青能公司汽輪發(fā)電機(jī)介紹（培訓(xùn)用）

昆明石林同步電機(jī)原理簡介概述同步電機(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，太陽能發(fā)電等，但電力系統(tǒng)中仍是同步發(fā)電機(jī)占絕對優(yōu)勢。

同步電機(jī)指電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n與旋轉(zhuǎn)磁場轉(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)。SNnIf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。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。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，是切割磁場的導(dǎo)體。氣隙：定轉(zhuǎn)子之間有氣隙。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，它們在空間上互差120°電角度對稱分布放置在定子鐵心槽內(nèi)。轉(zhuǎn)子：有p對磁極，磁極上有直流勵(lì)磁繞組，當(dāng)直流電流通過電刷和滑環(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。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)電勢三相同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理

交流電勢頻率f的確定當(dāng)轉(zhuǎn)子為1對磁極時(shí)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，定子繞組中感應(yīng)電勢變化一個(gè)周期；當(dāng)同步發(fā)電機(jī)有p對極時(shí)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，感應(yīng)電勢交變p個(gè)周期。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為每分n轉(zhuǎn)時(shí)，交變電勢頻率為：三相同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理

交流電勢頻率f的確定結(jié)論：同步發(fā)電機(jī)定子繞組感應(yīng)電勢的頻率取決于它的極對數(shù)p和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n。同步發(fā)電機(jī)極對數(shù)一定時(shí)，轉(zhuǎn)速與電樞電勢的頻率有嚴(yán)格對應(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

結(jié)論：我國標(biāo)準(zhǔn)工頻為50Hz，所以同步發(fā)電機(jī)的極對數(shù)和轉(zhuǎn)速成反比。汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較高，極對數(shù)較少，如轉(zhuǎn)速n=3000r/min，則極對數(shù)p=1。水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較低，極對數(shù)較多，如轉(zhuǎn)速n=125r/min，則極對數(shù)p=24。三相同步發(fā)電機(jī)的基本工作原理

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（簡稱轉(zhuǎn)樞式）和磁極旋轉(zhuǎn)式（簡稱轉(zhuǎn)場式）。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。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—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)轉(zhuǎn)子上沒有凸出的磁極，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)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)用場合同步電機(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)青能汽輪發(fā)電機(jī)介紹產(chǎn)品定位型號說明絕緣等級發(fā)電機(jī)分類汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)交流無刷勵(lì)磁機(jī)結(jié)構(gòu)簡介電機(jī)工藝一、產(chǎn)品定位青能公司根據(jù)自身生產(chǎn)與營銷能力，現(xiàn)階段主要生產(chǎn)的汽輪發(fā)電機(jī)規(guī)格型號如下：另外，青能公司為適應(yīng)高速汽輪機(jī)發(fā)展的需要，同時(shí)在進(jìn)行高速汽輪發(fā)電機(jī)的研發(fā)。制造技術(shù)青能公司采用先進(jìn)的生產(chǎn)與檢驗(yàn)設(shè)備，從而保證汽輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到一等品以上的質(zhì)量要求，關(guān)鍵零部件產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到優(yōu)等品質(zhì)量要求。主要制造技術(shù)包括：定子鐵芯沖片全自動(dòng)沖片；定子線棒全自動(dòng)包帶；轉(zhuǎn)子繞組全自動(dòng)扁繞；轉(zhuǎn)子采用高速動(dòng)平衡機(jī)超速，全程測量交流阻抗與振動(dòng)。

二、型號說明：汽輪發(fā)電機(jī)型號一般為：QF

×

×

×

－×

－2

×①②③④⑤⑥⑦①：QF汽輪發(fā)電機(jī)②：類型：“B”為雙支撐結(jié)構(gòu)，無“B”為單支撐結(jié)構(gòu)，“T”為TRT機(jī)組發(fā)電機(jī)

③電壓等級：

“1”或“2”分別代表額定電壓為6.3kV、10.5kV④勵(lì)磁方式：“W”為無刷勵(lì)磁，無“W”為靜止可控硅勵(lì)磁勵(lì)磁⑤額定功率：MW⑥發(fā)電機(jī)極數(shù),2為二極⑦設(shè)計(jì)序號

三、發(fā)電機(jī)的絕緣等級發(fā)電機(jī)的絕緣等級主要有A、E、B、F、H、C等，目前公司常用的發(fā)電機(jī)等級為B或F級。F級耐熱等級為定子150℃，轉(zhuǎn)子為140℃B級耐熱等級為定子130℃，轉(zhuǎn)子為120℃。

四、發(fā)電機(jī)分類汽輪發(fā)電機(jī)如果從支撐結(jié)構(gòu)來分可分為兩種：一種是單支撐結(jié)構(gòu)，另一種為雙支撐結(jié)構(gòu)。安裝方式有單層布置和雙層布置之分。如果從勵(lì)磁方式來分：汽輪發(fā)電機(jī)又可以分為無刷勵(lì)磁、靜止可控硅勵(lì)磁、直流同軸勵(lì)磁方式三種。從我公司的生產(chǎn)情況來看，目前大部分機(jī)組為單支撐、雙層布置的靜止可控硅發(fā)電機(jī)。五、汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

汽輪發(fā)電機(jī)基本使用條件是：安裝地點(diǎn)在海拔1000m及以下的一般室內(nèi)場所，室內(nèi)溫度為5℃～40℃，并具備一般的防蝕、防爆、防震動(dòng)及沖擊、防機(jī)械損傷等條件，但必須有嚴(yán)格的防導(dǎo)電灰塵措施，保證發(fā)電機(jī)冷卻介質(zhì)的清潔，嚴(yán)防未經(jīng)凈化的空氣進(jìn)入發(fā)電機(jī)內(nèi)，造成空冷發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子絕緣故障。汽輪發(fā)電機(jī)為三相二極同步發(fā)電機(jī)，由汽輪機(jī)直接拖動(dòng)，從汽端看為順時(shí)針方向。汽輪發(fā)電機(jī)采用密閉式空氣循環(huán)冷卻系統(tǒng)。本型發(fā)電機(jī)技術(shù)性能滿足以下標(biāo)準(zhǔn):GB/T7064透平型同步電機(jī)技術(shù)要求

IEC34-3透平型同步電機(jī)技術(shù)要求

IEEEStd.115同步電機(jī)試驗(yàn)條例汽輪發(fā)電機(jī)由靜止和旋轉(zhuǎn)兩大部件構(gòu)成。其中靜止部分包括定子、端蓋、軸承、刷架、冷卻器、底板及測溫系統(tǒng)等。轉(zhuǎn)動(dòng)部分有轉(zhuǎn)子、勵(lì)磁機(jī)電樞、旋轉(zhuǎn)整流盤等。1、總體結(jié)構(gòu)普通式發(fā)電機(jī)的主要采用整式體機(jī)座、座式軸承、密閉循環(huán)空氣冷卻系統(tǒng)；空氣冷卻器布置在機(jī)座下方的機(jī)坑里。附圖1

可控硅勵(lì)磁機(jī)組通風(fēng)系統(tǒng)2、定子發(fā)電機(jī)定子由機(jī)座、鐵心及繞組等組成

2.1機(jī)座定子機(jī)座采用優(yōu)質(zhì)鋼板焊接而成的殼體結(jié)構(gòu)，具有足夠的強(qiáng)度和剛度支撐定子鐵心、定子線圈以及承受電機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的電磁力。機(jī)座內(nèi)部由環(huán)板和風(fēng)管隔成多個(gè)冷熱風(fēng)區(qū)，并組成冷卻氣體風(fēng)道。機(jī)座兩側(cè)有與基礎(chǔ)把合的底腳，兩側(cè)有吊攀可用于制造廠及電廠起吊。2.2定子鐵心定子扇形沖片是用具有低損耗和優(yōu)良導(dǎo)磁性能的冷軋硅鋼片沖制而成，表面涂刷F級熱固性絕緣漆。定子鐵心由扇形沖片迭壓而成，依靠定位筋固定到定子機(jī)座上。鐵心沿軸向由通風(fēng)槽鋼分隔成若干段，段與段之間形成徑向風(fēng)道。為了降低鐵心的附加損耗，邊段鐵心齒部設(shè)計(jì)成階梯形，并在齒中間開有窄槽。2.3定子繞組定子繞組為單匝線圈組成的雙層藍(lán)式結(jié)構(gòu)，三相、短距、迭繞組，由上、下層線棒和端部引線組成。采用連續(xù)式環(huán)氧粉云母絕緣，表面進(jìn)行防暈處理，具有優(yōu)良的絕緣性能和機(jī)械性能。定子線棒由多股實(shí)心線分兩排排列而成，并在槽部進(jìn)行Robel換位，以減小股線間的環(huán)流損耗。定子線棒在槽內(nèi)由槽楔和楔下固定(見附圖3)。附圖3定子繞組在端部采用支架和綁環(huán)固定方式，通過滌波繩將綁扎熱烘固化成一個(gè)整體。定子繞組端部固有頻率遠(yuǎn)離100Hz，從而避免運(yùn)行時(shí)發(fā)生共振。定子端部出廠前，定子繞組將進(jìn)行直流泄漏試驗(yàn)和耐電壓試驗(yàn)。

6個(gè)出線頭從勵(lì)端機(jī)座下方引出。3轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子為兩極，隱極式結(jié)構(gòu)，由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子繞組、護(hù)環(huán)、風(fēng)扇和引出線等部件組成。3.1轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸由高強(qiáng)度，高磁導(dǎo)率合金鋼整鍛而成。轉(zhuǎn)軸兩端分別加工有軸頸作為軸承的支撐部分。轉(zhuǎn)子本體上加工有軸向槽用于放置勵(lì)磁繞組。3.2轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組由具有良好的導(dǎo)電性能、機(jī)械性能和抗蠕變性能3。其槽3部分有向通風(fēng)孔，端部銑有軸向風(fēng)道，以形成繞組的冷卻風(fēng)道。轉(zhuǎn)子槽襯是含云母，玻璃纖維等材料的復(fù)合絕緣，具有良好的絕緣性能和機(jī)械性能。3.3護(hù)環(huán)護(hù)環(huán)由高強(qiáng)度非磁性的合金鋼鍛件制成，其作用是保護(hù)轉(zhuǎn)子端部繞組不致因離心力而飛逸。護(hù)環(huán)為懸掛式結(jié)構(gòu)，一端熱套在轉(zhuǎn)子本體端部并用環(huán)鍵固定。這種結(jié)構(gòu)可減少由于轉(zhuǎn)軸撓度產(chǎn)生的護(hù)環(huán)附加應(yīng)力。

3.4風(fēng)扇風(fēng)扇30MW及以下為離心式風(fēng)扇，50（60）MW為螺旋槳式風(fēng)扇，裝在轉(zhuǎn)子兩端。4、軸承發(fā)電機(jī)采用套筒軸瓦，軸瓦外表面與軸承座內(nèi)表面采用球面配合，使轉(zhuǎn)子在運(yùn)行時(shí)能自動(dòng)調(diào)整中心。勵(lì)端軸承座設(shè)有雙層對地絕緣，以防軸電流燒傷軸頸和軸承合金，其絕緣電阻可在機(jī)組運(yùn)行時(shí)方便地測量。軸承潤滑油由汽輪機(jī)油系統(tǒng)提供。5、集電環(huán)、碳刷集電環(huán)用耐磨合金鋼制成，布置在發(fā)電機(jī)勵(lì)端。碳刷為石墨制品，具有較低的磨擦系數(shù)，由安裝在刷握上的恒壓彈簧保持與集電環(huán)的良好接觸。

50MW及以上集電環(huán)用空氣自鼓風(fēng)冷卻。6、滅火水管定子兩端裝有滅火水管，進(jìn)口法蘭在機(jī)座側(cè)面，以備事故滅火時(shí)用。7、電加熱器（根據(jù)用戶要求提供）機(jī)坑內(nèi)安裝有電加熱器。停機(jī)時(shí)（當(dāng)濕度≥50％）開啟電加熱器，使機(jī)內(nèi)溫度高于環(huán)境溫度，但不超過65°），防止發(fā)電機(jī)受潮。8、視察窗機(jī)座兩端設(shè)有視察窗，用于觀察端部線圈的運(yùn)行狀況。9、接地電刷在轉(zhuǎn)子汽端裝有接地電刷，以避免運(yùn)行時(shí)軸電壓的影響。10、測溫裝置發(fā)電機(jī)在以下部位裝設(shè)電阻檢溫計(jì)(RTD)和溫度計(jì)：a)定子槽內(nèi)上層和下層線圈之間b)定子鐵心c)機(jī)座內(nèi)進(jìn)出風(fēng)區(qū)：冷卻器出風(fēng)：d)軸承軸瓦e)軸承出油管f)空氣冷卻器進(jìn)出水管：g）進(jìn)出風(fēng)道所有測溫元件均為Pt100鉑熱電阻.測溫元件在機(jī)座內(nèi)的引線均為屏蔽線。

六、交流無刷勵(lì)磁機(jī)結(jié)構(gòu)簡介

交流勵(lì)磁機(jī)是用于無刷勵(lì)磁機(jī)組中，交流無刷勵(lì)磁機(jī)主要由定子、電樞、旋轉(zhuǎn)整流裝置、端蓋、風(fēng)扇、測量滑環(huán)及舉刷裝置等部件組成。1、定子勵(lì)磁機(jī)定子主要由機(jī)座、定子線圈、定子鐵芯等部件組成。

1.1定子機(jī)座由鋼板及鑄鋼機(jī)殼焊接而成。為了便于吊裝，定子機(jī)座設(shè)有吊攀。1.2定子磁極鐵芯由1mm鋼板疊壓而成,并用磁極鉚釘軸向鎖緊為一整體,徑向用螺栓均分固定在機(jī)殼上。1.3線圈由聚酯漆包圓銅線繞制并經(jīng)匝間絕緣處理后固化為牢固的整體。2、電樞

2.1電樞鐵芯是由沖制的高導(dǎo)磁低損耗冷軋硅鋼片迭壓而成，沖片兩面涂有絕緣漆。2.2電樞線圈采用波繞組半線圈。線圈由玻璃絲包扁銅線疊成。線圈絕緣是用粉云母帶連續(xù)包扎模壓成型的結(jié)構(gòu)。2.3為了加強(qiáng)電機(jī)冷卻,電樞右端套有旋漿式風(fēng)扇。3、旋轉(zhuǎn)整流器

旋轉(zhuǎn)整流器主要由旋轉(zhuǎn)二極管、電阻、電容、散熱器、絕緣板及安裝環(huán)等組成。這些元器件均布置在旋轉(zhuǎn)整流盤上，組成整流電路。3.1每橋臂由電阻、電容組成阻容保護(hù)電路，以防止汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子失步（或定子機(jī)端短路）在轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組內(nèi)產(chǎn)生過電壓。3.2為了防止旋轉(zhuǎn)時(shí)由于離心力作用引起的破壞，二極管

選用旋轉(zhuǎn)型二極管并且徑向安裝在整流盤座上。七、電機(jī)工藝

1、絕緣材料概述絕緣材料又稱電介質(zhì)，它的電阻率高，導(dǎo)電性能差，通過的電流幾乎為零，凡是電阻率大于109Ω.cm物質(zhì)都稱為絕緣材料。絕緣材料的主要作用是隔離帶電導(dǎo)體或不同點(diǎn)位導(dǎo)體的作用，在使用過程中，絕緣材料還起著機(jī)械

支撐、保護(hù)導(dǎo)體及防暈滅弧作用。2、絕緣材料分類1）云母及云母制品2）纖維及玻璃纖維制品3）薄膜與復(fù)合薄膜制品4）絕緣漆5）層壓和卷制品6）膠粘漆、環(huán)氧樹脂

絕緣結(jié)構(gòu)

繞組形式名稱材料圈式股線絕緣玻璃絲匝間絕緣薄膜三合帶（桐馬帶）對地絕緣B、F級環(huán)氧粉云母帶防暈層半導(dǎo)體漆或帶條式股間絕緣雙玻璃絲/滌綸玻璃絲排間絕緣環(huán)氧浸漬玻璃坯布（多膠云母板）對地絕緣B、F級環(huán)氧粉云母帶防暈層半導(dǎo)體漆或帶換位絕緣環(huán)氧桐馬柔軟云母板（DMD復(fù)合紙）換位凹坑填充粉云母換位填充板（填充膩?zhàn)樱?/p>

3、鐵芯裝配的技術(shù)要求及工藝條件選擇鐵芯裝配的技術(shù)要求鐵芯轉(zhuǎn)配的任務(wù)就是將一定數(shù)量的沖片理齊、壓緊、固定成一個(gè)尺寸準(zhǔn)確、外形整齊、緊密度適宜的整體。3.1壓力均勻和緊密度適宜鐵芯扇張現(xiàn)象對鐵芯有嚴(yán)重的影響，為了改善疊壓質(zhì)量，較長的鐵芯需要采用多次加壓的方法來加強(qiáng)鐵芯的緊密度

發(fā)電機(jī)定子鐵芯的壓裝質(zhì)量是電機(jī)制造質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，針對較長的定子鐵芯，要保證其壓裝質(zhì)量，預(yù)壓是不可缺少的過程。預(yù)壓過程實(shí)施的好壞對最后定