同步发电机课件之发电机结构

同步发电机课件之发电机结构第一页，共四十四页，2022年，8月28日汽轮发电机的主要结构部件包括：定子机座、定子铁芯、定子绕组、转子本体、转子绕组、定子端盖等。图为发电机的总装配图，发电机采用定子空外冷、转子空内冷，密闭空气自通风循环冷却。定子绕组（电枢绕组），是发电机进行能量转换的心脏部位。定子铁芯是电机的主要部件，它起着构成主磁路和固定定子绕组的重要作用。一般要求导磁性能好，损耗低，刚度好，振动小，并在结构及通风系统布置上能有良好的冷却效果。第二页，共四十四页，2022年，8月28日发电机定子槽内结构1槽楔；2波纹板；3—热弹性绝缘第三页，共四十四页，2022年，8月28日汽轮发电机转子的作用是传递汽轮机供给的负载转矩，支撑旋转的励磁线圈，形成良好的磁通路径和转子散热通道，因此对转子结构、材料、加工工艺要求较高。汽轮发电机转子采用隐极式。第四页，共四十四页，2022年，8月28日图1.1发电机结构总图第五页，共四十四页，2022年，8月28日第六页，共四十四页，2022年，8月28日基本结构形式

型式旋转电枢式：旋转磁极式：（大部分采用）只用于小容量电机；隐极式：气隙均匀，适于高速旋转，与汽轮机组合；凸极式：气隙不均匀，旋转时阻力大，转速低，与水轮机合第七页，共四十四页，2022年，8月28日12.2同步电机的主要结构与感应电机一样，同步电机也是由定子及转子两大部分所组成，定子上有三相交流绕组；转子上则有励磁绕组，通入直流电流后，能产生磁场。12.2.1定子：同步电机的定子有时也称为电枢，由定子铁芯、电枢三相绕组、机座和端盖等部件所组成。第八页，共四十四页，2022年，8月28日同步电机的定子铁芯是由硅钢片冲制后叠装而成。当大型同步电机冲片外圆的直径大于1m时，由于材料标准尺寸的限制，必须做成扇形冲片，然后按圆周拼合起来叠装而成。如图所示：第九页，共四十四页，2022年，8月28日12.2.2转子：同步电机的转子有两种结构型式，即凸极式和隐极式。这是根据定转子之间的气隙的分布情况来定义的。见图：第十页，共四十四页，2022年，8月28日1）凸极式：有上图可见，转子有明显的突出的磁极，气隙分布不均匀。2）隐极式：转子作成圆柱形，气隙均匀分布。区别：对于高速旋转的同步电机，在转子结构上，我们采用隐极式，而对于低速旋转的电机，由于转子的圆周速度较低，离心力较小，故采用制造简单、励磁绕组集中安放的凸极式结构。大型同步发电机通常用汽轮机或水轮机作为原动机来拖动，故前者称为汽轮发电机，后者称为水轮发电机。汽轮发电机：转速高，采用隐极式。水论发电机：转速低，采用凸极式。第十一页，共四十四页，2022年，8月28日

第6章同步电机

什么是同步电机？一.同步电机和异步电机的区别①转子绕组结构感应电机: 三相双层叠绕组或其他交流绕组笼式绕组,构成闭合回路同步电机: 多为同心式绕组，外接直电源②转子转速和同步转速的关系③绕组中的电流④气隙大小的差别第十二页，共四十四页，2022年，8月28日二、同步电机的运行原理当励磁绕组通以直流电之后，建立恒定的磁场，转子转速为n时，定子的导体感应交流电动势，其频率是第十三页，共四十四页，2022年，8月28日三.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——凸极式第十四页，共四十四页，2022年，8月28日6.1.1同步电机的结构一、隐极同步发电机的基本结构

第十五页，共四十四页，2022年，8月28日第十六页，共四十四页，2022年，8月28日线棒换位

定子电流较大，每槽一般只嵌放两个有效导体(线棒)，为减少涡流损耗，每根导体常由多股截面为15mm2以下的扁铜线并联而成，而有进行编织换位。第十七页，共四十四页，2022年，8月28日第十八页，共四十四页，2022年，8月28日第十九页，共四十四页，2022年，8月28日第二十页，共四十四页，2022年，8月28日第二十一页，共四十四页，2022年，8月28日左江24MW发电机转子在吊装第二十二页，共四十四页，2022年，8月28日第二十三页，共四十四页，2022年，8月28日水轮发电机模型第二十四页，共四十四页，2022年，8月28日三峡左岸电站发电机简介

三峡左岸水电站共安装额定容量700MW的水轮发电机组14台，总装机容量为9800MW。其中1#、2#、3#、7#、8#、9#为德国伏伊特水电集团公司、德国西门子公司、通用电气加拿大国际公司三家联营体，简称VGS生产制造；4#、5#、6#、10#、11#、12#、13#、14#为ALSTOM公司生产制造

第二十五页，共四十四页，2022年，8月28日左岸发电机简介三峡左岸电站水轮发电机组为混流式，采用立轴半伞式三导轴承结构，下导与推力采用推导联合轴承。机组额定转速75r/min，额定工作水头为80.6m。发电机冷却方式采用半水冷，即定子绕组采用直接水冷，定子铁芯和转子绕组采用空冷的发电机。发电机与主变连接采用联合单元接线，发电机出口不设断路器，发电机中性点通过接地变压器接地。机组制动采用电气/机械制动的方式。第二十六页，共四十四页，2022年，8月28日三峡左岸发电机技术参数序号技术名称ALSTOMVGS1额定容量（MVA）777.8777.82最大容量（MVA）8408403额定电压（KV）20204额定电流（A）22453.822453.85额定功率因数0.90.96额定频率（HZ）50507额定转速（r/min）75758每相支路数559单相对地电容（uf）1.352.03第二十七页，共四十四页，2022年，8月28日发电机各主要部件尺寸序号项目ALSTOMVGS1定子直径20900mm21420mm2定子铁芯外径19690mm19310mm3定子铁芯内径18800mm18500mm4定子铁芯高度2850mm3130mm5静止时的气隙尺寸31.5mm32mm6转子带磁极直径18757mm18433mm7发电机总重量3459000Kg3143000Kg第二十八页，共四十四页，2022年，8月28日发电机定子总装配ALSTOM发电机ALSTOM发电机定子是由定子机座、定子铁芯和定子绕组等主要部件组成。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，现场组装第二十九页，共四十四页，2022年，8月28日发电机定子总装配定子铁芯由硅钢片、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。第三十页，共四十四页，2022年，8月28日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发电机定子总装配发电机定子总装配第三十一页，共四十四页，2022年，8月28日发电机定子总装配第三十二页，共四十四页，2022年，8月28日发电机定子总装配VGS发电机vgs发电机定子是由定子机座、定子铁芯和定子绕组等主要部件组成。定子机座分3瓣，现场组装定子铁芯由硅钢片、齿压板、压指、压紧螺栓等组成。硅钢片厚度为0.5mm，两面均涂厚度为7.5μmF级绝缘漆，叠成总高度为3130mm，共52段叠片堆，55个通风槽；铁芯拉紧螺栓位于铁芯叠片与定子机座之间。定子绕组设计为三相双层波形绕组，每相5支路并联，共1020根罗贝尔线棒组成。第三十三页，共四十四页，2022年，8月28日发电机定子总装配

VGS发电机定子铁芯第三十四页，共四十四页，2022年，8月28日发电机定子总装配发电机定子绕组第三十五页，共四十四页，2022年，8月28日发电机转子

VGS和ALSTOM发电机的转子采用无轴结构，由转子支架（包括转子中心体和支臂部分）、磁轭和磁极等部件构成。转子支架为圆盘式结构，在工地进行组装焊接，且设有足够数量的孔洞，以满足发电机通风的要求和具有良好的导风性能；磁轭由高强度经钝化处理的冷轧薄钢板组装成的坚实结构；磁极包括磁极铁心磁极绕组和阻尼绕组。第三十六页，共四十四页，2022年，8月28日发电机转子

VGS发电机转子第三十七页，共四十四页，2022年，8月28日发电机转子InsulatingframesoffiberglassPolewindingbracePoleclampingtypeT-dovetailSteelframetoclampthepolewindingPolewindingterminalsPolewinding第三十八页，共四十四页，2022年，8月28日发电机转子发电机转子励磁电气特性和数据

序号项目ALSTOMVGS1额定励磁电压447V364V2最大负荷及功率因数为0.9下励磁电压473V380V3空载励磁电流2233A2190A4额定负荷下的励磁电流3917A3779A5励磁绕组绝缘的最高耐压(直流)8000V5000V6励磁绕组90℃时的电阻0.107Ω0.0964Ω7励磁绕组对地电容0.55μF2.6μF第三十九页，共四十四页，2022年，8月28日线棒结构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

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。第四十页，共四十四页，2022年，8月28日线棒结构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。ALSTOM发电机线棒的主绝缘采用的是MICADURF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饶构成，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MICADURF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。第四十一页，共四十四页，2022年，8月28日线棒结构ALSTOM发电机防电晕保护层分两部分，线棒直线段是浸有半导体漆LL17的聚胺脂带子缠绕，厚度约为0.15mm，表面接触电阻变化范围为0.8~8千欧/平方毫米，线棒端部弯曲段采用高阻防晕层，厚度约为0.9。第四十二页，共四十四页，2022年，8月28日线棒结构

线棒弯曲段截面图ALSTOM发电机线棒结构

线棒直线段截面图

第四十三页，共四十四页，20