发电机介绍课件

水轮发电机技术讲座发电机原理DFEM制造的水轮发电机组类型水轮发电机设计原则水轮发电机主要部件的制造、检查要点水轮发电机的研究发展方向灯泡贯流式水轮发电机1水轮发电机技术讲座1发电机原理2发电机原理2

水能—机械能—电能水力发电水的势能—水的动能—推动转轮旋转—带动发电机转子旋转化学能—机械能—电能火力发电煤炭燃烧产生蒸汽—推动汽轮机旋转—带动发电机转子旋转风能—机械能—电能风力发电风的动能—推动风叶旋转—带动发电机转子旋转核能—机械能—电能核能发电核反应堆燃烧产生热量—推动汽轮机旋转—带动发电机转子旋转综上所述的发电机均是旋转磁极式交流同步发电机33三峡发电站—世界最大的发电站4三峡发电站—世界最大的发电站4机械能转换为电能原理

法拉第电磁感应定理只要运动的导体切割磁力线（磁场），在导体两端就会产生感应电势当发电机的转子被原动机带动旋转时，磁极在空间旋转，产生旋转磁场，磁力线切割了在定子铁芯槽中对称放置的三相绕组，在绕组中就会产生感应电动势。电动势（U)在外部用电设备形成的闭合回路中产生电流(I)，就得到了电功率(P)，即将机械能转换成电能：P=UI5机械能转换为电能原理5气隙6气隙6水轮发电机总体型式

伞式：发电机推力轴承位于转子下方全伞：无上导轴承半伞：有上导轴承一般转子为无轴结构发电机稳定性好悬式：发电机推力轴承位于转子上方水轮发电机发电电动机：蓄能机组一般有上、下导轴承上机架为承重机架卧式：发电机轴系为水平布置灯泡贯流式发电机轴伸贯流式发电机竖井贯流式发电机推力负荷只由水推力引起7水轮发电机总体型式7三峡水轮发电机三维剖面图8三峡水轮发电机三维剖面图8三峡发电机总体方案9三峡发电机总体方案9DFEM水轮发电机结构总体（伞式）10DFEM水轮发电机结构总体（伞式）10龙滩发电机剖面图（空气冷却）11龙滩发电机剖面图（空气冷却）11龙滩发电机剖面图（空气冷却）12龙滩发电机剖面图（空气冷却）12转子轴系

半伞式13转子轴系半伞式13DFEM水轮发电机典型产品二滩550MW水轮发电机国内已运行机组单机容量最大最大容量642MVA额定电压18kV14DFEM水轮发电机典型产品二滩550MW水轮发电机国内

二滩发电机总体方案15

二滩发电机总体方案15总体布置立轴、双导、半伞结构结构设计16总体布置立轴、双导、半伞结构结构设计16总体布置17总体布置17DFEM水轮发电机结构总体（悬式）18DFEM水轮发电机结构总体（悬式）18发电机装配（悬式）19发电机装配（悬式）19转子装配（悬式）20转子装配（悬式）20发电电动机总体结构总体结构（悬式）21发电电动机总体结构总体结构（悬式）21响洪甸发电电动机介绍主要结构22响洪甸发电电动机介绍主要结构22贯流式发电机

1992—199923贯流式发电机1992—199923发电机支撑位置布置图24发电机支撑位置布置图24灯泡贯流式机组25灯泡贯流式机组25

转子轴系装配（卧式）推力轴承水推力26

转子轴系装配（卧式）推力轴承水推力26小道卡水轮发电机（轴伸贯流）27小道卡水轮发电机272828发电机设计

电磁设计目的：确定电机有效部分的尺寸、电磁负荷及热负荷。电机的有效部分：使机械能转变为电能应具有多大尺寸、电流密度、磁密、冷却强度等，以满足技术任务书所规定的容量和参数。电磁计算方案不是唯一的，应选择最可靠的、最经济的、工艺性好的、可运输的、外形小的、使用维护方便的、具有高效率的方案。电磁设计是发电机设计的关键和基础，所有工作都是以电磁设计为基本点展开。电磁设计工作量不到整个发电机组设计工作量的10%。29发电机设计29发电机设计

机械设计（为满足电磁设计需要而进行的结构上的保证）技术设计总体结构的布置、选型，各部件、各工况下的的刚、强度、应力、通风、冷却计算等。施工图纸设计提出各工件的具体尺寸、材料、工艺方法、加工要求等。设计工作量为整个发电机组设计工作量的90%以上。制造质量即为达到和满足设计图纸、工艺文件的要求设计工作是保证产品质量的关键!30发电机设计30水轮发电机行业标准

GB755-2000旋转电机定额和性能GB7894-2001水轮发电机基本技术条件GB8564-1988水轮发电机组安装技术规范JB3233-1987大型水轮发电机产品质量分等工厂标准DB31水轮发电机行业标准31发电机主要构成部件

主要部件定子（固定部分，参与电磁转换）利用导体切割磁力线，在导体内感应交变电势，连成回路形成电流，通过变电站将电能送入电网转子（旋转部分，参与电磁转换）通过励磁电流形成磁场通过水轮机旋转，在气隙中形成旋转磁场轴承包括机架（旋转和固定部件的摩擦界面）承载旋转部件包括水推力的重量旋转部件轴系的支撑力32发电机主要构成部件32发电机主要构成部件

辅助部件冷却系统铁损、铜损、风损和附加损耗、电气损耗的冷却轴承润滑、搅拌损耗的冷却轴承油润滑系统机组制动系统机组运行监测系统各部件温度监测各种可能事故的监测、报警、停机机组运行保护系统轴电流接地装置灭火装置33发电机主要构成部件33定子电磁设计关键点

定子铁芯内径Di（冲片内径）和有效铁芯长度lt是水轮发电机的主要尺寸定子槽数由经济、工艺、电气、结构等因素决定槽数应是定子分瓣数的整数倍，分瓣数由运输条件及发电机的直径决定槽数要满足绕组的3个对称条件、电气性能要求和接线要求槽数应保证硅钢片的合理剪裁槽部的几何尺寸由电路和磁路计算结果确定34定子电磁设计关键点34发电机定子装配35发电机定子装配35定子装配

定子是变换能量和承受扭矩、重量的主要部件定子结构设计定子机座有足够的刚度和强度，能满足运行时额定扭矩产生的切向力和铁芯热膨胀引起的径向力，定子绕组短路时短路扭矩产生的切向力，通过定位筋传递到机座100周/秒的交变力，转子绕组两点短路时引起的单向磁拉力分瓣放置、运输及在制造、安装过程中起吊时引起的应力，用千斤顶移动整圆定子时的弯曲应力上机架和机组转动部分（包括水推力）等的重量引起的轴向力（悬式）36定子装配36定子机座机座分6瓣大齿压板结构整圆刚性好定子结构特点37定子机座机座分6瓣定子结构特点373838定子装配

定子铁芯是磁路的主要组成部分并用以固定绕组机组运行时，铁芯要受到机械力、热应力、电磁力的综合作用铁芯由扇形硅钢片、通风槽片、定位筋、齿压板、拉紧螺杆等部件组成定子铁芯应采取防振措施振动原因：谐波磁动势和主磁场相互作用；定子和转子不同心；定子或转子不圆；机座及铁芯合缝处松动；铁芯装压不紧；机械共振措施：增加定子刚度，采用工地整圆叠片；加强铁芯整体性，把铁芯两端粘接成一体；保证铁芯装压质量，采用热压和分段压紧，以及穿心螺杆加碟簧的压紧方式；合理选择机座刚度和立筋数量39定子装配394040响洪甸定子叠片41响洪甸定子叠片41发电机定子铁芯装配42发电机定子铁芯装配42特点与优越性特殊的定子浮动双鸽尾定位筋紧结构通过三峡机组，引进国际先进技术机座与铁芯具有一定间隙，铁芯能径向自由膨胀，消除热膨胀内应力，避免铁芯产生翘曲浮动双鸽尾定位筋结构43特点与优越性浮动双鸽尾定位筋结构43特点与优越性特殊的定子铁芯压紧结构与工艺措施大齿压板结构压板、压指具有足够刚度蝶形弹簧+穿心螺杆保证铁芯长期压紧高性能铁芯拉紧螺杆+蝶形弹簧压指前端弯曲端部铁芯段冲片采用粘接胶粘接增大铁芯压紧力分段予压与整体热压工艺定子铁芯压紧措施44特点与优越性定子铁芯压紧措施44定子冲片刷漆炉定子冲片冲压定子冲片去毛刺机定子冲片制造45定子冲片刷漆炉定子冲片冲压定子冲片去毛刺机定子冲片制造45铁芯预压铁芯高度差调整铁芯最后压紧铁芯把紧最后压紧定子铁芯装压工艺46铁芯预压铁芯高度差调整铁芯最后压紧铁芯把紧最后压紧定子铁芯装拉紧螺杆和穿心螺杆+碟形弹簧确保铁芯压紧补偿铁芯收缩，保证定子铁芯长期运行而不松动定子结构特点定子铁芯47拉紧螺杆和穿心螺杆+碟形弹簧定子结构特点定子铁芯47定子装配

定子线圈定子绕组的型式、导线规格及槽形尺寸已在电磁设计时确定确定线圈的绝缘结构尺寸，线圈的径向、轴向、周向尺寸确定线圈的防晕结构，防电腐蚀，端部固定及防下沉措施绕组接线铜环引线连接结构和出线位置布置大电流铜环引线的发热计算端部漏磁在端部金属件中引起的发热定子由机座、铁芯、线圈、端箍、铜环及基础螺杆等部件组成48定子装配48发电机定子线圈49发电机定子线圈49定子绕组接线图示意50定子绕组接线图示意50发电机主要结构特点特点与优越性弹性波纹板依靠弹性波纹板强有力的弹性，使定子绕组在冷热状态下均有一定压力，使绕组、槽楔能牢固地固定可以采用平槽楔，提高定子槽满率，从而提高发电机效率端部固定双层端箍采用多道层间绑扎端箍定子绕组固定弹性波纹板定子槽内结构示意图51发电机主要结构特点特点与优越性定子绕组固定弹性波纹板定子槽内定子槽型结构52定子槽型结构52发电机定子线圈端部固定53发电机定子线圈端部固定53定子线圈端部绑扎54定子线圈端部绑扎545555DFEM水轮发电机结构定子56DFEM水轮发电机结构定子56响洪甸定子吊装57响洪甸定子吊装57定子制造、验收关键点

电气性能试验（线圈制造质量）匝间耐压、工频耐压、表面电阻、介电强度试验、短时过电流试验、绕组起晕电压试验（单个、整体）定子铁芯冲片材料的单位损耗、磁化性能试验，铁损试验铁芯内径（圆度）、铁芯紧度（拉紧螺杆的扭矩、碟簧的压缩量）、铁芯长度（包括各段长度偏差、波浪度）、槽形整齐度、双鸽尾后的间隙预留定子线圈装配端箍、垫片、下线后槽间间隙（槽电位测量）、线圈绑扎，线圈端部形状位置、槽楔位置及紧度58定子制造、验收关键点58定子事故线圈主绝缘和匝间绝缘损坏、绝缘击穿、接头开焊、紧固件松脱原因：振动磨损、绝缘老化、局部缺陷、电腐蚀损坏、油污长期浸蚀使绝缘水平下降措施：采用斜契或弹性波纹板将槽内线圈紧固，加强端部绑扎；控制运行温度，增设定子接地保护；防止绝缘机械损伤；槽壁与线圈间尽量消去间隙，减少线棒电晕放电量占全部定子事故的50%以上定子铁芯翘曲、振动原因：铁芯热膨胀、铁芯压紧力不够59定子事故59转子装配

转子是变换能量和传递转矩的主要部件转子的机械性能，制造和安装质量等是影响机组安全运行的重要因素转子的结构设计应满足有足够的刚度和强度，在飞逸转速下不发生有害变形并在任何工况下不得失去稳定结构合理、紧凑；各紧固件连接可靠；优良好的电磁性能有良好的通风性能具有水轮机调节保证计算所要求的飞轮力矩GD2由转轴、转子支架、磁轭、磁极等部件组成60转子装配60发电机轴系装配61发电机轴系装配61转子设计关键点

转轴承受额定转矩；机组转动部分的重量和水推力产生的轴向力；定、转子气隙不均匀引起的单边磁拉力；转子机械不平衡力；对于转轴与轮毂采用热套，需承受径向配合力具有一定的强度和刚度，以免运行中因轴的绕度过大使气隙超过允许偏差轴系的临界转速应高于机组飞逸转速的1.2倍轴与轴之间的扭矩靠键、销钉，或摩擦传递为保证轴系的轴线摆度较小，应严格保证轴止口与滑转子摩擦面的同心度（不大于0.05mm）于上端轴、下端轴止口配合不同心度小于0.03mm，配车间隙为0.02~0.06mm，或0.04~0.08mm轴的上、下配合面与轴线的垂直度及平行度小于0.05mm62转子设计关键点62特点与优越性上端轴与上导轴承滑转子采热套结构，同轴加工，同心度好。主轴为薄壁轴结构，与转子支架中心体采用十字键配合传递扭矩。主轴及上端轴主轴上端轴带滑转子63特点与优越性主轴及上端轴主轴上端轴带滑转子63发电机主轴64发电机主轴64转子设计关键点

磁极是提供励磁磁场的感应部件极距由定子内径Di和极数2p决定磁路和绕组计算确定如下主要尺寸：极弧系数（极靴宽度bp与极距之比）、极靴高hp、气隙、极身高度hm和宽度bm，阻尼系统尺寸励磁绕组的计算温升应满足标书要求和国家标准计算在飞逸转速下极靴、T（鸽）尾的机械强度通过打键方式固定在转子磁轭上磁轭是磁路的组成部分，为固定磁极之用机组运行时承受扭矩、磁极和磁轭自身的离心力、热打键配合力在离心力作用下磁轭要涨大计算在飞逸转速下磁轭的平均拉应力要满足材料屈服点的74%，即留有1.35倍的安全余量65转子设计关键点磁极是提供励磁磁场的感应部件65转子设计关键点

满足水轮机调保计算对发电机飞轮力矩GD2的要求通过打键方式固定在转子支架上转子支架为固定磁极、磁轭之用机组运行时承受扭矩、磁极和磁轭的重力矩、自身的离心力、热打键配合力严格保证轮毂内圆与支架外圆的同心度小于0.05mm（有轴）支架外圆，按磁轭冲片叠检尺寸配车，单边间隙为0.2~0.4mm支架外圆键槽的弦距公差为±0.5mm，键槽与轮毂轴线平行，其倾斜度不大于0.2mm于上端轴、下端轴止口配合不同心度小于0.03mm轮毂上、下配合面与轴线的垂直度及平行度小于0.05mm，平面跳动不大于0.03mm对配合面的一字键槽或十字键槽，应注意其对称性66转子设计关键点满足水轮机调保计算对发电机飞轮力矩GD2的要长磁极铁心固定结构采用磁极铁心加强键结构防止长磁极铁心扭曲变形DFEM在李家峡发电机上已成功采用（磁极铁芯长3.2m）转子结构特点67长磁极铁心固定结构采用磁极铁心加强键结构转子结构特点67发电机转子磁极装配68发电机转子磁极装配68磁极压板加工磁极压板加工工序复杂，加工精度高，占用机床种类多，工时长，我公司具有成熟的加工工艺。T尾铣刀磁极压板磁极压板铣夹具69磁极压板加工磁极压板加工工序复杂，加工精度高，占用机床成熟新结构的采用特点与优越性磁极线圈磁极线圈采用带散热翅的异形铜排散热面积增大为七边形铜排的1.8倍温升降低效果达七边形铜排的0.57～0.85倍匝间垫“F”级绝缘，磁极托板采用高强度环氧坯布整体热压而成，并在厂内与磁极线圈热压成整体磁极线圈异形铜排示意图70成熟新结构的采用特点与优越性磁极线圈异形铜排示意图70特点与优越性圆盘转子支架整体刚度、受力好有利于径向风路通风，通风效率高工地安装方便翼形铜排磁极线圈散热面积增大为七边形铜排的1.8倍温升降低效果达七边形铜排的0.57~0.85倍分段叠压磁轭增加紧度、提高整体性防止磁极铁芯扭曲变形磁极铁芯打键，防止因铁芯过长引起的扭曲变形先进成熟的F级绝缘系统及优良的电磁结构材料转子转子支架示意图磁极装配示意图71特点与优越性转子转子支架示意图磁极装配示意图71发电机转子磁轭固定72发电机转子磁轭固定72响洪甸转子叠片73响洪甸转子叠片73转子支架及中心体74转子支架及中心体74特点与优越性圆盘转子支架圆盘式转子支架为我公司第三代转子支架结构第一代为工地配制大立筋第二代为工地配刨大立筋垫板第三代为在大立筋上加调节键，工地不需机械加工采用后倾式斜支臂结构增加支架的径向柔度减小打键紧量提高腹板的通风效率，减小通风损耗整体刚度、受力好重量轻有利于径向风路通风，通风效率高工地安装方便圆盘转子支架75特点与优越性圆盘转子支架75重量轻，刚度大，稳定性好有利于径向通风有利于减少工地安装工作量转子结构特点第三代圆盘式支架76重量轻，刚度大，稳定性好转子结构特点第三代圆盘式支架767777圆盘转子装配模型

78圆盘转子装配模型78发电机转子装配79发电机转子装配79

模型转子整体图

80模型转子整体图80发电机转子起吊81发电机转子起吊81DFEM水轮发电机结构转子82DFEM水轮发电机结构转子82响洪甸转子吊装83响洪甸转子吊装83转子制造、验收关键点

电气性能、转速试验磁极介电强度试验、过速试验、甩负荷试验飞逸转速试验（标书要求），静平衡、动平衡试验转轴（集电环、上端轴、主轴、转子中心体）转轴材料的化学成份、机械性能试验整个轴系上各分段配合面的止口对轴线的同轴度、外径圆跳动、轴端面跳动、配车间隙，各配合面的平面度与轴或轮毂的配合直径（有轴结构）轴线与推力头（镜板面）的垂直度轴线与滑转子面的同轴度、圆柱度84转子制造、验收关键点84磁极磁极冲片材料的化学成份、机械性能试验磁极铁芯长度、平直度、扭斜度偏差，铁芯紧度，极身绝缘，对地、匝间耐压试验，直流电阻偏差支架和磁轭支架外圆直径磁轭冲片材料的机械性能试验磁轭各边对中心距（圆度），Ｔ尾（鸽尾）槽弦距、磁轭压紧力，制动环波浪度转子装配转子外径（圆度）、极距偏差、阻尼环接触面、磁极配重和转子平衡磁极键（磁极螺钉）紧量，磁轭热打键紧量转子上各部件的锁定（风扇、引线线夹等）8585轴承分类

在旋转机械中，支持转轴使其保持在正确位置下正常运转的部件称作轴承按摩擦种类分：滚动轴承、滑动轴承按载荷与转轴轴线的方向分：推力轴承、径向轴承（在立式机械中又称导轴承）按润滑剂种类分：液体润滑（油、水）、气体润滑、固体润滑、混合润滑按润滑原理分：动压润滑、静压润滑（外加压力润滑）按轴瓦结构分：整体瓦、分块瓦、固定瓦、可倾瓦轴承运行在全液体润滑时是安全的流体动压力将两个工作表面被一层油膜强行分开，承受载荷86轴承分类86流体动压润滑原理滑动轴承中建立压力楔所具备的物理条件：1.有粘性的润滑剂2.润滑间隙中的楔形表面3.速度和载荷87流体动压润滑原理滑动轴承中建立压力楔所具备的物建立液体动压油膜的条件

必要条件两个工作表面间呈楔形，且其收敛方向与运动方向一致，即有一个收敛油楔，h1＞h2两个工作表面间应有足够大的相对运动速度，即至少V＞0.13m/s两个工作表面间保持充分的、具有一定粘度的润滑油充分条件两个工作表面具有一定的光洁度、制造精度、优良的安装质量符合要求的瓦变形，足够大的最小油膜厚度运行温度（摩擦面温度）不超过润滑油和轴瓦材料的许用值88建立液体动压油膜的条件88轴承装配

推力轴承是应用液体润滑承载原理的机械机构部件承受立式水轮发电机的全部轴向负荷轴承的结构设计推力瓦的单位压力、最小油膜厚度、最高瓦温，支撑选取位置瓦的倾斜度等参数计算（瓦变形包括镜板是机械变形和热变形的综合）钨金瓦、弹性塑料瓦、水冷瓦镜板的精度（主要是平面度）和光洁度支撑：使所有瓦块（包括各点）受力均匀，可自调并可共调球面点（刚性）支撑、单托盘支撑、双托盘支撑、平衡块支撑、弹性垫支撑、弹性油箱支撑、弹簧支撑、碟簧支撑油的润滑循环冷却方式：降低瓦温和油温内循环、外加泵外循环、镜板泵外循环轴承的安装和维护由推力轴承瓦（包括托瓦、托盘）、镜板、推力头、支撑部件、油封等部件组成89轴承装配89轴承设计关键点

推力瓦瓦面轴承合金厚度为5mm，表面光洁度加工至0.2µm，工地安装时研刮至0.1µm，并4~5点/cm2接触（钨金瓦）镜板镜板材质的机械性能、化学成分应符合国标两平面硬度为180~229HB，镜面硬度差值不超过30HB摩擦面平面度小于0.03mm（只许凹），粗糙度0.2µm上、下平面平行度小于0.03mm，与不垂直度小于0.03mm与推力头把合面平面度小于0.03mm，粗糙度0.8µm推力头与镜板把合面平面度小于0.03mm，粗糙度1.6µm，与轴线垂直度小于0.02mm键槽中心线对轴平行度小于0.03mm（有轴）与导瓦接触面同轴度小于0.03mm，全跳动小于0.03mm，粗糙度0.8µm90轴承设计关键点90轴承、承重机架装配91轴承、承重机架装配91轴承、承重机架装配92轴承、承重机架装配92发电机下机架装配93发电机下机架装配93DFEM双向推力轴承试验研究三种支承方式两种瓦面材料94DFEM双向推力轴承试验研究三种支承方式两种瓦面材料94特点与优越性推力轴承采用成熟的多波纹弹簧油箱支撑结构多波纹弹簧油箱支撑具有成熟的结构、多年的运行经验受力均匀合理已在国内、外众多大型机组上采用，运行良好推力轴承装配弹簧油箱压力试验弹簧油箱95特点与优越性推力轴承装配弹簧油箱压力试验弹簧油箱95推力轴承的研究三维热弹流理论计算96推力轴承的研究三维热弹流理论计算96推力轴承支撑结构多支点弹簧束支撑瓦间受力均匀，不超过±5%推力轴承结构特点97推力轴承支撑结构多支点弹簧束支撑推力轴承结构特点979898特点与优越性东方弹性金属塑料瓦先进的结构与工艺质量保证措施数十套塑料瓦成功运行经验瓦面不需研刮不需设高压油顶起及水冷瓦对机组“冷态”和“热态”起动不受限制瓦温比相同工况下的钨金瓦低20K左右轴承轴承试验台弹性金属塑料瓦99特点与优越性轴承轴承试验台弹性金属塑料瓦99DFEM水轮发电机设计、研究与开发发电机工厂试验推力轴承弹性簧箱压力试验小型发电机总装试验100DFEM水轮发电机设计、研究与开发发电机工厂试验推力轴承弹性DFEM水轮发电机典型产品分包天荒坪发电电动机下机架（中心体）定子机座101DFEM水轮发电机典型产品分包天荒坪发电电动机下机架（中心体轴承设计、制造、验收关键点

（转动部分）

镜板磨擦面的平面度、表面粗糙度，上、下平面的平行度、硬度推力头与转轴配合内径（可配车），键槽中心线对轴线平行度、对称度滑转子面与轴线的圆柱度，与导瓦的接触面（带滑转子面）102轴承设计、制造、验收关键点

（转动部分）102轴承设计、制造、验收关键点

（静止部分）

轴瓦（推力瓦、导瓦）合金浇铸质量（钨金瓦）瓦面平面度，上下瓦面平行度、表面粗糙度与镜板面的接触度（盘车刮瓦）支柱螺丝（推力、导轴承）螺丝材料，球头硬度，螺纹质量弹簧油箱大负载下漏油试验（72小时）在一定温度下，充初始油压，并使所有弹簧油箱伸长值在一定范围内103轴承设计、制造、验收关键点

（静止部分）103轴承使用关键点

起动和停机的注意事项机组起动瞬间轴承处于半干摩擦状态，容易发生烧瓦事故机组停机24小时以上再起动，必须先顶起转子，使摩擦表面粘附一层油膜，以减小起动时的静摩擦系数不允许在热态下再起动机组和频繁起动当转速降低到额定转速的20~30%时，应制动停机高压油顶起装置用高压油将镜板顶起，以便在推力瓦和镜板之间建立承载油膜便于安装时对机组盘车用于机组的起动和停机104轴承使用关键点104导轴承装配

导轴承用来承受机组转动部分的径向机械不平衡力和电磁不平衡力，使机组轴线在规定数值范围内摆动导轴承通常安装在机架中心体的油槽内导轴承属油浸式滑动轴承，采用分块伞形摆动瓦结构具有单独油槽的导轴承与推力轴承合用一个油槽的导轴承支撑支柱螺丝、楔子板油的润滑循环冷却方式防轴电流的绝缘方式由导轴承瓦、支撑部件、座圈、滑转子、油冷却器、油封等部件组成105导轴承装配105上机架106上机架106发电机上机架装配107发电机上机架装配107特点与优越性上机架上机架采用八卦形结构引进国际先进技术将径向力转换成切向力，使发电机在任何工况下，无径向力传递到风洞基础上，保护基础二滩、天荒坪、大朝山、棉花滩、高坝洲、福堂等机组上采用，效果良好“八卦形”上机架108特点与优越性“八卦形”上机架108DFEM水轮发电机结构上机架109DFEM水轮发电机结构上机架109通风设计

电机有效部分和结构部分的发热是由损耗引起的铁芯损耗、绕组铜耗、漏磁损耗、杂散损耗、通风损耗、电气损耗电磁负荷相同时，有效材料的损耗与有效部分的重量成正比（立方关系），散热与有效部件的表面积成正比（平方关系）容量越大，通风冷却问题越突出，必须采用特殊冷却方式，使有效部件的温度不超过绝缘允许值空气冷却、水冷却、蒸发冷却通风冷却的结构设计开启式自通风管道式通风系统闭路自循环通风系统封闭双路径向通风系统，双路径轴、向通风系统，双路径向无风扇通风系统，单路径向通风系统，单路轴向通风系统，端部回风通风系统110通风设计110通风冷却系统特点与优越性采用径向密闭自循环端部回风通风系统引进GE公司的国际先进技术和计算软件无风扇磁轭径向通风通风更流畅、均匀、柔和，风阻更小减小风量（风损），提高效率有效利用空气流量、空气利用率高、散热效果好流畅的通风结构圆盘支架、铁芯段、通风沟尺寸布置更合理流线型挡风板风量分配更合理、温升轴向分布更均匀该结构检修维护方便、运行安全使用情况GE公司在其机组广泛使用（二滩、三峡、天荒坪）近十年所有大中型机组采用无风扇磁轭径通风系统端部回风在小安康、二滩、盐锅峡改造机组采用利用引进软件计算及通风模型试验准确预测111通风冷却系统特点与优越性111发电机通风系统风路图通风系统结构旋转挡风板端部回风结构

112发电机通风系统风路图通风系统结构旋转挡风板端部回风结构11通风系统113通风系统113发电机空冷器装置114发电机空冷器装置114通风冷却系统特点与优越性高效冷却器采用挤片式（或针刺、套片、饶片式）冷却器体积小、散热面积大、风阻系数小冷却器的选择留有充分的裕度转子铜线采用异形铜排增大散热面积采用优质电磁材料及相应结构措施降低损耗套片式针刺式绕片式挤片式空气冷却器115通风冷却系统特点与优越性套片式针刺式绕片式挤片式发电机刹车系统116发电机刹车系统116特点与优越性非金属无石棉制动材料对线圈、环境不会造成污染摩擦系数大、磨损量小、粉尘少、无异味、不含致癌物质、使用寿命是金属石棉制动块的4~9倍油气分离结构防止污染偏心制动板受力更合理防止活塞堵塞使用情况已在李家峡、响洪甸、龚嘴、丹江、大朝山、棉花滩等机组上使用过，效果良好制动器制动器制动器剖面图制动块117特点与优越性制动器制动器制动器剖面图制动块117特点与优越性刹车除尘系统方法对发电机制动时产生的粉尘进行收集作用-对发电机制动时产生的粉尘进行收集，避免粉尘在发电机风洞内扩散刹车除尘系统刹车除尘系统图118特点与优越性刹车除尘系统刹车除尘系统图118发电机灭火系统119发电机灭火系统119安装要求

水轮发电机组包装、运输、保管的要求安装场地的要求（温度、湿度、防风、防雨、防火、照明等）基础垫板的埋设（高程偏差、水平偏差、中心和分布位置偏差等），基础强度（混凝土）安装合缝面的要求，螺栓把紧值和预紧力、锁定的要求管道系统的耐压试验，管道内的清洗和除锈各部件表面的涂漆和防护水轮发电机安装（GB8564-88水轮发电机组安装技术规范）定子铁芯各半径与相应平均半径之差不超过设计空气间隙值的±5%转子各半径与相应平均半径之差不超过设计空气间隙值的±5%转轴法兰盘中心偏差小于0.05mm，不平行值小于0.02m调整推力瓦的受力均匀度120安装要求120水轮发电机验收关键点

厂内检查和试验现场交接试验定子铁芯磁化（铁损试验）；绕组对机壳及绕组相互间绝缘电阻测定；测温元件绝缘电阻测定；绕组在实际冷态下直流电阻测定；定子绕组对机壳直流耐电压试验；绕组对机壳及绕组相互间工频交流耐电压试验；定子绕组整体起晕电压试验；定子绕组对地电容电流测定；转子每个磁极交流阻抗测定根据实际情况也可在工厂内进行轴承绝缘电阻测定；油—水—气系统试验（压力和功能试验）121水轮发电机验收关键点121水轮发电机验收关键点启动试运行和性能试验振动测定；动平衡校准；过速试验；相序测定；轴电压测定；短时过电流和升高电压测定；空载特性测定；三相稳态短路特性测定；额定励磁电流和电压变化率测定；电压波形正弦性畸变率和电话谐波因数(THF)测定；甩负荷试验；噪声水平测定；绕组电抗和时间常数测定；效率及损耗测定；温升试验；轴承温度测定过励及欠励调相运行试验；三相突然短路试验；飞逸转速试验（用户要求）72h连续运行试验具备上网进行商业运行的条件发电机组交接给电厂122水轮发电机验收关键点122流滩坝电站外景

123流滩坝电站外景123灯泡贯流式机组发电机主要结构特点

总体布置

原则完全采用经运行实际检验成熟、先进的结构

特点与优越性距悬点最近的2支点双悬臂结构，电机与水机共用一根轴最利于通风的强迫自循环径、轴向混合通风系统冷却套二次循环冷却系统最利于轴系及安装检修的组合轴承水平、垂直球面支撑结构124灯泡贯流式机组发电机主要结构特点总体布置124灯泡贯流式水轮发电机外形一导流罩定子机座转子定子内支撑锥体灯泡头进人筒125灯泡贯流式水轮发电机外形一导流罩定子机座转子定子内支撑锥体灯发电机主要结构特点特点与优越性机座采用轴向v型筋结构通风更流畅，轴向刚度更好(变形、挠度小)定位筋采用双鸽尾结构，机座与铁芯具有1mm间隙铁芯能径向自由膨胀，消除热膨胀内应力，避免铁芯翘曲特殊的定子铁芯压紧结构与工艺措施保证铁心长期压紧(+++)定子线棒新换位技术减小线棒环流损耗降低股线间温差5～8℃，延长寿命先进成熟的F级绝缘系统及优良的电磁结构材料

具有制造分瓣与不分瓣定子机座经验整圆机座对防水止漏更有好处定子126发电机主要结构特点特点与优越性定子126发电机定子装配127发电机定子装配127定子铁芯装配工艺1V型板V型筋机座外壁机座盒形筋结构V型筋托板双鸽尾筋定子冲片V型板工艺调整板1mm间隙浮动式定位筋装配128定子铁芯装配工艺1V型板V型筋机座外壁机座盒形筋结构V型筋托定子铁芯装配工艺2

定位筋斜托板341铁芯段不等距分布检查下齿压板水平度129定子铁芯装配工艺2定位筋斜托板

定子线棒槽内结构简述CRTV胶定子线棒槽内结构采用槽底、槽中为环氧半导体玻璃布板，线棒两侧涂有CRTV胶，以降低槽电位。槽楔斜楔上层线棒下层线棒130定子线棒槽内结构简述CRTV胶定子线棒槽内结构

定子机座在大型镗床上进行法兰面把合孔的加工131定子机座在大型镗床上进行法兰面把合孔的加工131发电机主要结构特点特点与优越性后倾式斜支臂圆盘转子支架起后倾风扇作用，通风效率高，有利于径向风路通风将常规转子支架支臂所受弯曲应力变为拉应力，受力好，提高强度散热翅磁极线圈散热面积增大为矩形铜排的2.4倍温升降低效果达矩形铜排的0.7～0.8倍先进成熟的F级绝缘系统及优良的电磁结构材料转子132发电机主要结构特点特点与优越性转子132发电机转子装配133发电机转子装配133转子装配

受运输条件的限制，长洲转子装配采用工地组焊分瓣转子支架，整圆叠片，热打磁轭键，再挂装磁极的结构形式。对安装质量有较高的要求。磁极磁极键转子支墩134转子装配受运输条件的限制，长洲转子装配采用工地组焊分转子吊入机坑

135转子吊入机坑135特点与优越性正、反向推力轴承、径向轴承位于同一油槽中高位油箱自重供油，瓦表面开槽入油润滑径向瓦离转子更近，轴头尺寸更大转子挠度小，更易保证定、转子气隙推力轴承采用支柱螺丝球面支撑结构利于安装调整，均匀瓦受力全面的防油雾措施全面消除甩油与油雾（+++）可倾分块瓦径向轴承国际先进技术，仅ABB与我公司掌握，特别适用于大型径向轴承瓦块尺寸、重量小，变形小，降低了制造难度，制造质量更易保证瓦油路较短，瓦温低、变形小安装、检修特别方便瓦间隙可以方便调整利用热弹流计算软件及试验台试验研究数据准确预测组合轴承

136特点与优越性组合轴承136发电机轴承装配137发电机轴承装配137贯流式水轮发电机主轴（发电机、水轮机共用）径向轴颈正推镜板面反推镜板面水导轴颈138贯流式水轮发电机主轴径向轴颈正推镜板面反推镜板面水导轴颈13试验轴承瓦块位置示意图139试验轴承瓦块位置示意图139灯泡贯流式水轮发电机主轴轴承座定子机座轴承支架140灯泡贯流式水轮发电机主轴轴承座定子机座轴承支架140径向瓦的加工是轴承部件制造的一个难点。钨金圆弧面为偏心结构，且瓦高700mm，我们在5m立车上将工件安装在专用夹具上加工，经反复精车达到了要求。专用车夹具偏心定位销压紧工具径向瓦径向瓦加工141径向瓦的加工是轴承部件制造的一个难点。钨金圆弧面为偏心结试验台本体简图(1—加载波纹管2—试验轴承3—试验转子)142试验台本体简图(1—加载波纹管2—试验轴承3—试验钨金瓦径向试验轴承143钨金瓦径向试验轴承143

轴承座深孔加工在镗床上采用分级进给的加工工艺，可以避免偏心的现象。轴承座镗杆深孔加工镗床工作台轴承座加工144轴承座深孔加工在镗床上采用分级进给的加工工艺，可以避发电机主要结构特点特点与优越性通风系统采用国际上大型贯流机组普遍采用的径、轴向混合强迫通风系统定、转子均做成利于通风的结构通风沟尺寸、布置，机座、转子支架、冷却器结构使通风更流畅、风阻更小最合理的风量分配结构风机选择留有充分的裕度通风冷却系统145发电机主要结构特点特点与优越性通风冷却系统145发电机通风系统146发电机通风系统146贯流式发电机通风冷却研究147贯流式发电机通风冷却研究147红岩子贯流式水轮发电机通风模型148红岩子贯流式水轮发电机通风模型148通风研究模型全貌149通风研究模型全貌149发电机主要结构特点冷却系统特点与优越性发电机冷却系统采用国际上大型灯泡机组普遍采用的冷却套二次循环冷却系统定、转子采用优质材料及相应结构措施降低损耗冲片、通风槽钢定子铁芯段长度沿轴向不等距分布使铁芯温升轴向分布均匀转子铜线采用异型铜排增大散热面积最利于散热的冷却套结构冷却套、冷却器的选择留有充分的裕度利用与高校合作的通风冷却计算软件及试验研究数据准确预测通风冷却系统

150发电机主要结构特点冷却系统特点与优越性通风冷却系统发电机冷却套结构图151发电机冷却套结构图151锥体冷却套

锥体采用内外两层钢板焊接而成，外层为复合钢板，由碳钢和不锈钢组成，通过销子将内外层连接。焊接后进行了水压试验。锥体为薄壁件结构，加工及吊运、翻身易变形，工艺上采取了多种防变形措施，高质量完成了锥体的制造。不锈钢外层拉紧销位置与灯泡头把合面与定子把合面与进人筒把合面152锥体冷却套锥体采用内外两层钢板焊接而成，外层为复合钢板灯泡头、锥体安装

灯泡头、锥体组合后通过封水盖板孔整体吊入机坑锥体灯泡头锥体进人筒孔153灯泡头、锥体安装灯泡头、锥体组合后通过封水盖板孔整体DFEM贯流式发电机产品分包贵30MW贵港贯流发电机灯泡头定子机座锥体冷却套磁极装配154DFEM贯流式发电机产品分包贵30MW贵港贯流发电机灯泡头定整机结构刚强度计算

有限元模型与边界条件

155整机结构刚强度计算有限元模型与边界条件155整机结构刚强度计算结果运行工况变形情况156整机结构刚强度计算结果运行工况变形情况156贯流式发电机结构刚强度研究刚强度及稳定性分析（1）157贯流式发电机结构刚强度研究刚强度及稳定性分析（1）157响洪甸发电电动机研究刚强度及稳定性分析（1）158响洪甸发电电动机研究刚强度及稳定性分析（1）158响洪甸发电电动机研究电磁场分析和模拟样机试验130kVA模拟样机159响洪甸发电电动机研究电磁场分析和模拟样机试验130kVA模拟DFEM水轮发电机典型产品李家峡400MW水轮发电机国内自行设计单机容量最大者定子电压18kV4#机采用蒸发冷却160DFEM水轮发电机典型产品李家峡400MW水轮发电机国DFEM水轮发电机典型产品葛洲坝170MW水轮发电机世界上已运行机组尺寸最大定子铁芯外径17.6m，机座外径20m161DFEM水轮发电机典型产品葛洲坝170MW水轮发电机世界DFEM水轮发电机典型产品龙羊峡320MW水轮发电机162DFEM水轮发电机典型产品龙羊峡320MW水轮发电机16DFEM水轮发电机典型产品出口水轮发电机美国卡曼奇电站美国远西营电站加拿大曼昆电站菲律宾巴里加坦电站163DFEM水轮发电机典型产品出口水轮发电机美国卡曼经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量StudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMoreYouKnow,TheMorePowerfulYouWillBe写在最后164经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量写谢谢你的到来学习并没有结束，希望大家继续努力LearningIsNotOver.IHopeYouWillContinueToWorkHard演讲人：XXXXXX时间：XX年XX月XX日

165谢谢你的到来演讲人：XXXXXX165水轮发电机技术讲座发电机原理DFEM制造的水轮发电机组类型水轮发电机设计原则水轮发电机主要部件的制造、检查要点水轮发电机的研究发展方向灯泡贯流式水轮发电机166水轮发电机技术讲座1发电机原理167发电机原理2

水能—机械能—电能水力发电水的势能—水的动能—推动转轮旋转—带动发电机转子旋转化学能—机械能—电能火力发电煤炭燃烧产生蒸汽—推动汽轮机旋转—带动发电机转子旋转风能—机械能—电能风力发电风的动能—推动风叶旋转—带动发电机转子旋转核能—机械能—电能核能发电核反应堆燃烧产生热量—推动汽轮机旋转—带动发电机转子旋转综上所述的发电机均是旋转磁极式交流同步发电机1683三峡发电站—世界最大的发电站169三峡发电站—世界最大的发电站4机械能转换为电能原理

法拉第电磁感应定理只要运动的导体切割磁力线（磁场），在导体两端就会产生感应电势当发电机的转子被原动机带动旋转时，磁极在空间旋转，产生旋转磁场，磁力线切割了在定子铁芯槽中对称放置的三相绕组，在绕组中就会产生感应电动势。电动势（U)在外部用电设备形成的闭合回路中产生电流(I)，就得到了电功率(P)，即将机械能转换成电能：P=UI170机械能转换为电能原理5气隙171气隙6水轮发电机总体型式

伞式：发电机推力轴承位于转子下方全伞：无上导轴承半伞：有上导轴承一般转子为无轴结构发电机稳定性好悬式：发电机推力轴承位于转子上方水轮发电机发电电动机：蓄能机组一般有上、下导轴承上机架为承重机架卧式：发电机轴系为水平布置灯泡贯流式发电机轴伸贯流式发电机竖井贯流式发电机推力负荷只由水推力引起172水轮发电机总体型式7三峡水轮发电机三维剖面图173三峡水轮发电机三维剖面图8三峡发电机总体方案174三峡发电机总体方案9DFEM水轮发电机结构总体（伞式）175DFEM水轮发电机结构总体（伞式）10龙滩发电机剖面图（空气冷却）176龙滩发电机剖面图（空气冷却）11龙滩发电机剖面图（空气冷却）177龙滩发电机剖面图（空气冷却）12转子轴系

半伞式178转子轴系半伞式13DFEM水轮发电机典型产品二滩550MW水轮发电机国内已运行机组单机容量最大最大容量642MVA额定电压18kV179DFEM水轮发电机典型产品二滩550MW水轮发电机国内

二滩发电机总体方案180

二滩发电机总体方案15总体布置立轴、双导、半伞结构结构设计181总体布置立轴、双导、半伞结构结构设计16总体布置182总体布置17DFEM水轮发电机结构总体（悬式）183DFEM水轮发电机结构总体（悬式）18发电机装配（悬式）184发电机装配（悬式）19转子装配（悬式）185转子装配（悬式）20发电电动机总体结构总体结构（悬式）186发电电动机总体结构总体结构（悬式）21响洪甸发电电动机介绍主要结构187响洪甸发电电动机介绍主要结构22贯流式发电机

1992—1999188贯流式发电机1992—199923发电机支撑位置布置图189发电机支撑位置布置图24灯泡贯流式机组190灯泡贯流式机组25

转子轴系装配（卧式）推力轴承水推力191

转子轴系装配（卧式）推力轴承水推力26小道卡水轮发电机（轴伸贯流）192小道卡水轮发电机2719328发电机设计

电磁设计目的：确定电机有效部分的尺寸、电磁负荷及热负荷。电机的有效部分：使机械能转变为电能应具有多大尺寸、电流密度、磁密、冷却强度等，以满足技术任务书所规定的容量和参数。电磁计算方案不是唯一的，应选择最可靠的、最经济的、工艺性好的、可运输的、外形小的、使用维护方便的、具有高效率的方案。电磁设计是发电机设计的关键和基础，所有工作都是以电磁设计为基本点展开。电磁设计工作量不到整个发电机组设计工作量的10%。194发电机设计29发电机设计

机械设计（为满足电磁设计需要而进行的结构上的保证）技术设计总体结构的布置、选型，各部件、各工况下的的刚、强度、应力、通风、冷却计算等。施工图纸设计提出各工件的具体尺寸、材料、工艺方法、加工要求等。设计工作量为整个发电机组设计工作量的90%以上。制造质量即为达到和满足设计图纸、工艺文件的要求设计工作是保证产品质量的关键!195发电机设计30水轮发电机行业标准

GB755-2000旋转电机定额和性能GB7894-2001水轮发电机基本技术条件GB8564-1988水轮发电机组安装技术规范JB3233-1987大型水轮发电机产品质量分等工厂标准DB196水轮发电机行业标准31发电机主要构成部件

主要部件定子（固定部分，参与电磁转换）利用导体切割磁力线，在导体内感应交变电势，连成回路形成电流，通过变电站将电能送入电网转子（旋转部分，参与电磁转换）通过励磁电流形成磁场通过水轮机旋转，在气隙中形成旋转磁场轴承包括机架（旋转和固定部件的摩擦界面）承载旋转部件包括水推力的重量旋转部件轴系的支撑力197发电机主要构成部件32发电机主要构成部件

辅助部件冷却系统铁损、铜损、风损和附加损耗、电气损耗的冷却轴承润滑、搅拌损耗的冷却轴承油润滑系统机组制动系统机组运行监测系统各部件温度监测各种可能事故的监测、报警、停机机组运行保护系统轴电流接地装置灭火装置198发电机主要构成部件33定子电磁设计关键点

定子铁芯内径Di（冲片内径）和有效铁芯长度lt是水轮发电机的主要尺寸定子槽数由经济、工艺、电气、结构等因素决定槽数应是定子分瓣数的整数倍，分瓣数由运输条件及发电机的直径决定槽数要满足绕组的3个对称条件、电气性能要求和接线要求槽数应保证硅钢片的合理剪裁槽部的几何尺寸由电路和磁路计算结果确定199定子电磁设计关键点34发电机定子装配200发电机定子装配35定子装配

定子是变换能量和承受扭矩、重量的主要部件定子结构设计定子机座有足够的刚度和强度，能满足运行时额定扭矩产生的切向力和铁芯热膨胀引起的径向力，定子绕组短路时短路扭矩产生的切向力，通过定位筋传递到机座100周/秒的交变力，转子绕组两点短路时引起的单向磁拉力分瓣放置、运输及在制造、安装过程中起吊时引起的应力，用千斤顶移动整圆定子时的弯曲应力上机架和机组转动部分（包括水推力）等的重量引起的轴向力（悬式）201定子装配36定子机座机座分6瓣大齿压板结构整圆刚性好定子结构特点202定子机座机座分6瓣定子结构特点3720338定子装配

定子铁芯是磁路的主要组成部分并用以固定绕组机组运行时，铁芯要受到机械力、热应力、电磁力的综合作用铁芯由扇形硅钢片、通风槽片、定位筋、齿压板、拉紧螺杆等部件组成定子铁芯应采取防振措施振动原因：谐波磁动势和主磁场相互作用；定子和转子不同心；定子或转子不圆；机座及铁芯合缝处松动；铁芯装压不紧；机械共振措施：增加定子刚度，采用工地整圆叠片；加强铁芯整体性，把铁芯两端粘接成一体；保证铁芯装压质量，采用热压和分段压紧，以及穿心螺杆加碟簧的压紧方式；合理选择机座刚度和立筋数量204定子装配3920540响洪甸定子叠片206响洪甸定子叠片41发电机定子铁芯装配207发电机定子铁芯装配42特点与优越性特殊的定子浮动双鸽尾定位筋紧结构通过三峡机组，引进国际先进技术机座与铁芯具有一定间隙，铁芯能径向自由膨胀，消除热膨胀内应力，避免铁芯产生翘曲浮动双鸽尾定位筋结构208特点与优越性浮动双鸽尾定位筋结构43特点与优越性特殊的定子铁芯压紧结构与工艺措施大齿压板结构压板、压指具有足够刚度蝶形弹簧+穿心螺杆保证铁芯长期压紧高性能铁芯拉紧螺杆+蝶形弹簧压指前端弯曲端部铁芯段冲片采用粘接胶粘接增大铁芯压紧力分段予压与整体热压工艺定子铁芯压紧措施209特点与优越性定子铁芯压紧措施44定子冲片刷漆炉定子冲片冲压定子冲片去毛刺机定子冲片制造210定子冲片刷漆炉定子冲片冲压定子冲片去毛刺机定子冲片制造45铁芯预压铁芯高度差调整铁芯最后压紧铁芯把紧最后压紧定子铁芯装压工艺211铁芯预压铁芯高度差调整铁芯最后压紧铁芯把紧最后压紧定子铁芯装拉紧螺杆和穿心螺杆+碟形弹簧确保铁芯压紧补偿铁芯收缩，保证定子铁芯长期运行而不松动定子结构特点定子铁芯212拉紧螺杆和穿心螺杆+碟形弹簧定子结构特点定子铁芯47定子装配

定子线圈定子绕组的型式、导线规格及槽形尺寸已在电磁设计时确定确定线圈的绝缘结构尺寸，线圈的径向、轴向、周向尺寸确定线圈的防晕结构，防电腐蚀，端部固定及防下沉措施绕组接线铜环引线连接结构和出线位置布置大电流铜环引线的发热计算端部漏磁在端部金属件中引起的发热定子由机座、铁芯、线圈、端箍、铜环及基础螺杆等部件组成213定子装配48发电机定子线圈214发电机定子线圈49定子绕组接线图示意215定子绕组接线图示意50发电机主要结构特点特点与优越性弹性波纹板依靠弹性波纹板强有力的弹性，使定子绕组在冷热状态下均有一定压力，使绕组、槽楔能牢固地固定可以采用平槽楔，提高定子槽满率，从而提高发电机效率端部固定双层端箍采用多道层间绑扎端箍定子绕组固定弹性波纹板定子槽内结构示意图216发电机主要结构特点特点与优越性定子绕组固定弹性波纹板定子槽内定子槽型结构217定子槽型结构52发电机定子线圈端部固定218发电机定子线圈端部固定53定子线圈端部绑扎219定子线圈端部绑扎5422055DFEM水轮发电机结构定子221DFEM水轮发电机结构定子56响洪甸定子吊装222响洪甸定子吊装57定子制造、验收关键点

电气性能试验（线圈制造质量）匝间耐压、工频耐压、表面电阻、介电强度试验、短时过电流试验、绕组起晕电压试验（单个、整体）定子铁芯冲片材料的单位损耗、磁化性能试验，铁损试验铁芯内径（圆度）、铁芯紧度（拉紧螺杆的扭矩、碟簧的压缩量）、铁芯长度（包括各段长度偏差、波浪度）、槽形整齐度、双鸽尾后的间隙预留定子线圈装配端箍、垫片、下线后槽间间隙（槽电位测量）、线圈绑扎，线圈端部形状位置、槽楔位置及紧度223定子制造、验收关键点58定子事故线圈主绝缘和匝间绝缘损坏、绝缘击穿、接头开焊、紧固件松脱原因：振动磨损、绝缘老化、局部缺陷、电腐蚀损坏、油污长期浸蚀使绝缘水平下降措施：采用斜契或弹性波纹板将槽内线圈紧固，加强端部绑扎；控制运行温度，增设定子接地保护；防止绝缘机械损伤；槽壁与线圈间尽量消去间隙，减少线棒电晕放电量占全部定子事故的50%以上定子铁芯翘曲、振动原因：铁芯热膨胀、铁芯压紧力不够224定子事故59转子装配

转子是变换能量和传递转矩的主要部件转子的机械性能，制造和安装质量等是影响机组安全运行的重要因素转子的结构设计应满足有足够的刚度和强度，在飞逸转速下不发生有害变形并在任何工况下不得失去稳定结构合理、紧凑；各紧固件连接可靠；优良好的电磁性能有良好的通风性能具有水轮机调节保证计算所要求的飞轮力矩GD2由转轴、转子支架、磁轭、磁极等部件组成225转子装配60发电机轴系装配226发电机轴系装配61转子设计关键点

转轴承受额定转矩；机组转动部分的重量和水推力产生的轴向力；定、转子气隙不均匀引起的单边磁拉力；转子机械不平衡力；对于转轴与轮毂采用热套，需承受径向配合力具有一定的强度和刚度，以免运行中因轴的绕度过大使气隙超过允许偏差轴系的临界转速应高于机组飞逸转速的1.2倍轴与轴之间的扭矩靠键、销钉，或摩擦传递为保证轴系的轴线摆度较小，应严格保证轴止口与滑转子摩擦面的同心度（不大于0.05mm）于上端轴、下端轴止口配合不同心度小于0.03mm，配车间隙为0.02~0.06mm，或0.04~0.08mm轴的上、下配合面与轴线的垂直度及平行度小于0.05mm227转子设计关键点62特点与优越性上端轴与上导轴承滑转子采热套结构，同轴加工，同心度好。主轴为薄壁轴结构，与转子支架中心体采用十字键配合传递扭矩。主轴及上端轴主轴上端轴带滑转子228特点与优越性主轴及上端轴主轴上端轴带滑转子63发电机主轴229发电机主轴64转子设计关键点

磁极是提供励磁磁场的感应部件极距由定子内径Di和极数2p决定磁路和绕组计算确定如下主要尺寸：极弧系数（极靴宽度bp与极距之比）、极靴高hp、气隙、极身高度hm和宽度bm，阻尼系统尺寸励磁绕组的计算温升应满足标书要求和国家标准计算在飞逸转速下极靴、T（鸽）尾的机械强度通过打键方式固定在转子磁轭上磁轭是磁路的组成部分，为固定磁极之用机组运行时承受扭矩、磁极和磁轭自身的离心力、热打键配合力在离心力作用下磁轭要涨大计算在飞逸转速下磁轭的平均拉应力要满足材料屈服点的74%，即留有1.35倍的安全余量230转子设计关键点磁极是提供励磁磁场的感应部件65转子设计关键点

满足水轮机调保计算对发电机飞轮力矩GD2的要求通过打键方式固定在转子支架上转子支架为固定磁极、磁轭之用机组运行时承受扭矩、磁极和磁轭的重力矩、自身的离心力、热打键配合力严格保证轮毂内圆与支架外圆的同心度小于0.05mm（有轴）支架外圆，按磁轭冲片叠检尺寸配车，单边间隙为0.2~0.4mm支架外圆键槽的弦距公差为±0.5mm，键槽与轮毂轴线平行，其倾斜度不大于0.2mm于上端轴、下端轴止口配合不同心度小于0.03mm轮毂上、下配合面与轴线的垂直度及平行度小于0.05mm，平面跳动不大于0.03mm对配合面的一字键槽或十字键槽，应注意其对称性231转子设计关键点满足水轮机调保计算对发电机飞轮力矩GD2的要长磁极铁心固定结构采用磁极铁心加强键结构防止长磁极铁心扭曲变形DFEM在李家峡发电机上已成功采用（磁极铁芯长3.2m）转子结构特点232长磁极铁心固定结构采用磁极铁心加强键结构转子结构特点67发电机转子磁极装配233发电机转子磁极装配68磁极压板加工磁极压板加工工序复杂，加工精度高，占用机床种类多，工时长，我公司具有成熟的加工工艺。T尾铣刀磁极压板磁极压板铣夹具234磁极压板加工磁极压板加工工序复杂，加工精度高，占用机床成熟新结构的采用特点与优越性磁极线圈磁极线圈采用带散热翅的异形铜排散热面积增大为七边形铜排的1.8倍温升降低效果达七边形铜排的0.57～0.85倍匝间垫“F”级绝缘，磁极托板采用高强度环氧坯布整体热压而成，并在厂内与磁极线圈热压成整体磁极线圈异形铜排示意图235成熟新结构的采用特点与优越性磁极线圈异形铜排示意图70特点与优越性圆盘转子支架整体刚度、受力好有利于径向风路通风，通风效率高工地安装方便翼形铜排磁极线圈散热面积增大为七边形铜排的1.8倍温升降低效果达七边形铜排的0.57~0.85倍分段叠压磁轭增加紧度、提高整体性防止磁极铁芯扭曲变形磁极铁芯打键，防止因铁芯过长引起的扭曲变形先进成熟的F级绝缘系统及优良的电磁结构材料转子转子支架示意图磁极装配示意图236特点与优越性转子转子支架示意图磁极装配示意图71发电机转子磁轭固定237发电机转子磁轭固定72响洪甸转子叠片238响洪甸转子叠片73转子支架及中心体239转子支架及中心体74特点与优越性圆盘转子支架圆盘式转子支架为我公司第三代转子支架结构第一代为工地配制大立筋第二代为工地配刨大立筋垫板第三代为在大立筋上加调节键，工地不需机械加工采用后倾式斜支臂结构增加支架的径向柔度减小打键紧量提高腹板的通风效率，减小通风损耗整体刚度、受力好重量轻有利于径向风路通风，通风效率高工地安装方便圆盘转子支架240特点与优越性圆盘转子支架75重量轻，刚度大，稳定性好有利于径向通风有利于减少工地安装工作量转子结构特点第三代圆盘式支架241重量轻，刚度大，稳定性好转子结构特点第三代圆盘式支架7624277圆盘转子装配模型

243圆盘转子装配模型78发电机转子装配244发电机转子装配79

模型转子整体图

245模型转子整体图80发电机转子起吊246发电机转子起吊81DFEM水轮发电机结构转子247DFEM水轮发电机结构转子82响洪甸转子吊装248响洪甸转子吊装83转子制造、验收关键点

电气性能、转速试验磁极介电强度试验、过速试验、甩负荷试验飞逸转速试验（标书要求），静平衡、动平衡试验转轴（集电环、上端轴、主轴、转子中心体）转轴材料的化学成份、机械性能试验整个轴系上各分段配合面的止口对轴线的同轴度、外径圆跳动、轴端面跳动、配车间隙，各配合面的平面度与轴或轮毂的配合直径（有轴结构）轴线与推力头（镜板面）的垂直度轴线与滑转子面的同轴度、圆柱度249转子制造、验收关键点84磁极磁极冲片材料的化学成份、机械性能试验磁极铁芯长度、平直度、扭斜度偏差，铁芯紧度，极身绝缘，对地、匝间耐压试验，直流电阻偏差支架和磁轭支架外圆直径磁轭冲片材料的机械性能试验磁轭各边对中心距（圆度），Ｔ尾（鸽尾）槽弦距、磁轭压紧力，制动环波浪度转子装配转子外径（圆度）、极距偏差、阻尼环接触面、磁极配重和转子平衡磁极键（磁极螺钉）紧量，磁轭热打键紧量转子上各部件的锁定（风扇、引线线夹等）25085轴承分类

在旋转机械中，支持转轴使其保持在正确位置下正常运转的部件称作轴承按摩擦种类分：滚动轴承、滑动轴承按载荷与转轴轴线的方向分：推力轴承、径向轴承（在立式机械中又称导轴承）按润滑剂种类分：液体润滑（油、水）、气体润滑、固体润滑、混合润滑按润滑原理分：动压润滑、静压润滑（外加压力润滑）按轴瓦结构分：整体瓦、分块瓦、固定瓦、可倾瓦轴承运行在全液体润滑时是安全的流体动压力将两个工作表面被一层油膜强行分开，承受载荷251轴承分类86流体动压润滑原理滑动轴承中建立压力楔所具备的物理条件：1.有粘性的润滑剂2.润滑间隙中的楔形表面3.速度和载荷252流体动压润滑原理滑动轴承中建立压力楔所具备的物建立液体动压油膜的条件

必要条件两个工作表面间呈楔形，且其收敛方向与运动方向一致，即有一个收敛油楔，h1＞h2两个工作表面间应有足够大的相对运动速度，即至少V＞0.13m/s两个工作表面间保持充分的、具有一定粘度的润滑油充分条件两个工作表面具有一定的光洁度、制造精度、优良的安装质量符合要求的瓦变形，足够大的最小油膜厚度运行温度（摩擦面温度）不超过润滑油和轴瓦材料的许用值253建立液体动压油膜的条件88轴承装配

推力轴承是应用液体润滑承载原理的机械机构部件承受立式水轮发电机的全部轴向负荷轴承的结构设计推力瓦的单位压力、最小油膜厚度、最高瓦温，支撑选取位置瓦的倾斜度等参数计算（瓦变形包括镜板是机械变形和热变形的综合）钨金瓦、弹性塑料瓦、水冷瓦镜板的精度（主要是平面度）和光洁度支撑：使所有瓦块（包括各点）受力均匀，可自调并可共调球面点（刚性）支撑、单托盘支撑、双托盘支撑、平衡块支撑、弹性垫支撑、弹性油箱支撑、弹簧支撑、碟簧支撑油的润滑循环冷却方式：降低瓦温和油温内循环、外加泵外循环、镜板泵外循环轴承的安装和维护由推力轴承瓦（包括托瓦、托盘）、镜板、推力头、支撑部件、油封等部件组成254轴承装配89轴承设计关键点

推力瓦瓦面轴承合金厚度为5mm，表面光洁度加工至0.2µm，工地安装时研刮至0.1µm，并4~5点/cm2接触（钨金瓦）镜板镜板材质的机械性能、化学成分应符合国标两平面硬度为180~229HB，镜面硬度差值不超过30HB摩擦面平面度小于0.03mm（只许凹），粗糙度0.2µm上、下平面平行度小于0.03mm，与不垂直度小于0.03mm与推力头把合面平面度小于0.03mm，粗糙度0.8µm推力头与镜板把合面平面度小于0.03mm，粗糙度1.6µm，与轴线垂直度小于0.02mm键槽中心线对轴平行度小于0.03mm（有轴）与导瓦接触面同轴度小于0.03mm，全跳动小于0.03mm，粗糙度0.8µm255轴承设计关键点90轴承、承重机架装配256轴承、承重机架装配91轴承、承重机架装配257轴承、承重机架装配92发电机下机架装配258发电机下机架装配93DFEM双向推力轴承试验研究三种支承方式两种瓦面材料259DFEM双向推力轴承试验研究三种支承方式两种瓦面材料94特点与优越性推力轴承采用成熟的多波纹弹簧油箱支撑结构多波纹弹簧油箱支撑具有成熟的结构、多年的运行经验受力均匀合理已在国内、外众多大型机组上采用，运行良好推力轴承装配弹簧油箱压力试验弹簧油箱260特点与优越性推力轴承装配弹簧油箱压力试验弹簧油箱95推力轴承的研究三维热弹流理论计算261推力轴承的研究三维热弹流理论计算96推力轴承支撑结构多支点弹簧束支撑瓦间受力均匀，不超过±5%推力轴承结构特点262推力轴承支撑结构多支点弹簧束支撑推力轴承结构特点9726398特点与优越性东方弹性金属塑料瓦先进的结构与工艺质量保证措施数十套塑料瓦成功运行经验瓦面不需研刮不需设高压油顶起及水冷瓦对机组“冷态”和“热态”起动不受限制瓦温比相同工况下的钨金瓦低20K左右轴承轴承试验台弹性金属塑料瓦264特点与优越性轴承轴承试验台弹性金属塑料瓦99DFEM水轮发电机设计、研究与开发发电机工厂试验推力轴承弹性簧箱压力试验小型发电机总装试验265DFEM水轮发电机设计、研究与开发发电机工厂试验推力轴承弹性DFEM水轮发电机典型产品分包天荒坪发电电动机下机架（中心体）定子机座266DFEM水轮发电机典型产品分包天荒坪发电电动机下机架（中心体轴承设计、制造、验收关键点

（转动部分）

镜板磨擦面的平面度、表面粗糙度，上、下平面的平行度、硬度推力头与转轴配合内径（可配车），键槽中心线对轴线平行度、对称度滑转子面与轴线的圆柱度，与导瓦的接触面（带滑转子面）267轴承设计、制造、验收关键点

（转动部分）102轴承设计、制造、验收关键点

（静止部分）

轴瓦（推力瓦、导瓦）合金浇铸质量（钨金瓦）瓦面平面度，上下瓦面平行度、表面粗糙度与镜板面的接触度（盘车刮瓦）支柱螺丝（推力、导轴承）螺丝材料，球头硬度，螺纹质量弹簧油箱大负载下漏油试验（72小时）在一定温度下，充初始油压，并使所有弹簧油箱伸长值在一定范围内268轴承设计、制造、验收关键点

（静止部分）103轴承使用关键点

起动和停机的注意事项机组起动瞬间轴承处于半干摩擦状态，容易发生烧瓦事故机组停机24小时以上再起动，必须先顶起转子，使摩擦表面粘附一层油膜，以减小起动时的静摩擦系数不允许在热态下再起动机组和频繁起动当转速降低到额定转速的20~30%时，应制动停机高压油顶起装置用高压油将镜板顶起，以便在推力瓦和镜板之间建立承载油膜便于安装时对机组盘车用于机组的起动和停机269轴承使用关键点104导轴承装配

导轴承用来承受机组转动部分的径向机械不平衡力和电磁不平衡力，使机组轴线在规定数值范围内摆动导轴承通常安装在机架中心体的油槽内导轴承属油浸式滑动轴承，采用分块伞形摆动瓦结构具有单独油槽的导轴承与推力轴承合用一个油槽的导轴承支撑支柱螺丝、楔子板油的润滑循环冷却方式防轴电流的绝缘方式由导轴承瓦、支撑部件、座圈、滑转子、油冷却器、油封等部件组成270导轴承装配105上机架271上机架106发电机上机架装配272发电机上机架装配107特点与优越性上机架上机架采用八卦形结构引进国际先进技术将径向力转换成切向力，使发电机在任何工况下，无径向力传递到风洞基础上，保护基础二滩、天荒