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汽轮发电机
汽轮发电机是同步发电机的一种,它是由汽轮机作原动机拖动转子旋转,利
用电磁感应原理把机械能转换成电能的设备。
汽轮发电机包括发电机本体、励磁系统及其冷却系统等。
一、汽轮发电机的工作原理
按照电磁感应定律,导线切割磁力线感应出电动势,这是发电机的基本工作
原理.汽轮发电机转子与汽轮机转子高速旋转时,发电机转子随着转动.发电机转
子绕组内通入直流电流后,便建立一个磁场,这个磁场称主磁极,它随着汽轮发电
机转子旋转。其磁通自转子的一个极出来,经过空气隙、定子铁芯、空气隙、进
入转子另一个极构成回路。
根据电磁感应定律,发电机磁极旋转一周,主磁极的磁力线北装在定子铁芯内
的U、V、W三相绕组(导线)依次切割,在定子绕组内感应的电动势正好变化
一次,亦即感应电动势每秒钟变化的次数,恰好等于磁极每秒钟的旋转次数。
汽轮发电机转子具有一对磁极(即1个N极、一个S极),转子旋转一周,
定子绕组中的感应电动势正好交变一次(假如发电机转子为P对磁极时,转子旋
转一周,定子绕组中感应电动势交变P次)。当汽轮机以每分钟3000转旋转时,
发电机转子每秒钟要旋转50周,磁极也要变化50次,那么在发电机定子绕组内
感应电动势也变化50次,这样发电机转子以每秒钟50周的恒速旋转,在定子三
相绕组内感应出相位不同的三相交变电动势,即频率为50Hz的三相交变电动势.
这时若将发电机定子三相绕组引出线的末端(即中性点)连在一起。绕组的首端
引出线与用电设备连接,就会有电流流过,这个过程即为汽轮机转子输入的机械
能转换为电能的过程.
二、汽轮发电机的结构
火力发电厂的汽轮机发电机皆采用二极、转速为3000r/min的卧式结构。发
电机与汽轮机、励磁机等配套组成同轴运转的汽轮发电机组.
发电机最基本的组成部件是定子和转子。
为监视发电机定子绕组、铁芯、轴承及冷却器等各重要部位的运行温度,在
这些部位埋置了多只测温元件,通过导线连接到温度巡检装置,在运行中进行监
控,并通过微机进行显示和打印。
1
,标出发电机的主要技术参数,作为发
电机运行的技术指标。
(一)定子
发电机的定子由定子铁芯、定子绕组、机座、端盖及轴承等部件组成。
1。定子铁芯
定子铁芯是构成磁路并固定定子绕组的重要部件,通常由0.5mm或0。35mm
厚,导磁性能良好的冷轧硅钢片叠装而成.大型汽轮发电机的定子铁芯尺寸很大,
硅钢片冲成扇形,再用多片拼装成圆形.
2.定子绕组
定子绕组嵌放在定子铁芯内圆的定子槽中,分三相布置,互成120°电角度,
以保证转子旋转时在三相定子绕组中产生互成120°相位差的电动势。每个槽内
放有上下两组绝缘导体(亦称线棒),每个线棒分为直线部分(置于铁芯槽内)
和两个端接部分。直线部分是切割磁力线并产生感应电动势的有效边,端接部分
起连接作用,把各线棒按一定的规律连接起来,构成发电机的定子绕组。中、小
型发电机的定子线棒均为实心线棒。大型发电机由于散热的需要,采用内部冷却
的线棒,即由若干实心线棒和可通水的空心线棒并联组成。
3.机座及端盖
机座的作用是支撑和固定发电机定子。机座一般用钢板焊接而成,应有足够
的强度和刚度,并能满足通风散热的要求。
端盖的作用是将发电机本体的两端封盖起来,并与机座、定子铁芯和转子一
起构成电机内部完整的通风系统。
(二)转子
发电机的转子主要由转子铁芯、励磁绕组(转子线圈)、护环和风扇等组成,
是汽轮发电机最重要的部件之一.由于汽轮发电机转速高,转子受到离心力很大,
所以转子都呈细长形,且制成隐极式的,以便更好地固定励磁机组。
1.转子铁芯
发电机转子采用高强度、导磁性能良好的合金钢加工而成。沿转子铁芯表面
铣有用于放置励磁绕组的凹槽。槽的排列方式一般为辐射式,槽与槽之间的部分
为齿.未加工的部分通称大齿,余称小齿。大齿作为磁极的极身,是主要磁通回
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