第十三章同步发电机的基本工作原理和结构.ppt

3.同步电机的分类 ①按运行方式和功转换方向：同步发电机 同步电动机 同步调相机 ②按结构分 旋转磁极式 旋转电枢式(小容量) ③按磁极的形状分： 隐极机 凸极机 ④按原动机的类别分：汽轮发电机 水轮发电机 柴油发电机 燃汽轮发电机 风力发电机 汽轮发电机——转速高、离心力大(p=1,p=2)——隐极式 水轮发电机——转速低、极数多——凸极式 思考题 为什么同步电机不能有任意的转速？ 如何从外形上区分汽轮发电机和水轮发电机？ 定子电枢绕组安排的基本要求——各相绕组感应电势对称。 (3)机座 机座是用来支撑和固定定子铁芯和端盖的，应有足够的强度和刚度，机座与定子铁芯之间需要留有适当的通风道，以利于电机的冷却，如图所示。 定位筋? 端盖? (1)立式水轮发电机 (2)卧式水轮发电机 三、凸极同步发电机的基本结构 凸极同步电机通常分立式和卧式结构两类，大中型容量的水轮发电机一般采用立式结构，如图所示。 由于水轮机的转速很低，为了得到额定频率，发电机的极数就需要相应的增加，发电机的转子直径则需加大。在容量一定的情况下，发电机的总长度便可缩短，故水轮发电机的转子长度L和定子内径D之比为的0.125-0.07，如图所示。 立式水轮发电机的结构又分为悬式和伞式两种，如图所示。 悬式 伞式 悬式的推力轴承是安装在转子的上部，整个转子悬吊在机架上，这种结构运行时稳定性较好，只适用于转速较高的发电机(150r/min以上)。伞式的推力轴承是安装转子下部，整个转子形同被撑开的雨伞，这种结构运行时稳定性较差，只适用于转速较低的发电机(125r/min以下)，如图所示。 推力轴承 1.定子 水轮发电机主要是由转子、定子和机架和推力轴承等部件组成。 由机座、定子铁芯和定子绕组等主要部件组成。 (1)机座 机座用来支撑定子铁芯、轴承和端盖等，并构成冷却风路。直径大于4m的机座可分成若干瓣，安装时再拼接成一体。 例:三峡左岸电站定子机座由定子铁芯支撑环、20个垂直的斜元件、垂直筋板以及机座外壁等组成。机座分6瓣，现场组装，如图所示。 (2)定子铁芯 定子铁芯的基本结构与汽轮机相同，大容量的水轮发电机定子铁芯由扇形硅钢片叠成，留有通风沟。沿铁芯内圆表面的槽内放置三相定子绕组，并用槽楔压紧。 例:三峡左岸电站定子铁芯由硅钢片、齿压板、压指、压紧螺栓等组成。硅钢片厚度为0.5mm，两面均涂有F级绝缘漆，叠成总高度为3130mm，共46段叠片堆，47个通风槽；铁芯拉紧螺栓位于铁芯叠片中部，用绝缘套管与铁 芯叠片绝缘，与传统的位于铁芯叠片尾部相比拉紧效果好，有利于防止叠片翘曲变形和运行过程中松动，如图所示。 (3)定子绕组 大中型水轮发电机的极数较多，定子绕组多采用双层波绕组，可节省极间接线，并多采用分数槽绕组以便改善电动势的波形。 例:三峡左岸电站定子绕组设计为三相双层波形绕组，每相5支路并联，共1080根罗贝尔线棒组成。绕组轮换数为1—8—14，每极每相槽数为9/4，节距为13 ，如图所示。 由中心导体、水冷部件、主绝缘、电晕保护层等组成 罗贝尔线棒 两种发电机采用的是罗贝尔360度换位线棒，线棒由中心导体、水冷部件、主绝缘、电晕保护层等组成。 线棒结构简介 (1)ALSTOM发电机线棒中心导体部分由42根铜股线，单根铜股线表面喷有绝缘漆，层与层之间有一预浸渍环氧漆的垫条作为一层额外绝缘，以防层间短路。铜股线换位后留下的空隙用环氧云母胶填充，外面再加一层内部半导体防电晕保护层； VGS发电机线棒中心导体部分由24根铜股线，线棒的股间绝缘采用玻璃纤维和优质云母材料。 (2)ALSTOM发电机水冷部件由6根不锈钢空心导管和2个水箱组成 ；VGS发电机水冷部件由6根铜空心导管，作为中心导体的一部分。 (3)ALSTOM发电机线棒的主绝缘采用的是MICADUR F级绝缘系统，它是由真空浸渍的合成树脂绝缘带和在无溶剂环氧树脂中浸渍的高品质云母玻璃纤维带组成。整根线棒由19层此绝缘带连续半叠绕构成，形成后的线棒直线段主绝缘厚度为4.6mm ，斜线段主绝缘厚度为3.7mm。VGS发电机线棒的主绝缘也采用的是MICADUR F级绝缘系统，由优质云母和混合环氧树脂组成主绝缘厚度为4.6mm。 (4)ALSTOM发电机防电晕保护层