发电机转子结构
发电机、励磁机结构及工作原理

四、发电机的工作原理
洛阳华润热电有限公司
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1、固定磁场交流发电机 原理模型
• 发电机是根据电磁感应原理来发电的,发电机首先要 有磁场,现在用一对磁铁来产生发电机的磁场,磁力 线从N极到S极。在磁场内放入矩形线圈,线圈两端通 向两个滑环,滑环通过电刷连接到输出线上,输出线 端连有负载电阻。 当线圈旋转时,根据电磁感应原理,线圈两端将会产 生感应电动势,当磁场是均匀的,矩形线圈作匀速旋 转时,感应电势按正弦规律变化,在负载电阻上有正 弦交流电通过。
三相交流发电机原理模型
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三相交流发电机原理模型
• 实际应用的都是三相交流发电机,其定子铁芯的内圆 均匀分布着6个槽,嵌装着三个相互间隔120度的同样 线圈,分别称之为A相线圈、B相线圈、C相线圈。装 上转子就组成了一台三相交流发电机原理模型。画面 中的三相交流发电机采用星形接法,三个线圈的公共 点引出线是中性线,每个线圈的引出线是相线。当转 子匀速旋转时三个线圈顺序切割磁力线,都会感生交 流电动势,其幅度与频率相同。由于三个线圈相互间 隔120度,它们感应电势的相位也相差120度。
• 在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)。使定子铁芯透明可看清绕组的分布(图4所示) 。
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发电机转子结构

发电机转子结构发电机转子由主轴、轮毂、轮臂、磁辗、端压板、风扇、磁极、制动闸6板等组成,如左上图所示。
其中:1-主轴2-轮毂3-转臂4-磁辗5-压板6-风扇7-磁极8-制动闸板主轴是用来传递转矩,并承受转动局部的轴向力,通常用高强度钢整体锻成,或由铸造的法兰与锻造的轴筒拼焊而成;轮毂是主轴与轮臂之间的连接件;轮臂是用来固定磁辗并传递扭矩的,大、中型机组的轮臂一般为焊接结构;磁辗的主要作用是产生转动惯景和挂装磁极,同时也是磁路的一局部,直径小于4m的磁辗可用铸钢或整圆的厚钢板组成,大于4m时那么由3〜5mm的钢板冲片叠成一整圆,用键固定在轮臂外端;磁极是产生磁场的主要部件,由磁极铁芯、励磁线圈和阻尼绕组三局部组成,并用“谗结构固定在磁辗上。
由于大型水轮发电机的转速较低,因此,大型水轮发电机的磁极数要比汽轮发电机多的多。
又因为大于4级的磁极在制造上很困难,所以, 大型水轮发电机的磁极根本上是凸极式。
另外,由于水轮发电机导水机构的关闭需要一定的时间,为防止水轮发电机突然和电网解列〔即甩负荷〕时机组的转速升得过高,要求转子具有足够大的转动惯景。
转动惯景通常用飞轮力矩--来表征。
正因为这一原因,大型水轮发电机的转子都显得很笨重。
大型水轮发电机的转轴通常采用分段轴结构。
水轮发电机转轴由顶轴、转子体和主轴三局部构成。
由于中间一段是转子支架中心体,没有轴,因而又称无轴结构〞。
转子支架〔轮毂和轮臂〕与主轴的联结采用空心轴。
空心轴可提高锻造质景,还可以作为混流式水轮机的补气孔或轴流式水轮机操作油管的通道。
转子支架是安装磁辗、磁极及主轴的中间部件。
在运行中要承受扭矩、重力、离心力等的综合作用。
大型水轮发电机的转子支架有组合式〔辐射型〕和圆盘式两种。
或支机转8整体吊紫。
发电机转子

大唐阳城发电有限责任公司DATANG YANGCHENG POWER GENERATING CQ.,LTD设备管理部电气专业资料编号:SBBDQ201102日期:20011年08月05日■技术资料□规程规范□技术措施□缺陷处理记录□重大设备检修记录□安全组织措施主题:发电机转子作者:李志伟发电机转子转子由转轴、绕组及端部绝缘固定件、阻尼系统、护环、中心环、风扇、联轴器和集电环装配等构成。
本体直径Φ1130mm,本体长6250mm,转子总长12165mm,轴径直径500mm,轴承中心距10400mm,重量47.5吨。
1)转轴。
转轴由高强度高导磁的铬镍钼钒整体合金锻钢制成。
转轴本体设有32个嵌线槽。
为有效提高材料利用率,转子嵌线槽采用开口半梯形(即槽上半部是开口平行槽,下半部是梯形槽),以增大槽内导体截面,降低转子铜耗。
为削弱气隙磁通和转子轭部磁通在近磁极中心部分饱和,转子1、2号线圈槽均向极中心偏置,并减小了1号线圈匝数和槽的深度,这样有利于改善发电机的电压波形。
为了使转子的磁极方向和极间方向的刚度均衡,转轴本体每极表面(大齿)上开设了22个横向槽。
在励端轴柄处对称设有2个转子引线槽,为均衡刚度在其中心线的垂直位置上亦对称开设2个均衡槽。
此外,在转轴本体磁极(大齿)表面和相邻的小齿上还设有供动平衡用的平衡螺栓孔。
转轴本体磁极(大齿)表面上设有阻尼槽,本体两端面均开设有4个供转子绕组端部通风的轴向通风槽。
转子横向槽图2-10 QFSN-600-2YHG 型汽轮发电机转子装配转子绕组端部通风的轴向通风槽2)转子绕组。
转子绕组由线圈、槽内绝缘及固定件、端部绝缘及固定件和引出线等组成。
转子线圈采用高强度精拉含银铜排制造。
转子每极下共有8个线圈,其中1号线圈为6匝、2—8号线圈为8匝.每匝导体由上下两根铜排组成。
每个线圈由2段直线部分、2段圆弧部分和4个圆角部分组成,各部分均单独加工制造后经中频感应钎焊成一体。
盛国林_第五章水轮发电机的基本结构

推力瓦
推力瓦是推力轴承中的关键部件, 推力瓦是推力轴承中的关键部件,它是整个机组转 动部分和固定部分的摩擦面, 动部分和固定部分的摩擦面,并且承受整个机组转 动部分的重量和轴向水推力。 动部分的重量和轴向水推力。 推力瓦一般做成扇形块, 推力瓦一般做成扇形块,中小型水轮发电机推力轴 承的推力瓦数多为6块 承的推力瓦数多为 块~8块。 块 常用的推力瓦有巴式合金推力瓦和弹性金属氟塑料 瓦两种。 瓦两种。
水轮发电机组安装与检修
第 章 水 轮 发 电 机 的 基 本 结 构 本章内容
定子结构 转子结构 机架 推力轴承
水轮发电机的主要作用是将水轮机旋转的机 械能最终转换成电能,其结构与性能的好坏 对电站的安全、稳定、高效运行起着致关重 要的作用。 水轮发电机主要由定子、转子、机架、推力 轴承、导轴承、冷却器、制动器等部件组成。
巴氏合金推力瓦结构
弹性金属塑料瓦
与巴氏合金瓦相比,弹性金属塑料瓦推力轴承具 有如下优点:
①弹性金属塑料瓦在大负荷条件下比相同情况的巴氏 合金瓦油膜厚度大,运行可靠性高。 合金瓦油膜厚度大,运行可靠性高。 许用单位压力大,损耗相对小。 ②许用单位压力大,损耗相对小。 ③弹性金属塑料瓦推力轴承允许长期停机后在不顶转 子情况下启动。 子情况下启动。 推力轴承可以在油槽内冷却器短时停水时正常运行。 ④推力轴承可以在油槽内冷却器短时停水时正常运行。 安装时不需要刮瓦和研瓦,减小了检修安装工作量, ⑤安装时不需要刮瓦和研瓦,减小了检修安装工作量, 可缩短检修安装工期。 可缩短检修安装工期。
机架
机架是立轴水轮发电机安置推力轴承、导轴 承、制动器及水轮机受油器的支撑部件,是 水轮发电机较为重要的结构件。 机架由中心体和支臂组成,一般采用钢板焊 接结构,中心体为圆盘形式,支臂大多为工 字梁形式。 机架按其所处的位置分为上机架和下机架, 按承载性质分为负荷机架和非负荷机架 。
浅析交流发电机转子绕组端部结构

频率 环 境 中;
( 4 ) 密度小, 可以大大降低自身的离心力;
( 5 ) 取消了金属护环结构的一些固定措施 , 可靠性大大增强 。 绕组端 部在 静止或工作状 态时受到 的力主
一 一
1外护 环 2绝 缘 垫 块 3绕 组 4内护 环 图4 预制 内外护 环 型
端部 结 构的特点 , 给出了端 部 结构 设计和 工艺 施工 时应 注意的事项 。 关键 词 : 发 电机 转子 绕组 端 部护 环
中图分类号 : TM3 0 3 文献 标识码 : A
DOI 编码 : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n l 0 0 6 - 2 8 0 7 . 2 0 1 4 . 0 1 . 0 1 2
述。
需要强调的是 , 无纬带 的强度计算通常 以长
荷。 后三类结 构的护环一般采用预制类玻璃钢材
期强度为基础 , 并应考虑到发 电机超速 的使用工
况[ ¨ 。 推荐设计时采用表1 所示参数 ( 平均厚度h =
0 . 3 mm时 )
表 1 玻 璃纤 维 网状 无 纬 带 的 计算 强 度
《 电 机技 术》2 0 1 4 年第 1 期 ・ 4 7 ・
研究与交流 绕 一定预紧力的无纬带, 最后与绕组共同VP I 浸
渍烘干后 , 使转 子绕组端部形成高强度的、 安全 可靠的端部结构体系。 无纬带缠绕护环具有以下
优点 :
( 1 ) 材料价格低廉 , 制作简单 ; ( 2 ) 无纬带本身具有的绝缘性 , 取消了金属
Abs t r a e t : F e a t u r e s o f t wo k i n d s o f e n d c o n s t r u c t i o n o f r o t o r wi n d i n g s o f t h e AC s y n c h r o n o us g e n e r a t o r we r e i n - t r o d u c e d . Ma t t e r s n e e d i n g a t t e n t i o n we r e p u t  ̄r wa r d wh i l e d e s i g n i n g t h e e n d c o n s t r u c t i o n o r e x e c u t i n g he t t e c h n o l o g y . Ke y wo r d s : g e n e r a t o r r o t o r wi n d i n g e n d r i n g
发电机结构和工作原理

发电机结构和工作原理
发电机是一种将机械能转化为电能的装置。
它由两部分组成:发电机主体和转子。
发电机主体包括定子和绕组,转子则由磁场形成的永磁体或电磁线圈构成。
下面将详细介绍发电机的结构和工作原理。
1. 结构
发电机的定子由一组绕组和磁芯组成。
绕组通常包括大量的线圈,线圈中通过电流产生磁场。
定子的磁芯通常采用铁芯或铁心,用于增强和导引磁场。
转子是发电机的旋转部分,由永磁体或电磁线圈构成。
当转子旋转时,它会产生旋转磁场。
这个旋转磁场与定子中的磁场相互作用,产生电磁感应,从而产生电压。
2. 工作原理
发电机的工作原理是基于电磁感应的法则。
当有导体通过磁场的时候,导体中会产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与导体运动速度以及磁场强度有关。
在发电机中,当转子开始旋转时,转子中的永磁体或电磁线圈产生旋转磁场。
这个旋转磁场穿过定子的绕组,并改变绕组中的磁通量。
由于绕组中有导体,当磁通量发生变化时,导体中就会产生感应电动势。
这个感应电动势通过导线传输到外部,从而产生电流。
发电机可以通过调节转子的旋转速度来调整输出电压。
当转速
增加时,感应电动势和输出电压也随之增加。
总结:
发电机的结构由定子和转子组成。
定子包括绕组和磁芯,而转子由永磁体或电磁线圈构成。
发电机利用电磁感应的原理将机械能转化为电能。
当转子旋转时,转子中的旋转磁场会与定子中的磁场相互作用,产生感应电动势,从而产生电流。
发电机的输出电压可以通过调节转速来调整。
水轮发电机的构造

水轮发电机的构造水轮机的转速都比较低,特别是立式水轮机,为了能发出50Hz的交流电,水轮发电机采用多对磁极结构,对于每分钟120转的水轮发电机,需要25对磁极。
由于过多磁极不易看清结构,本课件介绍一个有12对磁极的水轮机发电机模型。
水轮发电机的转子采用凸极式结构,图1是发电机的磁轭与磁极,磁极安装在磁轭上,磁轭是磁极磁力线的通路,发电机模型有南北相间的24个磁极,每个磁极上都绕有励磁线圈,励磁电源由安装在主轴端头的励磁发电机提供,或由外部的晶闸管励磁系统提供(由集电环向励磁线圈供电)。
图1--水轮发电机转子有多对磁极磁轭安装在转子支架上,在转子支架中心安有发电机主轴,在主轴的上端头安装有励磁发电机或集电环。
轴下端有连接水轮机的法兰,见图2。
图2--水轮发电机转子发电机定子铁芯由导磁良好的硅钢片叠成,在铁芯内圆均匀分布着许多槽,用来嵌放定子线圈,见图3。
图3--水轮发电机定子铁芯定子线圈嵌放在定子槽内,组成三相绕组,每相绕组由多个线圈组成,按一定规律排列,见图4。
图4--水轮发电机定子绕水轮发电机安装在由混凝土浇筑的机墩上,在机墩上安装机座,机座是定子铁芯的安装基座,也是水轮发电机的外壳,在机座外壳安装有散热装置,降低发电机冷却空气的温度;在机墩上还安装下机架,下机架有推力轴承,用来安装发电机转子,推力轴承可承受转子的重量与振动、冲击等力。
见图5。
图5--水轮发电机机墩、机座、下机架在机座上安装定子铁芯与定子线圈,见图6。
图6--水轮发电机的定子转子插在定子中间,与定子有很小间隙,转子由下机架的推力轴承支撑,可以自由旋转,见图7。
图7--定子与转子安装在机座上安装上机架,上机架中心安装有导轴承,防止发电机主轴晃动,使它稳定的处于中心位置。
图8--水轮机发电机未盖地板铺好上层平台地板,装好电刷装置或励磁电机,一台水轮发电机模型就安装好了。
图8--水轮机发电机该水轮发电机模型转子旋转一周将感生出12个周期的三相交流电动势。
发电机的结构和工作原理

发电机的结构和工作原理发电机是一种将机械能转换为电能的装置。
它在现代社会中起到了至关重要的作用,为我们提供了稳定的电力供应。
本文将介绍发电机的结构和工作原理,帮助读者更好地了解这一技术。
一、结构发电机通常由以下几个主要组成部分构成:1. 转子(Rotor):转子是发电机内负责产生磁场的部分。
通常由导磁体和励磁线圈组成,它们通过旋转产生磁通量。
2. 定子(Stator):定子是发电机内与转子相对静止的部分。
定子上包含多个线圈,被称为绕组,绕组与转子磁场的相互作用产生感应电动势。
3. 绕组(Windings):绕组是定子上的线圈,通常由导电材料制成。
绕组分为若干个相对独立的部分,每个部分称为相,一般是三相绕组。
绕组通过产生电流来产生磁场。
4. 滑环(Slip rings):滑环是转子上的导电部件,它与旋转的转子轴相连,并提供电流的导电路径。
滑环通常与外部电源连接,以提供励磁电流。
5. 刷子(Brushes):刷子是连接滑环和外部电路的导电部件。
它们通过与滑环接触,将转子上的电流引出,以供外部电路使用。
二、工作原理发电机的工作原理基于电磁感应定律。
当转子旋转时,导磁体和励磁线圈通过绕组在转子上产生磁场。
同时,定子上的线圈也开启,产生一定方向的电流。
根据电磁感应定律,当磁场变化时,周围的线圈中会感应出电流。
因此,转子上旋转的磁场与定子线圈的磁场相互作用,导致定子线圈中产生电流(感应电动势)。
值得注意的是,发电机通常采用交流发电(AC)方式,而不是直流发电(DC)方式。
交流发电的优势在于可以通过变压器进行传输和分配,便于长距离输电。
发电机的输出电压和频率取决于转子旋转的速度(转速)以及磁场的强度和绕组的结构。
通过控制励磁电流和转速,可以调节发电机的输出电压。
三、发电机的应用发电机广泛应用于各个领域,包括发电厂、汽车、风力发电和太阳能等。
在发电厂中,大型的发电机通常由蒸汽轮机或水轮机驱动,通过燃烧燃料或水力来产生机械能,进而转化为电能。
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发电机转子结构
发电机转子由主轴、轮毂、轮臂、磁轭、端压板、风扇、磁极、制动闸板等组成,如左上图所示。
其中:1-主轴2-轮毂3-转臂4-磁轭5-压板6-风扇7-磁极8-制动闸板
主轴是用来传递转矩,并承受转动部分的轴向力,通常用高强度钢整体锻成,或由铸造的法兰与锻造的轴筒拼焊而成;轮毂是主轴与轮臂
之间的连接件;轮臂是用来固定磁轭并传递扭矩的,大、中型机组的轮臂一般为焊接结构;磁轭的主要作用是产生转动惯量和挂装磁极,同时也是磁路的一部分,直径小于4m的磁轭可用铸钢或整圆的厚钢板组成,大于4m时则由3~5mm的钢板冲片叠成一整圆,用键固定在轮臂外端;磁极是产生磁场的主要部件,由磁极铁芯、励磁线圈和阻尼绕组三部分组成,并用“T”形结构固定在磁轭上。
由于大型水轮发电机的转速较低,因此,大型水轮发电机的磁极数要比汽轮发电机多的多。
又因为大于4级的磁极在制造上很困难,所以,大型水轮发电机的磁极基本上是凸极式。
另外,由于水轮发电机导水机构的关闭需要一定的时间, 为防止水轮发电机突然和电网解列(即甩负荷)时机组的转速升得过高,要求转子具有足够大的转动惯量。
转动惯量通常用飞轮力矩--来表征。
正因为这一原因,大型水轮发电机的转子都显得很笨重。
大型水轮发电机的转轴通常采用分段轴结构。
水轮发电机转轴由顶轴、转子体和主轴三部分构成。
由于中间一段是转子支架中心体,没有轴,因而又称“无轴结构”。
转子支架(轮毂和轮臂)与主轴的联结采用空心轴。
空心轴可提高锻造质量,还可以作为混流式水轮机的补气孔或轴流式水轮机操作油管的通道。
转子支架是安装磁轭、磁极及主轴的中间部件。
在运行中要承受扭矩、重力、离心力等的综合作用。
大型水轮发电机的转子支架有组合式(辐射型)和圆盘式两种。