁率材料

這種材料增大了銅防護(hù)板和鐵芯間的磁阻，使漏磁通不易穿過鐵芯，高電阻率又使該部位渦流減小，故此部件也不會(huì)過熱。

e) 在鐵芯端部扇形體上開槽

由于在鐵芯端部扇形齒部開槽隙，使得渦流流動(dòng)面積減少了約1/2，于是渦流損耗減小了約3/4。

f)冷卻風(fēng)系統(tǒng)中，加強(qiáng)對(duì)端部的冷卻。