发电机转子的组装

水轮发电机组安装与检修主讲老师：周子槊湖北水利水电职业技术学院水力机组安装基本知识与基本工艺技能一发电机转子的组装发电机转子的结构1．磁轭铁片的清洗与分类为了提高转子运行的可靠性和稳定性，叠裝的磁轭铁片间应密实，在圆周对称方向重量应平衡。为此，应对磁轭铁片进行清洗分类，其工序为：刷洗→打磨毛刺一擦干→称重→分类。发电机转子的结构2．轮毂的烧嵌工艺所谓轮毂烧嵌，是把实际尺寸小于主轴直径的轮毂轴孔经加热膨胀有适当间隙后，热套在发电机主轴上的工艺过程。我国以往水轮机主轴与轮毂的连接，多采用这种热套公盈静配合方式来传递发电机的扭矩。实践证明，这种结构既简单又经济。轮毂烧嵌有两种方法：一种是把主轴竖立在转子装配基坑内，吊起加热好的轮毂，热套在主轴上的轮毂套轴法；另一种是将轮毂倒过来，固定在支持台上加热，然后吊起主轴，插入轮毂孔内的轴插轮毂法。一般多采用轮毂套轴法。只有在转子组装基础尚未交付使用或在该基础上采用轮毂套轴起吊高度不够时，才考虑使用轴插轮毂的方法。由于工件大而重，热套过程中如有卡住不能套入到位时，拔出很困难，因此应做好充分准备工作。发电机转子的结构3．支臂的连接转子支架外径小于4m时，一般是整体的；当超过4m时，因运输条件的限制，转子支架一般为组合式（即由转子支架中心体和支臂组成）。支臂连接是当轮毂烧嵌好后，在转子堆积的基础上按厂家编号及转臂自重进行连接，以便考虑综合平衡。组合时，要测量组合键的间隙、键槽弦长相对误差及转臂半径相对误差，符合要求后，拧紧所有组合螺栓，将螺母点焊固定。发电机转子的结构4．磁轭铁片的堆积装压工艺大型水轮发电机在运行中，其磁极和磁轭所产生的离心力近万吨，这样巨大的离心力，将由磁轭来承受，因此要求磁轭铁片堆积时有足够的整体性和密实性，不允许有微小的位移和松动，以防运行时发生磁轭外侧下坍，整体滑动及下沉等不良现象。发电机转子的结构（1）堆积前的准备工作。（2）铁片堆积（3）铁片压紧。发电机转子的结构5．磁轭热打健对于大容量、高转速水轮发电机，运行时其磁轭会受到强大离心力的作用而产生径向变形。对此，可预先给磁轭与支臂一预紧力，使磁轭和支臂的径向胀紧量达到能满足机组安全运行的需要。常采用磁轭打键方法来解决此问题。磁轭键的作用，就是将磁轭固定于转子的支臂上。打磁轭键一般分两次进行，先在冷状态下打键，称为冷打键；后在加热状态下进行，称为热打键。发电机转子的结构磁轭冷打键可调整磁靶圆度，以减少磨圆工作量；还能消除磁轭螺孔与螺杆的配合间隙，使热打键时能获得准确的紧量。但冷打键方法无法保证运行时的紧量，造成磁轭与轮臂的分离，这不仅使机组产生过大的摆度和振动，还会使轮臂挂钩受到冲击而断裂，造成严重的事故。近年来仍多采用热打键的方法。热打键是根据已选定的分离转速，计算磁轭径向变形增量，从而得出磁轭与轮臂的温差，然后加热磁轭，使其膨胀。在冷打键的基础上，再打入与其径向变形增量相等的预紧量，借以抵消运行中的变形增量。发电机转子的结构磁轭加热主要有以下方法。（1）铜损法。将已安装好的磁极绕组串联起来，通入额定电流的50％～70％进行加热，用于计算温差不大于30℃的水轮发电机。（2）铁损法。在未装磁极前，在磁轭上绕以激磁绕组，通入工频交流电激磁加热，用篷布覆盖保温，其计算方法与轮毂烧嵌相同。（3）电热法。用特制的电炉或远红外元件加热，以石棉布保温，该方法应用很广。（4）综合法。把上述的任意两种方法综合使用。发电机转子的结构热打键必须在冷打键基础上进行，冷打键要根据磁轭同心度记录，先打半径小的几个部位的键，借以把磁轭偏心调过来，待同心度合格后，再用10kg大锤对称地把所有磁键打紧。冷打键完成后，在配对键的侧面用划针划一横线，作为热打键的起始线，并按磁轭大键斜面的斜率，把热打键紧量换算成打入长度，在长键上再找一终止线，然后才开始加温。待温差达到到要求后后，即可把长键对称打入，直至长键上的终止线与短键的起始线重合为止。热打键后，待转子冷却，再用测圆架复查磁轭的外圆圆度，并做最终记录，合格后，把大键多余长度割除，两键搭焊，并点焊在磁轭上，热打键紧量通常由制造厂提供。发电机转子的结构6．磁极的挂装（1）准备工作。1）检查并修整磁轭。将转子竖立于转子支墩上，再用测圆架、百分表等进行检查如果不符合前述的基本要求则应进行修整。其间尤其应注意磁轭上的面必须平整、光滑。2）检查并修整磁极。就单个已组装的磁极，其T形头应平直；与磁轭接触的表面应平整、光滑；磁极线圈与铁芯之间的间隙应完全封闭；线圈压板与铁芯在平面上的误差不得大于士1mm；磁极高度等尺寸也应符合设计要求。如果有不符合要求的地方，应在挂装之前修整。3）磁极按静平衡要求配对、定位并编号。带励磁引出线的两个磁极（常为第一与最末一个磁极）在磁轭上的位置已确定，其余各极应按前述要求的极性和自重进行配对、定位，并按顺时针方向编号（上方观察）。使其所处的位置既符合极性间隔要求，又能满足重量对称平衡。其对角（或1／4或1／8圆周）重量之差要小于2kg，即认为磁极已基本达到了平衡。有时为了兼顾励磁引线及轮皆的偏重，有意识地将磁极挂装成偏重的，借以平衡部分励磁引线及轮臂的偏重。根据平衡后决定的位置，在每个磁极上打上顺序编号，然后进行挂装。4）挂装前磁极还应经过绝缘检查和耐压试验。发电机转子的结构（2）磁极的挂装。挂装磁极要对称地进行，按磁极编号将磁极吊插于磁轭相应的T尾槽中，支承在磁极底部垫木和千斤顶上，如图4－11、图4－12所示。以主轴法兰为准，把磁极中心的设计高程引到磁轭表面并作好标记，以此来调整磁极的高低。磁极中心高程符合要求后，用大卡兰把磁极拉来紧靠磁轭，再插入磁极键，其中大头在下的键可伸出磁轭10～15mm。此后初步打紧磁极键，其紧度以摇动键尾而槽口搭配部分不发生明显端动为宜。发电机转子的结构（3）转子测圆及修磨。各磁极挂装完后应进行测圆检查。有的安装单位在挂装磁极时就架设测圆架，边挂装边测圆检查，最后再复查一遍，这不失为一种较好的方法。转子的测圆检查如图3.3-5所示，架设测圆架以后用百分表检查各磁极的外圆半径。检查时先在磁极表面划分测点，通常在半径最大的断面，同时确定上、下两个或上、中、下三个测点，装百分表后逐极同时测量其半径。以平均值为准，各点半径的最大偏差不得超过设计气隙士4％～士5％。而上、下测点的半径差表明了磁极表面的垂直度误差，一般说来不应大于设计气隙的士3％。不合格的磁极可用砂轮机等修磨。发电机转子的结构（4）点焊磁极键。测圆检查当中及最后打紧磁极键，并进行点焊固定。先将一组的两根磁极键点焊起来，再在一个点上与磁轭点焊连接。若磁极键高出磁极太多，应锯短后再点焊，通常键尾高出10～15mm为宜，且大、小头应错开，以利于将来检修时拔出磁极键。发电机转子的结构7.转子静平衡计算水轮发电机转子是由成千上万个零件组成的，这些零件大部分属于结构件，不可能保证其对称的平衡性。实践证明，这种静不平衡有时多达数百公斤。这些不平衡重的存在，往往是引起水轮发电机振动的主要原因。因此，在转子组装中，对几个具有决定意义的部件均要经过称重。进行综合平衡是十分必要的，尤其是对转速较高的发电机更是必不可少的。对发电机转子平衡起决定作用的零部件有：轮臂、磁极引线、磁轭铁片、磁极等。

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