05第五章 水轮发电机的基本结构
水轮发电机的结构(讲义)..共36页
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
水轮发电机的结构(讲义)..
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
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，所以水轮发电机采用多对磁极结构，这里介绍一个有12对磁极的水轮机发电机模型。
图1是该水轮机的转子模型，有南北相间的24个磁极，每个磁极上都绕有励磁线圈。
1
励磁电源通过集电环（滑环）向励磁线圈供电。
集电环装在转子轴的端头。
2
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，
3
用来嵌放定子线圈。
4
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，按一定规律对称排列。
定子由机座固定，一同安装在水泥基础上。
5
转子插在定子中间，与定子有很小间隙，转子由下机架支撑，可以自由旋转。
6
安装好上机架，铺好上平台地板，在外罩内装好电刷装置，一台水轮机发电机模型就安装好了。
7
8
该水轮机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。
当转子转速为每分钟250转时，所发交流电的频率为50赫兹。
9。
第五章 反击式水轮机的基本结构(二)
相对开度：导叶在任意位置时的开度a0与最大径向开 度a0max的比值。
a0
a0 a0 max
a0 Z 0
D1
对几何相似的水轮机相对开度值相同： a0 a0M
a0
D1 D1M
aoM
中小型水轮机真机与模型的导水机构，由于结构原
因不能保持几何相似。为此使真机导水机构的出水角
与模型相等，来获得导水机构出口水流的相似关系。
另一方面又要求减小电站水下开挖量及混凝土量， 土建工程最小，即减少电站一次性投资。
影响弯肘形尾水管性能的三个因素： （1）尾水管的深度：水轮机 导水机构底环平面至尾水管底 板平面之间的距离。
深度越大直锥段的长度可 取大一些，因而降低其出口即 肘管段进口及后面的流速，有 利于降低肘管内损失。
尾水管深度对运行稳定性影响很大，特别是混流式 水轮机因叶片角度不能调整而容易产生偏心涡带及振 动，研究表明：采用较大的深度可改善尾水管偏心涡 带所引起的振动。
D0 / D1 1.13 ~ 1.30
按导水机构能紧密关 闭的原则，确定叶栅密 度和翼弦长度L0：
L0Z0 1.1
D0
三、径向式导水机构的基本结构
基本要求 1.导水机构过流部件的尺寸应与模型水轮机相应部
件的尺寸保持几何相似，过流部件表面应光滑以减小 水力损失；
2.导水机构的最大开度要可靠并应留有一定的裕量， 以保证水轮有足够的过水能力；
1、4、6—尼龙轴瓦；2—导水机构底环；3—导叶；5—轴套； 7—水轮机顶盖；8—连接板；9—转臂；10—分半键；11—剪断销；
12—连杆；13—推拉杆；14—控制环；15—支座；16—补气阀
第五节 水轮机调节
电力系统向用户提供的电能质量：频率和电压应 保持在额定值附近的一定范围内。我国规定电力系 统频率为50Hz，偏差在0.2-0.5Hz。
水轮发电机结构PPT课件
发电机结构 形式： 按布置方式的不同水轮发电机可分卧式和立式两种。 按推力轴承位置的不同来分,立式发电机又分为悬式和伞式
两种。 推力轴承位于装置上方的发电机称为悬式发电机，它适用
于转速在100r/min以上。其优点是推力轴承耗损小，装配方 便，运转较稳定；缺点是机组高度较大，消费钢材较多。
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。
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；
Learning Is To Achieve A Certain Goal And Work Hard, Is A Process To Overcome Various Difficulties For A Goal
一条边放在某一槽的上层，另一条边则放在相隔一个 线圈节距的下层，整个绕组的线圈数恰好等于槽数。
双层绕组的主要优点为: 1）可以选择最有利的节 距。并同时采用分布绕组，来改善电动势和磁动势的 波形；2）所有线圈具有同样的尺寸，便于制造； 3） 端部形状排列整齐，有利于散热和增强机械强度。分 叠绕组和波绕组。 叠绕组 ： 绕组嵌线时，相邻的两个串联线圈中。后一
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；
（二）转子结构
发电机转子由主轴、轮毂、磁轭、端压板、风扇、 磁极、制动闸板等组成，
水轮发电机结构及工作原理介绍
– 托盘
• 托盘的作用是减小轴瓦的变形。另外，托盘的轴向 柔度在运行中有一定的均衡负荷作用。 • 其材质应选用能承受较大弯曲应力的高强度材料。
– 绝缘垫
• 通常在轴承座下面或推力头与镜板结合面之间装设 绝缘垫，切断轴电流回路，保护轴瓦工作面，并起 到绝缘和调整轴线的双重作用。
– 油的循环冷却
• 轴承的油循环冷却方式有内循环和外循环两种。 • 中小型水轮发电机轴承的油循环冷却方式一般为内 循环。
• 绕组
– 三相绕组由绝缘导线绕制而成，均匀地分布 于铁芯内圆齿槽中。 – 三相绕组接成Y形，它的作用是当转子磁极旋 转时，定子绕组切割磁力线而感应出电势。
定子叠片加固
• 水轮发电机的转子是转换能量和传递转矩的 主要部件，一般由主轴、转子支架、磁轭、 磁极等部件组成。
立轴水轮发电机转子结构
转
•
通风系统 机组运行时，发电机绕组以及铁芯将产生大量的热量，为了使绕组和铁芯的温 度不至于过高而引起绕组绝缘损坏，发电机必须设置通风冷却装置。 • 一个良好通风系统应具备的基本要求 水轮发电机运行实际产生的风量应达到设计值并略有余量。 各部位（特别是定子的有效段）的冷却风量应合理分配，各部位温度分布均匀。 风路简单，损耗较低。 结构简单、加工容易、运行稳定。 有时还能满足水电厂厂房结构以及利用发电机的热风供厂房冬季取暖。 • 通风元件 压力元件：转子磁极、磁轭、风扇。其中磁极、磁轭是主要的压力元件，在整 个通风系统中占80%~90%的作用。 阻力元件：定子。在整个通风系统中，定子风阻占整个风阻的70%
起动试运行的内容和程序 ：
1. 机组起动试运行的工作范围很广，要进行从水工建筑物 到机电设备的全面检查。一般说来包括试验检查和试运行 两大部分，而且以试验检查为主。 2. 起动试运行程序： （1）水轮发电机组试运行前的检查 （2）机组充水试验 （3）水轮发电机组空载试运行 （4）发电机对主变压器和高压配电装置零起升压试验和电 力系统对主变压器全压冲击合闸试验 （5）水轮发电机组并列及带负荷试验 （6）水轮发电机组甩负荷试验 （7）水轮发电机组连续带负荷试验
第五章 反击式水轮机的基本结构(一)
止漏效果差，但其与转轮 的同心度高，制造、安装方 便，抗磨损性能较好。在含 泥沙较多的电站采用间隙式 止漏环。迷宫式止漏环，与 转轮的同心度高，制造、安 装较方便。
水头H<200m
间隙式
迷宫式
当水从迷宫式止漏环间隙中流过时，由于局部阻力加大，使 压力降低，当水流到达沟槽部位时又突然扩大，进入下一个间 隙时又突然收缩，这种反复扩大、收缩的结果减低了水流压 力，使漏水量大大减少。
FE F1 F2 F3 F4 ( N )
F1—转轮流道内水流作用产生的推力； F2—作用于转轮上冠因水压力产生的水推力； F3—作用于下环因水压力产生的推力； F4—浮力。
在实际设计中，往往用经验公式来计算作用于转轮的轴向推 力。对混流式水轮机有：
Ft 9.81 10 K3水轮机总的轴向推力：
F Ft 9.81 10 3 (WR WS )
N
在高水头混流式水轮机中，为了降低机组推力轴承的负荷，在 结构上主要采用减小作用在上冠外面轴向水推力的措施。
常用的减压装置结构形式： 引水板和泄水孔的减压方式； 顶盖排水管和转轮泄水孔的减压方式。 上下环形引水板分别装在顶盖 下方和上冠的上面，当漏水进入 顶盖引水板与上冠引水板之间的 间隙c时，由于转轮旋转受离心 力的作用，漏水被逸至顶盖引水 板上，经泄水孔排至尾水管。此 型式的减压效果与引水板面积、 间隙E和c的大小及泄水孔的直径 d有关。一般认为引水板和泄水 孔面积越大，间隙E和c越小，减 压效果越显著。泄水孔最好开成 顺水流方向倾斜β=20o~30o。
转轮：将水能转变成机械能的核心部件。 转轮直接决定水轮机的过流能力，水力效率，空蚀 性能，工况稳定性等工作性能。 要求转轮各部分应满足：水力设计的型线，有足够的 强度和刚度，制造的转轮应具备有抗空蚀损坏，耐泥 沙磨损的性能。 转轮由上冠，下环和叶片组成，一般混流式水轮机 有14~19个叶片。叶片、上冠和下环组成坚固的整体钢 性结构。转轮上冠与主轴的下法兰连接。泄水锥与上 冠连接，用于消除水流旋蜗。
水电站水轮发电机组的基本结构及安装过程
水电站水轮发电机组的基本结构及安装过程一、水轮发电机组的基本结构1.水轮发电机：水轮发电机是水电站发电的核心设备，它将水流的动能转化为机械能，在转子与定子之间通过电磁感应产生电能。
水轮发电机包括转子、定子和转子轴承等。
2.调速装置：调速装置用于控制水轮的转速，保证水轮发电机的正常运行。
调速装置通常由水轮的钢轮、调速器和液力传动装置等组成。
3.低压配电系统：低压配电系统是将水轮发电机产生的高压电能通过变压器降压后输送至用户的系统。
它包括变压器、开关设备、保护装置和电流互感器等。
4.辅助设备：辅助设备主要包括水泵、冷却设备、火灾监控装置等。
水泵用于进水和排水，冷却设备用于降低水轮发电机组的温度，火灾监控装置用于监测水轮发电机组周围的火灾情况。
二、水轮发电机组的安装过程1.场地选择：水轮发电机组需要选择在水流充足、坡度适宜、土壤稳定和交通便利的场地上建设。
同时要考虑电网的接入方式和水轮发电机组的运输通道。
2.水轮发电机组的安装：首先需要修建一座水坝，形成一个水库，以储存水资源。
然后在水库出口处建造一座放水渠道，将水引入水轮发电机组的水导管系统。
水导管系统包括水流整流器、水轮进水口、水轮和尾水放空口。
3.水轮发电机组的建设：根据水轮发电机组的设计要求，在场地上修建发电厂房和相关设备基础。
然后进行水轮发电机组的设备安装，包括将水轮发电机组各个组件安装在机房内，并与输电线路连接。
4.调试与运行：水轮发电机组安装完成后，需要进行一系列的调试工作，包括试运转、开机调试和正常运行试验等。
在调试工作完成后，水轮发电机组即可正式投入运行，生成电能供给用户使用。
5.运维与管理：水轮发电机组在正常运行中需要进行定期的检查、维护和管理工作，包括设备的巡视、清洗、润滑和更换等。
同时还需要注意水库的管理和维护，以确保水能资源的充足和水轮发电机组的安全运行。
总结：水电站水轮发电机组的基本结构包括水轮发电机、调速装置、低压配电系统和辅助设备。
水轮发电机结构及工作原理介绍
水流冲击水轮机叶片带动水轮机旋 转
发电机将机械能转化为电能
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水轮机通过传动装置将机械能传递 给发电机
电能通过输电线路传输到电网供用 户使用
效率定义：发电机在单位时间内输出的电能与消耗的机械能之比 影响因素：发电机的设计、制造、运行条件等 提高效率的方法：优化设计、提高制造精度、改善运行条件等 效率计算公式：η=P/P0其中P为输出电功率P0为输入机械功率
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汇报人：
农村地区：为偏 远地区提供电力 供应
城市景观：作为城 市景观的一部分提 供照明和装饰
水利工程：用于 水利工程的监测 和控制
环保领域：用于 污水处理和环保 监测
水轮发电机的优缺 点
清洁能源：水 轮发电机利用 水能发电是一
种清洁能源
效率高：水轮 发电机的效率
较高可达到 90%以上
运行成本低： 水轮发电机的 运行成本较低 维护费用也较
水轮发电机的工作原理：水流通过水轮机带动发电机转子旋转产生电能 发电机的运行特性：根据水流量、水头、转速等因素调整发电机的输出功率和频率 发电机的运行状态：正常运行、停机、故障等 发电机的维护和保养：定期检查、维护和保养确保发电机的正常运行和寿命
水轮发电机的类型
工作原理：利 用水流的冲击 力推动水轮机 旋转从而带动
水轮发电机结构及工 作原理介绍
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水轮发电机的结构
水轮发电机的工作 原理
水轮发电机的类型
水轮发电机的应用 场景
水轮发电机的优缺 点
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水轮发电机的结构
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 。
水轮发电机结构及工作原理介绍
水轮发电机结构及工作原理介绍水轮发电机是一种利用自然水流的动能来产生电能的装置。
它是电力工业中最为常见的发电机之一，被广泛应用于水力发电站和小型水电站中。
本文将介绍水轮发电机的结构组成及其工作原理。
一、水轮发电机的结构组成1. 水轮机水轮机是水轮发电机中的核心部件，它通过水的冲击力将水的动能转化为机械能。
水轮机通常由转子、转子叶片和轴组成。
转子是水轮机的主要部件，负责承载叶片和转动。
转子叶片用来接收水流冲击力，将动能转化为转子运动能量。
轴则将转子连接到发电机，使其能够转动。
2. 水导装置水导装置是控制水流进入水轮机的装置，它的作用是将水流引导到水轮机的转子上。
水导装置通常由水闸、引水渠和水轮机进水口组成。
水闸和引水渠用来控制水流的流量和流速，可以根据实际需要进行调节。
水轮机进水口是水流进入水轮机转子的地方，需要保证水流的稳定和流量的均匀分布。
3. 输电系统输电系统是将水轮发电机产生的电能传输到用户端的系统。
它由发电机、变压器、输电线路和配电系统组成。
发电机是将机械能转化为电能的设备，它通过转子的旋转产生感应电动势，从而产生交流电。
变压器负责将发电机产生的低电压升高为输电线路所需的高电压，以减少输电损耗。
输电线路将电能从发电厂传输到用户端，而配电系统则将电能从输电线路引导到用户家庭或工厂。
二、水轮发电机的工作原理水轮发电机的工作原理基于水能转化为机械能，再由机械能转化为电能的过程。
其工作原理可以概括为以下几个步骤：1. 水的冲击力当水流通过水闸和引水渠进入水轮机时，会受到水轮机转子上叶片的阻力，从而产生冲击力。
这种冲击力将水的动能转化为机械能，使转子开始旋转。
2. 转子的旋转转子受到冲击力作用后开始旋转，旋转的速度取决于水流的流量和水轮机的设计。
转子旋转会带动轴一起旋转，将机械能传递到发电机中。
3. 感应电动势转子的旋转会产生变化的磁场，使静子（固定在发电机内部的零部件）中的导体产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律，当导体在磁场中运动时，会在导体两端产生电势差，即感应电动势。
水轮发电机结构介绍ppt课件
轮叶安装
装配步骤：
首先采用转轮 翻身工具将转轮体 翻身（图中没有表 示）；然后将轮叶 分片装配到相应位 置（图中只显示了 单个轮叶的安装）； 用螺栓将轮叶与枢 轴固定；安装转轮 悬挂装置；再安装 操作架（图中没有 表示出来）。
31
外形图
泄水锥结构
剖面图
作用：
1. 是水轮机导水机构的重要组成部分，主要是为尾水导流； 2. 使转轮体内部形成一个封闭油腔，起密封作用。
水导油箱筒
水导油箱筒由二瓣组成，安装时先分别吊入，然后组合安装。
48
水导油箱
分瓣配合处
水导油箱由二瓣组成，安装时先分别吊入，然后组合安装 成一个整体，并且与水导油箱筒连接成一体。
49
水导轴承体
水导轴瓦支柱螺 丝安装孔
50
水导轴承安装
装配步骤：
1.安装水导油箱筒； 2.安装水导油箱； 3.安装水导轴承体； 4.安装水导轴瓦； 5.调整水导轴瓦； 6.安装轴瓦测温装置； 7.安装地板； 8.安装水导轴承盖；
永磁机 上机架 上挡风板 定子 转子
下挡风板 下风罩
推力轴承
推力支 架柱段
推力支 架锥段
空冷器
7
机组顶部布置
8
水轮发电机组结构分类
基础部分 基础支持盖
受油器
轴系部分 主轴 操作油管 水封 水导轴承 推力轴承
发电机部分 发电机定子 发电机转子 上机架 永磁机
9
三维效果图
第二讲 水力机组基本结构
1. 混流式 2. 轴流式 3. 其他 4. 发电机
1
1. 混流式
2
低水头混流式水轮机转轮 高水头混流式水轮机转轮
3
4
2. 轴流式
水轮发电机的结构(讲义)..36页PPT
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水轮发电机的结构(讲义)..
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7、心急吃不了热汤圆。
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8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
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10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
水轮发电机结构介绍
水轮发电机结构介绍水轮机是水轮发电机的核心部件，它直接受到水流的作用，将水的动能转化为机械能。
水轮机一般由水轮叶片、转轴和轴承组成。
水经过水轮叶片时，叶片会受到水流的冲击力，从而转动水轮。
水轮的转动会带动转轴一起旋转，使得机械能得以传递到发电机上。
水轮叶片的形状和数量不同，可以分为斜梁式、斜流式、直径式等，根据不同的水流特性选择合适的水轮叶片。
发电机是水轮发电机的关键组件，它负责将转动的机械能转化为电能。
发电机一般由定子和转子组成。
定子是固定不动的部件，它包含有一组线圈，通过电流流过线圈产生磁场。
转子则是旋转的部件，它由磁铁构成，当转子旋转时，磁铁与定子的磁场发生相互作用，从而产生电流。
这个原理被称为电磁感应。
通过调整转子的速度和磁场的强度，可以控制生成的电流大小和频率，实现电能的稳定输出。
控制系统是水轮发电机的重要组成部分，它负责监测和控制水轮发电机的运行状态。
控制系统一般由传感器、调速装置和自动化控制装置等构成。
传感器用于测量和监测水流的流量、压力等参数，以及发电机的转速、温度等状态。
调速装置用于控制水轮的转速，保持其在合理的范围内，使得发电机输出的电能稳定。
自动化控制装置可根据传感器的反馈信号，对水轮和发电机进行智能化控制，实现自动化运行。
此外，水轮发电机还需要配备水泵、调节阀和润滑系统等辅助设备。
水泵用于将水引导到水轮发电机，提供水流能量。
调节阀用于调节水流的压力和流量，优化水轮发电机的工作效率。
润滑系统则是对水轮发电机的轴承和机械部件进行润滑，降低摩擦损耗，延长使用寿命。
总之，水轮发电机是一种通过水流驱动的发电装置，由水轮机、发电机和控制系统等组成。
它利用水的动能转化为机械能，再将机械能转化为电能。
水轮发电机在水力发电中起到至关重要的作用，它可以通过合理的设计和控制，实现高效稳定的电能输出。
随着技术的发展，水轮发电机的结构和性能还将进一步优化和改进，为可持续发展提供更多清洁能源。
水轮机的基本结构及其主要部件的作用
水轮机的基本结构及其主要部件的作用水轮机总体由引水、导水、工作和排水四大部分组成。
1、水轮机的引水部件：主要指蜗壳及座环等，水流由蜗壳引进，经过座环后才进入导水机构。
蜗壳的作用是使进入导叶以前的水流形成一定的旋转，并轴对称地、均匀地将水流引入导水机构；座环的作用是：承受整个机组及其上部混凝土的重量以及水轮机的轴向水推力；以最小的水力损失将水流引入导水机构；机组安装时以它为基准。
所以，座环既是承重件，又是过流件，也是基准件。
因此，要求座环必须有足够的强度、刚度和良好的水力性能。
2、水轮机的导水机构：导水机构主要由操纵机构（推拉杆、接力器及其锁锭装置）、导叶传动机构（包括控制环、拐臂、连杆和连接板等）、执行机构（导叶及其轴套等）和支撑机构（顶盖、底环等）四大部分组成。
其作用使进入转轮前的水流形成旋转，并可改变水流的入射角度，当发电机负荷发生变化时，用它来调节流量，正常与事故停机时，用它来截断水流。
导水机构的操纵机构导水机构的操纵机构的作用是：在压力油的作用下，克服导叶的水力矩及传动机构的摩擦力矩，形成对导叶在各种开度下的操作力矩。
导水机构的操纵机构分为直缸式和环形接力器两大类。
调速环或接力器锁锭装置锁锭装置的作用是：当导叶全关闭后，锁锭投入，可阻止接力器活塞向开侧移动；一旦关侧油压消失，又可防止导叶被水冲开。
导水机构的传动机构导水机构的传动机构的作用：是将操纵机构的操作力矩传递给导叶轴并使之发生转动。
其型式主要有叉头式和耳柄式两种。
太站为耳柄式，长站为叉头式。
正常运行时应着重检查控制环、拐臂、连杆和连接板之间的连接销有无串出或脱落。
剪断销及引线是否完好。
导水机构的执行机构导水机构的执行机构包括导叶和轴套，为了操作导叶使其转动，既减少摩擦阻力又不摆动，在水轮机导叶上均装有三个滑动轴承。
下轴套装在底环上，上、中轴套装在导叶套筒内，套筒固定在顶盖上。
为了减少沿轴颈的漏水量和减轻泥沙对轴颈的磨损，导叶轴颈均装有密封，当密封损坏时可能造成顶盖水位升高。
水轮发电机的结构讲义
发电机部分
定子
固定部分，产生磁场，通常由铁芯和绕组组成。
转子
转动部分，在定子磁场中转动，产生感应电动势， 驱动发电机转动。
03
水轮发电机的运行原理
水能转化为机械能
当水流通过水轮机的转轮时，转轮会受到水流的冲击力 而旋转，将水能转化为机械能。
水流的速度、水轮机的转速以及转轮的形状等因素都会 影响水能转化为机械能的效率。
广。
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水轮发电机的历史与发展
总结词
水轮发电机自19世纪末发明以来，经历了多个发展阶段，技术不断进步，已成为现代可再生能源的重要组成部分。
详细描述
水轮发电机自1878年由法国工程师Gustave Eiffel发明以来，经历了多个发展阶段。最初的水轮发电机采用直流 发电方式，后来逐渐发展为交流发电。随着科技的不断进步，水轮发电机的效率和可靠性得到了显著提高。如今， 水轮发电机已成为现代可再生能源的重要组成部分，广泛应用于水电站建设。
水轮发电机的应用领域
水力发电
潮汐能利用
水轮发电机是水力发电的核心设备， 通过水流驱动水轮机转动，进而带动 发电机发电。
潮汐能发电利用潮汐能驱动水轮发电 机组发电，是可再生能源利用的一种 形式。
抽水蓄能
抽水蓄能电站利用水轮发电机作为抽 水蓄能的动力设备，在电力需求低谷 时段将水抽到高处储存，在电力需求 高峰时段放水发电。
水轮发电机的种类与特点
总结词
水轮发电机根据水流能量的利用方式可分为反击式和 冲击式两种类型，各有其特点和应用范围。
详细描述
水轮发电机根据水流能量的利用方式可分为反击式和 冲击式两种类型。反击式水轮发电机利用水流在引水 系统中产生的压力和动能，通过水轮机将能量转化为 旋转机械能，再带动发电机发电。冲击式水轮发电机 则是利用自由落体的水流的动能，通过喷嘴和转轮将 能量转化为旋转机械能。两种类型的水轮发电机各有 其特点和应用范围，可根据实际情况选择使用。
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托盘
托盘的作用是减小轴瓦的变形。另外，托盘的轴向柔
度在运行中有一定的均衡负荷作用。 其材质应选用能承受较大弯曲应力的高强度材料。
绝缘垫
通常在轴承座下面或推力头与镜板结合面之间装设绝
缘垫，切断轴电流回路，保护轴瓦工作面，并起到绝 缘和调整轴线的双重作用。
油的循环冷却 轴承的油循环冷却方式有内循环和外循环两种。 中小型水轮发电机轴承的油循环冷却方式一般为内循 环。
推力轴承的组成和作用
推力轴承是应用液体润滑承载原理的机械结构部件，主
要由轴承座及支承、轴瓦、镜板、推力头、油槽及冷却 装置等部件组成。 其主要作用是承受立轴水轮发电机组转动部分全部重量 及水推力等负荷，并将这些负荷传给负荷机架。
推力轴承的分类
推力轴承支承结构方式主要有弹性垫支承式、刚性抗重
磁轭与转子支架
磁轭的作用是构成磁路并固定磁极。 转子支架的作用是固定磁轭。 对于定子铁芯外径小于325cm的中小容量的水轮
发电机，磁轭可用铸钢或整圆的厚钢板制造，不 需要专门的转子支架。 对于定子铁芯外径较大的水轮发电机，磁轭通过 转子支架和主轴连成一体。 磁轭的外缘加工有T尾、鹇尾槽或螺孔，用以固 定磁极。
水轮发电机定子结构
水轮发电机定子主要由机座、铁芯和三相绕 组线圈等组成。
铁芯固定在机座上。 三相绕组线圈嵌装在铁芯的齿槽内。 发电机定子机座、铁芯和三相绕组统一体统称为
发电机的定子，也称为电枢。
立轴水轮发电机定子结构
机座
定子机座一般呈圆形，小容量水轮发电机多数采
用铸铁整圆机座，也有采用钢板焊接的箱形结构； 容量较大的水轮发电机的机座由钢板制成的壁、 环、立筋及合缝板等零件焊接组装而成。 机座应有足够的刚度，同时还应能适应铁心的热 变形。
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 。
推力轴承
镜板 镜板是将推力负荷传递到推力瓦上的部件，技术要求高。 要求镜板保证其平面度和水平度，一般为0.02mm／m。 镜板多采用45号锻钢，应有足够的刚度。 推力头
推力头是承受并传递机组轴向负荷及扭矩的部件。多数
用平键和卡环固定在主轴上，也有采用热套方法固定于 主轴上的。 推力头应有足够的刚度和强度，以承受机组轴向推力产 生的弯矩作用，不致产生有害的变形和损坏。
推力瓦
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。 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。 ④推力轴承可以在油槽内冷却器短时停水时正常运行。 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。
第
章 水 轮 发 电 机 的 基 本 结 构
水轮发电机组安装与检修
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。
水轮发电机转子结构
水轮发电机的转子是转换能量和传递转矩的 主要部件，一般由主轴、转子支架、磁轭、 磁极等部件组成。
立轴水轮发电机转子结构
主轴
主轴的作用是用来传递扭矩，应具有一定的强度
和刚度。 主轴一般由35号、40号、45号或20SiMn等钢整 锻而成。 小容量水轮发电机一般采用整锻实心轴，也有的 采用无缝钢管作为轴；大、中型容量的发电机采 用整锻空心轴。
磁极
磁极是提供励阻尼绕组及钢垫 板等零部件组成。 磁极铁芯分实心和叠片两种结构。 中、小容量高转速水轮发电机的转子，常采用实 心磁极结构，整体锻造或铸造而成。转速大于或 等于750r／min的小型水轮发电机，常采用磁极 铁芯连同转子的磁轭与主轴整体锻造加工。 磁极固定方式通常采用螺钉、T尾和鸽尾结构。
抗重螺栓
推力瓦由头部为球面的抗重螺栓支承，抗重螺栓垂 直拧入装有螺纹套筒的轴承座上。调整抗重螺栓的 高度，可使瓦块保持在同一水平面上，使瓦块受力 均匀。 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，并且承受整个机组转 动部分的重量和轴向水推力。 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～8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。
螺栓支承式、弹性油箱支承和平衡块支承式四种。 弹性垫支承式只用于小容量的立轴发电机；弹性油箱支 承和平衡块支承式用于大中型发电机；中小型水轮发电 机的推力轴承一般采用刚性抗重螺栓支承方式。
刚性支柱螺钉支承方式的推力轴承
刚性抗重螺栓支承方式的推力轴承结构见下图：
1—上机架；2—冷却器；3—气窗；4—导轴承装配；5—密封盖；6—卡环； 7—推力头；8—隔油板；9—镜板；10—挡油管；11—主轴；12—轴承座； 13—抗重螺栓；14—托盘；15—推力瓦；16—绝缘垫
铁芯
定子铁芯是定子的一个重要部件，由扇形冲片、
通风槽片、定位筋、齿压板，拉紧螺杆及固定片 等零部件装压而成。 定子铁芯的作用是：作为磁路的主要组成部分， 为发电机提供磁阻很小的磁路，以通过发电机所 需要的磁通，并用以固定绕组。
绕组
三相绕组由绝缘导线绕制而成，均匀地分布于铁
芯内圆齿槽中。 三相绕组接成Y形，它的作用是当转子磁极旋转 时，定子绕组切割磁力线而感应出电势。
弹性垫支承氏的推力轴承
轴承瓦由弹性垫支承。依靠垫的弹性变形吸收瓦
的不均匀负荷，并使瓦倾斜形成动压承载油楔。 弹性垫支承氏推力轴承示意图
1—螺钉；2—调整垫， 3—镜板；4—弹性垫； 5—绝缘垫；6—机架； 7—轴承座；8—推力瓦； 9—挡油管；l0—主轴； 11—推力头
导轴承
导轴承是用来承受水轮发电机组转动部分的径向
机械不平衡力和电磁不平衡力，并约束轴线径向 位移和防止轴的摆动，使机组轴线在规定数值范 围内旋转的结构。 导轴承结构
1—轴承座；2—密封罩； 3—滑转子；4—主轴；5— 导轴承瓦； 6—套筒；7— 支柱螺钉；8—冷却器