1、水輪發(fā)電機(jī)水輪發(fā)電機(jī)n水輪水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 形式：形式：n 按布置方式的不同水輪按布置方式的不同水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)可分臥式和立式兩可分臥式和立式兩種。種。n按推力軸承位置的不同來(lái)分按推力軸承位置的不同來(lái)分,立式立式發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)又分為懸式和傘式又分為懸式和傘式兩種。兩種。n推力軸承位于裝置上方的推力軸承位于裝置上方的發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)稱為懸式稱為懸式發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)，它適用，它適用于轉(zhuǎn)速在于轉(zhuǎn)速在100r/min以上。其優(yōu)點(diǎn)是推力軸承耗損小，裝配方以上。其優(yōu)點(diǎn)是推力軸承耗損小，裝配方便，運(yùn)轉(zhuǎn)較穩(wěn)定；缺點(diǎn)是機(jī)組高度較大，消費(fèi)鋼材較多。便，運(yùn)轉(zhuǎn)較穩(wěn)定；缺點(diǎn)是機(jī)組高度較大，消費(fèi)鋼材較多。傘式發(fā)電機(jī)傘式發(fā)電

2、機(jī) 推力軸承位于轉(zhuǎn)子的下方的發(fā)電機(jī)稱為傘式發(fā)電機(jī)，無(wú)上導(dǎo)的稱為全傘式，有上導(dǎo)的稱為半傘式，它適用于轉(zhuǎn)速在150r/min以下。其優(yōu)點(diǎn)是機(jī)組高度低、可降低廠房高度、節(jié)省鋼材；缺點(diǎn)是推力軸承損耗大、安裝、檢修、維護(hù)都不方便。水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)(1)(1)立式水輪發(fā)電機(jī)立式水輪發(fā)電機(jī)(2)(2)臥式水輪發(fā)電機(jī)臥式水輪發(fā)電機(jī)水輪發(fā)電機(jī)一、水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)一、水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)n水輪發(fā)電機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子、機(jī)架、推力軸承、導(dǎo)水輪發(fā)電機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子、機(jī)架、推力軸承、導(dǎo)軸承、冷卻器、制動(dòng)器等組成。軸承、冷卻器、制動(dòng)器等組成。n發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)的定子由機(jī)座、鐵芯、線圈等部件組成的定子由機(jī)座、鐵芯、線圈等部件組成。

3、n機(jī)座是用來(lái)固定鐵芯的，對(duì)于懸式機(jī)座是用來(lái)固定鐵芯的，對(duì)于懸式發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)，機(jī)座，機(jī)座用來(lái)承受轉(zhuǎn)動(dòng)部分的全部重量；鐵芯是用來(lái)承受轉(zhuǎn)動(dòng)部分的全部重量；鐵芯是發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)磁磁路的一部分；線圈則形成路的一部分；線圈則形成發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)的電路。的電路。n（一）定子（一）定子n 1. 1.機(jī)座機(jī)座 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)的機(jī)座主要作用是：的機(jī)座主要作用是：1 1）作為定子鐵作為定子鐵芯疊片的支撐結(jié)構(gòu)芯疊片的支撐結(jié)構(gòu)；2 2）承受定子的扭矩承受定子的扭矩, ,并將其并將其傳至底腳；傳至底腳；3 3）構(gòu)成冷卻氣體的通道；構(gòu)成冷卻氣體的通道；4 4）構(gòu)成軸構(gòu)成軸承承, ,機(jī)架和冷卻器的支撐結(jié)構(gòu)；機(jī)架和冷卻器的支撐結(jié)構(gòu)；n

4、大型水輪大型水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)的定子機(jī)座直徑比較大，主要采的定子機(jī)座直徑比較大，主要采用立式結(jié)構(gòu)，大部分需要分瓣制造。用立式結(jié)構(gòu)，大部分需要分瓣制造。n2.定子鐵芯定子鐵芯 定子鐵芯是定子的主要磁路，同時(shí)也是定子繞定子鐵芯是定子的主要磁路，同時(shí)也是定子繞組的安裝和固定部件。定子鐵芯由扇形沖片、通組的安裝和固定部件。定子鐵芯由扇形沖片、通風(fēng)槽片、齒壓板、拉緊螺栓、托塊、定位筋等部風(fēng)槽片、齒壓板、拉緊螺栓、托塊、定位筋等部件組成件組成。在發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，鐵心受到機(jī)械力、熱。在發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，鐵心受到機(jī)械力、熱應(yīng)力及電磁力的綜合運(yùn)用。應(yīng)力及電磁力的綜合運(yùn)用。n3.定子繞組定子繞組 組成繞組的基本單元稱為元

5、件。一個(gè)元件由兩組成繞組的基本單元稱為元件。一個(gè)元件由兩條元件邊和端接線組成，條元件邊和端接線組成， 元件邊置于槽內(nèi)，能切元件邊置于槽內(nèi)，能切割主機(jī)磁場(chǎng)而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，亦稱有效邊。端接線割主機(jī)磁場(chǎng)而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，亦稱有效邊。端接線在鐵芯之外，不切割磁場(chǎng)，故不能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)在鐵芯之外，不切割磁場(chǎng)，故不能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，僅起連接線作用。勢(shì)，僅起連接線作用。定定子子典典型型結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)圖圖定子鐵心結(jié)構(gòu)圖定子鐵心結(jié)構(gòu)圖返回定子扇形片定子扇形片通風(fēng)槽片通風(fēng)槽片定子機(jī)座結(jié)構(gòu)圖定子機(jī)座結(jié)構(gòu)圖n水輪機(jī)的定子繞組一般均采用雙層繞組。水輪機(jī)的定子繞組一般均采用雙層繞組。 雙層繞組的每個(gè)槽內(nèi)有上，下兩個(gè)線圈邊。線圈的雙層繞

6、組的每個(gè)槽內(nèi)有上，下兩個(gè)線圈邊。線圈的一條邊放在某一槽的上層，另一條邊則放在相隔一個(gè)一條邊放在某一槽的上層，另一條邊則放在相隔一個(gè)線圈節(jié)距的下層，整個(gè)繞組的線圈數(shù)恰好等于槽數(shù)。線圈節(jié)距的下層，整個(gè)繞組的線圈數(shù)恰好等于槽數(shù)。 雙層繞組的主要優(yōu)點(diǎn)為雙層繞組的主要優(yōu)點(diǎn)為: 1）可以選擇最有利的節(jié)可以選擇最有利的節(jié)距。并同時(shí)采用分布繞組，來(lái)改善電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)的距。并同時(shí)采用分布繞組，來(lái)改善電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)的波形；波形；2）所有線圈具有同樣的尺寸，便于制造；所有線圈具有同樣的尺寸，便于制造； 3）端部形狀排列整齊，有利于散熱和增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度。端部形狀排列整齊，有利于散熱和增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度。分分疊繞組疊繞組和和波

7、繞組波繞組。n疊繞組疊繞組 ： 繞組嵌線時(shí)，相鄰的兩個(gè)串聯(lián)線圈中。后一繞組嵌線時(shí)，相鄰的兩個(gè)串聯(lián)線圈中。后一個(gè)線圈緊疊在前一個(gè)線圈上，這種繞組稱為疊繞組。個(gè)線圈緊疊在前一個(gè)線圈上，這種繞組稱為疊繞組。在繞組中，每一個(gè)極相組內(nèi)部的線圈是依次串聯(lián)的。在繞組中，每一個(gè)極相組內(nèi)部的線圈是依次串聯(lián)的。不同磁極下的各個(gè)極相組之間視具體的需要既可結(jié)成不同磁極下的各個(gè)極相組之間視具體的需要既可結(jié)成串聯(lián)，亦可結(jié)成并聯(lián)。串聯(lián)，亦可結(jié)成并聯(lián)。疊繞組疊繞組和和波繞組波繞組n波繞組波繞組: 對(duì)多級(jí)、支路導(dǎo)線截面較大的交流電對(duì)多級(jí)、支路導(dǎo)線截面較大的交流電機(jī)，為節(jié)約極間連線用銅，常常采用波繞組。水機(jī)，為節(jié)約極間連線用銅，

8、常常采用波繞組。水輪輪發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)的定子基本上都采用波繞組接線。的定子基本上都采用波繞組接線。 波繞組的特點(diǎn)是，兩個(gè)連接的單匝線圈成波波繞組的特點(diǎn)是，兩個(gè)連接的單匝線圈成波浪型前進(jìn)，和疊繞組相比較。兩者的相帶劃分和浪型前進(jìn)，和疊繞組相比較。兩者的相帶劃分和槽號(hào)分配完全相同，但是線圈之間的連接順序和槽號(hào)分配完全相同，但是線圈之間的連接順序和端布形狀不同。波繞組的連接規(guī)律是，把所有同端布形狀不同。波繞組的連接規(guī)律是，把所有同一極性下屬于同一相的線圈按波浪型依次串聯(lián)起一極性下屬于同一相的線圈按波浪型依次串聯(lián)起來(lái)，組成一組；再把所有另一級(jí)性下屬同一相的來(lái)，組成一組；再把所有另一級(jí)性下屬同一相的線圈按波

9、浪形狀依次串聯(lián)起來(lái)，組成另一組；最線圈按波浪形狀依次串聯(lián)起來(lái)，組成另一組；最后把這兩大組線圈根據(jù)需要結(jié)成串聯(lián)或并聯(lián)，以后把這兩大組線圈根據(jù)需要結(jié)成串聯(lián)或并聯(lián)，以構(gòu)成一相繞組。構(gòu)成一相繞組。（二）（二）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子n水輪水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)的磁極基本上是凸極式。磁極的磁極基本上是凸極式。磁極是產(chǎn)生磁場(chǎng)的主要部件，由磁極鐵芯、勵(lì)是產(chǎn)生磁場(chǎng)的主要部件，由磁極鐵芯、勵(lì)磁線圈和阻尼繞組三部分組成，并用磁線圈和阻尼繞組三部分組成，并用“T”形形結(jié)構(gòu)固定在磁軛上。結(jié)構(gòu)固定在磁軛上。n為防止水輪為防止水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)突然和電網(wǎng)解列突然和電網(wǎng)解列(即甩負(fù)即甩負(fù)荷荷)時(shí)機(jī)組的轉(zhuǎn)速升得過(guò)高，要求轉(zhuǎn)子具有時(shí)機(jī)組的轉(zhuǎn)速升得過(guò)高

10、，要求轉(zhuǎn)子具有足夠大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量通常用飛輪足夠大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量通常用飛輪力矩力矩。n轉(zhuǎn)子支架是安裝磁軛、磁極及主軸的中間轉(zhuǎn)子支架是安裝磁軛、磁極及主軸的中間部件。在運(yùn)行中要承受扭矩、重力、離心部件。在運(yùn)行中要承受扭矩、重力、離心力等的綜合作用。大型水輪力等的綜合作用。大型水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子支架有組合式（輻射型）和圓盤(pán)式兩種。支架有組合式（輻射型）和圓盤(pán)式兩種。n主軸是用來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩，并承受轉(zhuǎn)動(dòng)部分的軸向主軸是用來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩，并承受轉(zhuǎn)動(dòng)部分的軸向力，通常用高強(qiáng)度鋼整體鍛成，或由鑄造的法力，通常用高強(qiáng)度鋼整體鍛成，或由鑄造的法蘭與鍛造的軸筒拼焊而成；蘭與鍛造的軸筒拼焊而成；n輪

11、轂是主軸與輪臂之間的連接件；輪臂是用來(lái)輪轂是主軸與輪臂之間的連接件；輪臂是用來(lái)固定磁軛并傳遞扭矩的，大、中型機(jī)組的輪臂固定磁軛并傳遞扭矩的，大、中型機(jī)組的輪臂一般為焊接結(jié)構(gòu)；一般為焊接結(jié)構(gòu)；n磁軛的主要作用是產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和掛裝磁極，磁軛的主要作用是產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和掛裝磁極，同時(shí)也是磁路的一部分，直徑小于同時(shí)也是磁路的一部分，直徑小于4m的磁軛可的磁軛可用鑄鋼或整圓的厚用鑄鋼或整圓的厚鋼板鋼板組成，大于組成，大于4m時(shí)則由時(shí)則由35mm的的鋼板鋼板沖片疊成一整圓，用鍵固定在輪臂沖片疊成一整圓，用鍵固定在輪臂外端；外端；（二）轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)（二）轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)n發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子由主軸、輪轂、磁軛、端壓板、風(fēng)扇、

12、轉(zhuǎn)子由主軸、輪轂、磁軛、端壓板、風(fēng)扇、磁極、制動(dòng)閘板等組成，磁極、制動(dòng)閘板等組成，發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子10/2006 C.B.Zeng10/2006 C.B.ZengNSNS+凸極式主軸主軸轉(zhuǎn)子支架轉(zhuǎn)子支架轉(zhuǎn)子磁軛轉(zhuǎn)子磁軛磁極磁極集電環(huán)集電環(huán) （三）機(jī)架（三）機(jī)架n機(jī)架是立軸水輪發(fā)電機(jī)安裝推力軸承、導(dǎo)軸承、制動(dòng)器機(jī)架是立軸水輪發(fā)電機(jī)安裝推力軸承、導(dǎo)軸承、制動(dòng)器及水輪機(jī)受油器的支撐部件，機(jī)架由中心體和支臂組成及水輪機(jī)受油器的支撐部件，機(jī)架由中心體和支臂組成，中心體為圓盤(pán)形式，支臂大多為工字梁形式。，中心體為圓盤(pán)形式，支臂大多為工字梁形式。n機(jī)架按其所處位置分為上機(jī)架和下機(jī)架，

13、按承載性質(zhì)分機(jī)架按其所處位置分為上機(jī)架和下機(jī)架，按承載性質(zhì)分為負(fù)荷機(jī)架和非負(fù)荷機(jī)架。安置推力軸承的機(jī)架為負(fù)荷為負(fù)荷機(jī)架和非負(fù)荷機(jī)架。安置推力軸承的機(jī)架為負(fù)荷機(jī)架。機(jī)架。n（四）推力軸承（四）推力軸承n推力軸承是應(yīng)用液體潤(rùn)滑承載原理的機(jī)械結(jié)構(gòu)部件，主推力軸承是應(yīng)用液體潤(rùn)滑承載原理的機(jī)械結(jié)構(gòu)部件，主要由軸承座及支承、軸瓦、鏡板、推力頭、油槽及冷卻要由軸承座及支承、軸瓦、鏡板、推力頭、油槽及冷卻裝置等組成。其主要作用是承受立軸水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)裝置等組成。其主要作用是承受立軸水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分全部重量及水推力負(fù)荷，并將這些負(fù)荷傳給負(fù)荷機(jī)部分全部重量及水推力負(fù)荷，并將這些負(fù)荷傳給負(fù)荷機(jī)架。架。臥式機(jī)組

14、主要臥式機(jī)組主要承受承受正、反向水推力。正、反向水推力。 n 推力軸承按支推力軸承按支承承結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)方式方式分分:有有彈性彈性墊墊支承支承式式、剛性抗剛性抗重螺栓支承式、重螺栓支承式、彈性油箱支承彈性油箱支承式式、平衡平衡塊支承塊支承式式等結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)型式型式。中小型水輪發(fā)電機(jī)的推力軸承一般采用剛性抗重。中小型水輪發(fā)電機(jī)的推力軸承一般采用剛性抗重螺栓支承式推力軸承。螺栓支承式推力軸承。n按油循環(huán)冷卻方式分按油循環(huán)冷卻方式分:有有內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩種方式。內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩種方式。 按推力瓦瓦面材料分按推力瓦瓦面材料分:鎢金瓦和彈性金屬塑料瓦鎢金瓦和彈性金屬塑料瓦 兩種兩種。彈性金屬塑料瓦在油膜壓力下產(chǎn)

15、生一。彈性金屬塑料瓦在油膜壓力下產(chǎn)生一 定的彈性定的彈性壓壓縮縮變形而使其變形而使其均衡作用均衡作用，提高了推力軸承的運(yùn)行提高了推力軸承的運(yùn)行可可靠性靠性、靈活性和、靈活性和適應(yīng)性適應(yīng)性，同，同 時(shí)給安裝、維護(hù)、檢修時(shí)給安裝、維護(hù)、檢修帶來(lái)方便，目前已在大、中、小帶來(lái)方便，目前已在大、中、小 型水輪發(fā)電機(jī)推力型水輪發(fā)電機(jī)推力軸承上廣泛采用軸承上廣泛采用。n（五）導(dǎo)軸承（五）導(dǎo)軸承n導(dǎo)軸承是用來(lái)承受水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的徑向機(jī)導(dǎo)軸承是用來(lái)承受水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的徑向機(jī)械不平衡力和電磁不平衡力，并約束軸線徑向位移械不平衡力和電磁不平衡力，并約束軸線徑向位移和防止軸的擺動(dòng)。和防止軸的擺動(dòng)。推力軸承推力軸承上機(jī)