发电机构造图解（文档3篇）

  气、机械及热性能好，但耐磨和抗电侵蚀的能力较差。 现今流行的大型电机绝缘是多胶环氧粉云母带（含胶量为 35.5%～36.5%），连续式液压或烘压成型。 （3）定子绕组在槽内的固定 发电机运行时，定子线棒的槽内部分受到各种交变电磁力 的作用。上下层线棒之间的相互作用和定子铁芯的影响所产 生的径向力起最大的作用。短路时线棒上所受的电磁力可达每 厘米几千牛，线棒若不压紧就会在槽内出现双倍频率 （100Hz ）的径向振动。线棒电流与励磁磁通的相互作用还 会产生一个与转子旋转方向相同的切向力，使线棒压向槽

  却器常安装在机座内的矩形框内。冷却器一般为 2~4 组，其 布置位置主要有立放在电机两端的两侧、立放在电机中部的 两侧、横卧在电机上部两侧（背包式）三种型式。

  端盖是电机密封的一个重要组成部分，为了安装、检修、 拆装方便，一般端盖由水平分开的上下两半构成，采用钢板 焊接结构或铝合金铸造而成，大容量的发电机常采用端盖轴 承，轴承装在高强度的端盖上。

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  发电机的构造 里介绍汽轮发电机的构造，是由蒸汽轮机或燃气轮机推动 的发电机。发电机主要由转子与定子组成，由机的转速很高， 故汽轮发电机的转子是两极的，额定转速每分钟 3000 转， 输出 50 赫兹的三相交流电。是转子铁芯构造示意图，在铁 芯圆周上开有一些槽，嵌有励磁绕组，在圆周两侧各有一段 槽距大的面称，就是磁极（图 1 所示）。励磁绕组两端通过 集电环（滑环）接到励磁电源，在转子圆周两侧就形成北， 旋转时就产生旋转磁场。

  子固定在发电机的机座（外壳）内，转子由机座两端的轴 承支撑，可在定子内自由旋转。集电环在机壳和碳刷架一同 装在隔音罩内。在发电机外壳下方有发电机出线盒，发出的 三相交流电从这里引出（图 6

  壁。假如慢慢的出现振动，就会使线棒和槽壁发生摩擦。这不仅会 使绝缘磨损，而且还会使绝缘产生积累变形，股线疲劳，导 致绕组寿命降低。

  不能使用金属部件绑扎固定绕组的端部，因为： 1 金属结构部件中将感应涡流，这会产生附加损耗，可能 会出现局部发热点。 ○

  2 金属结构部件也会产生振动，会导致松动，使周围的媒 介物磨损。 ○因此，一般会用飞金属支撑部件，如玻璃纤维 模压板。大的支撑托架用螺栓固定在铁芯端压板上。支撑托 架给玻璃纤维锥形箍环提供支撑。绕组端线的振动必须受到 限制，因其会使绕组铜导线产生疲劳裂纹。如果水内冷绕组 导线发生疲劳裂纹，则氢气将会泄漏到冷却水系统，由此导 致很严重的后果。通过加速度计监控因支撑松弛导致的绕 组端接振动的增加。振动幅度在很大程度上取决于电流。一 段运行之后产生的支撑松动，能够最终靠紧固螺栓、插入或紧 固槽楔或在线棒导体之间的绝缘中充入热固树脂消除。

  发电机可分为直流发电机和交流发电机，交流发电机又可 分为同步发电机和异步发电机(很少采用) ，还可分为单相发 电机与三相发电机。

  发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。定子 由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构 件组成。转子由转子铁芯(或磁极、磁扼) 绕组、护环、中心 环、滑环、风扇及转轴等部件组成。

  大型发电机 一、发电机概述 发电机是将别的形式的能源转换成电能的机械设备，它由 水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气 流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发 电机， 再由发电机转换为电能。国防，科技及日常生活中有广泛 的用途。 一般原则是：率，达到能量转换的目的。

  3、机座与端盖 机座的作用主要是支撑和固定定子铁芯和定子绕组，同时 在结构上还要满足电机的通风和密封要求。如果用端盖轴 承，它还要承受转子的质量和电磁力矩。氢冷发电机的机座 除了满足上述一般发电机要外，还要能防止漏氢和承受氢气

  的爆炸力。 机座由高强度优质钢板焊接而成。机壳和定子铁 芯背部之间的空间是电机通风（氢气）系统的一部分， 它的结构随通风系统的不同而异。对定子为轴向通风 的系统，机壳与铁芯背部之间的空间为简单风道。对 定子轴向分段、径向通风冷却的系统，常将机壳与铁 芯背部之间的空间沿轴向分隔成若干段，每段形成一 个环形校风室，各小风室相互交替地为进（冷）风区 和出（热）风区。各进风区之间和各出风区之间分别 用圆形或椭圆形钢管连通，也有的讲每个进风区都设 有独自的进风管道，以减小个进风区的压力差。 图 10 整

  图 5 发电机定子外形图 图 6 发电机转子外形图 （一）定子 发电机的定子有机座、定子铁芯、定子绕组、端盖等部件 组成。

  1、定子铁芯 定子铁芯是构成发电机磁路并固定定子绕组的重 要部件，如图 7 所示。为减少铁芯的磁滞和涡流损 耗，现代大容量发电机定子铁芯常常用磁导率高、损耗 小、厚度为 0.35~0.5mm 的优质冷轧硅钢片叠装而成。 每层硅钢片由数张扇形片拼成一个圆形，每张扇形片都 涂了耐高温的无极绝缘漆。 定子铁芯的叠装结构与其通风散热方式有关。大容 1 铁芯轴向风段通量电机铁芯的通风冷却有四种方式：○ 2 铁芯轴向分段径向分区通风；3 铁芯内轴向通风；风；○○ 4 铁芯半轴向通风。 ○ 图 7 定子铁芯 为减少铁芯端部漏磁和发热，制造厂主要采取了下列措 施： （1）把靠两端的铁芯段均采用阶梯形结构，用逐步 扩大气隙以增大磁阻的办法来减少轴向进入定子边段铁 芯的漏磁通。 （2）在铁芯端部个阶梯段的扇形叠片的小齿上开了 1~2 个宽为 2~3mm 的小槽，如图 8 所示，以减少齿部的 涡流损耗和发热。 （3）铁芯端部的齿连接片及其外侧的压圈或连接片 采用电阻系数低的非磁性钢，利用其中涡流的反磁作用， 以削弱进入端部铁芯的漏磁通。

  图 1 同步发电机工作原理 图 2 发电机出线的接线 发电机转子具有一对磁极，转子旋转一周，定子绕组中感 应电动势正好交变一次（假如发电机转子为 P 对磁极是，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 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（即中心点）连在一起，绕组的首端引出线 与用电设备相连，就会有电流流过，如图 2 所示。 三、发电机的结构

  于转子圆周上没有凸出的磁极（不像原理模型中的转子）， 称之为隐极式转子。

  2 为嵌有励磁绕组的转子模型，为降低发电机的温度，在 转子两端还装有风扇。

  槽内嵌放定子的三相绕组。每相绕组由多个线圈组成，按 一定规律对称排列。（图 4 所示）。使定子可看清绕组的分布 （图 4 所示）。

  图 8 阶梯铁芯扇形片齿上开槽 （4）压圈外侧加装环形电屏蔽层，用导电率高的铜板或铝 板制成。因铁芯端部采用阶梯形后，压圈出的漏磁会有所增 多，利用电屏蔽层中的涡流就能有效阻止漏磁进去压圈内内 圆部分，以防压圈部分会出现高温或过热。 （5）铁芯压紧不用整体压圈而用分块铜质连接片（铁芯不 但要定位筋，还要用穿心螺旋锁死），这种连接片本身也起 电屏蔽作用，分块后亦可减少自身的发热。有的还在分块后 连接片考铁芯侧再加电屏蔽层。 （6 ）在压圈和铁芯齿连接片之间加装磁屏蔽，用硅钢片冲成 武痴的扇形叠成，形成一 个磁分路，能减少齿根和压圈上的漏磁集中现象。 （7）转子绕组端部的护环采用非磁性的锰铬合金制成，利 用反磁作用，减小转子端部漏磁对定子铁芯端部的影响。 （8）在冷却系统中，加强对端部的冷却。 2、定子绕组 （1）定子绕组结构 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°相位角的电动势。大容量发电机定子绕组和一般交 流发电机定子绕组的共同点，都采用三相双层短节距分布绕

  组，目的是为了改善感应电动势的波形，即消除绕组的高次 谐波电动势，以获得近似的正弦波电动势。பைடு நூலகம்

  定子绕组采用叠式绕组，每个绕组都是由两根条形线棒各 自做成半匝后，构成所谓单匝式结构，然后在端部线鼻处用 对接或并头套焊接结成一个整单匝式绕组。绕组按双层单叠 的方式构成的一个极相组。600MW 发电机的定子绕组都采 用单匝短距上层叠绕，三相接成双星型（YY ）。

  图 9 定子线棒断面 为了平衡股间导线的阻抗，抑制趋表 效应，减少直线及端部的横向漏磁通在各股导体内产生环流 级附加损耗，使每根子导线内电流均匀，线棒在槽内各股线 （包括空心线）要进行换位。大容量的电机定子线MW 汽轮发电机）一般都会采用 540°换位。 （2）定子绝缘

  定子绕组绝缘包括股间绝缘、排间绝缘、换位部位的加强 绝缘和线棒的主绝缘。 主绝缘是指定子导体和铁芯间的绝 缘，亦称对地绝缘或线棒绝缘。主绝缘是线棒各种绝缘中重 要的一种绝缘，它是最易受到磨损、碰伤、老化和电腐蚀及 化学腐蚀的部分。主绝缘在结构上可分为两种：一种是烘卷 式；另一种是连续式。大容量发电机都采用连续式绝缘。 现 在国内外大容量发电定子绕组的在允许电压下不导电的材料，普遍采用以玻璃 布为补强材料的、环氧树脂为粘合剂或浸渍剂的粉云母带， 最高允许温度在 130℃。其优点是耐潮性高、老化慢、电

  图 3 大型发电机基本结构 目前我国热力发电厂的发电机皆采用二极、转速为 3000r/m 的卧式结构。如图 4 所示，发电机最基本的组成部 件是定子和转子。

  图 4 300MW 汽轮发电机组侧视图 1-发电机主体；2-主励磁机；3-永磁副励磁机；4-气体冷却 器；5-励磁机轴承；6-碳刷架隔音罩；7-电机端盖；8-连接汽 轮机背靠轮；9-电机接线-引出线 测温引线-基座 定子由铁芯和定子绕组构成，固定 在机壳（座）上，转子由轴承支撑置于定子铁芯中央，转子 绕组上通以励磁电流。 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，在这些部位埋植了多只测温元件，通过导线 连接到温度巡检装置，在运行中监控，比通过微机进行现实 和打印。

  绕组每匝绕组的端部（伸处铁芯槽外部分）都向铁芯的外 侧倾斜，按渐开的形式展开。水内冷定子绕组线棒采用聚脂 双玻璃丝包绝缘实心扁铜线和空心裸铜线组合而成。一般端 部绕组向外倾斜角为 15°～30°左右，形式花篮，故称篮型绕 组，如图 5 所示。 由一根空心导线 根实心绝缘变现 变成一组，一根线棒由许多组构成，分成 2～4 排。国产 600MW 发电机定子线棒空心、实心导线MW 水内冷定子线棒在定子槽中的 断面。

  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。图 1 为同步发电机的工作原理图。 发电机转子与汽轮机转子为同轴连接，当蒸汽推动汽轮机高 速旋转时，发电机转子随着转动。发电机转子绕组内通入直 流电源后，便建立了一个磁场，这个磁场有一对主磁极，它 随着汽轮机发电机转子旋转。磁通自转子的一个极（N 级） 出来，经过空气隙、定子铁芯、空气隙，进入转子另一个极 （S 极）构成回路。