水轮发电机的安装

• 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。
主轴与轮毂配合尺寸测量记录
B方向 C方向 d 1 B － D 1B d 2 B － D 2B d 3 B － D 3B d 4 B － D 4B d1C d2C d3C d4C D1C D2C D3C D4C d 1 C － D 1C d 2 C － D 2C d 3 C － D 3C d 4 C － D 4C
硅钢片
挂钩孔
转子铁芯组装
转子磁轭
转子组装
磁极键 转子磁极
转子组装
第一节 立式水轮发电机的结构
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。
两种。
卧式水轮发电机适用于中小型水力机组。对
大、中型机组多采用立式发电机。
第一节 立式水轮发电机的结构
立式水轮发电机组根据推力轴承位置布 置又分悬吊型和伞型两种。悬吊型水轮发电 机的推力轴承在转子上部，而伞型水轮发电 机的推力轴承在转子下部。 水轮发电机一般在转子上下各有一部导 轴承（普通伞型），但也有只设一个导轴承 的，机组无上导的称为全伞型，有上导的称 为半伞型。
第一节 立式水轮发电机的结构
目前常用的推力轴承有三种: 第一种是刚性支柱式； 第二种是液压支柱式；
第三种是平衡梁支柱式。
刚性支柱式推力轴承
液压支柱式推力轴承
转子磁极 测圆架
推力轴承支座
转子组装及推力轴承组装
第一节 立式水轮发电机的结构
目前在液压支柱式推力轴承中，普遍采用薄形推
力瓦轴承结构，它是将厚瓦分成薄瓦及托瓦部分，这
定子扇形硅钢片
• 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。
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，一般由几部分组成： 主轴 转子支架 磁轭 磁极
大型立轴水轮发电机转子结构
第一节 立式水轮发电机的结构
水轮发电机冷却方式：分为空气冷却与水冷却两种，目
前大多数机组采用空气冷却。
第一节 立式水轮发电机的结构
发电机型号：
第一节 立式水轮发电机的结构
立式水轮发电机主要包括转子、定子、上机架、 下机架、推力轴承、导轴承、空气冷却器、励磁机 和永磁机等。
第一节 立式水轮发电机的结构
（一）过盈配合量的测量及加热温度的计算 为了确保轮毂烧嵌过程的顺利进行和运行的安全 可靠，烧嵌前必须对其配合尺寸进行细致而准确的测 量，检查是否符合图纸要求，其测量部位及测量记录。
第三节 发电机转子的组装与吊装
轮毂配合过盈测量 检查部位示意图
第三节 发电机转子的组装与吊装
表3-2
测量断面 1号断面 2号断面 3号断面 4号断面
发电机定子由机座、铁芯、线圈等部件组成。
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。
定子剖视图 1:机座 2:铁芯 3:线圈
• 机座 – 机座由钢板拼焊而成是用来固定铁芯的，对于悬 吊型发电机，机座又承受所有转动部分的重量； – 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。
K =Δmax＋(1.5～2)
式中，K——轮毂内孔膨胀量（单位：mm）； 1.5～2——考虑起吊过程中轴孔 冷缩和套轴时所 需的间隙值（单位：mm）。
第二节 一般安装程序（悬吊式）
悬吊型水轮发电机组的安装程序： （3）待水轮机大件吊入机坑后，吊装下部风洞盖 板，根据水轮机主轴中心进行找正固定。 （4）把已组装好的下部机架按x、y方向吊入就位， 以水轮机主轴中心找正、固定下机架，浇筑基础混 凝土。并按总装要求调整制动器顶部高程。
第二节 一般安装程序（悬吊式）
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 。
燕尾槽
样有利于薄瓦散热，并使受力均匀，大大降低了轴瓦
的热变形及机械变形。
扇形推力瓦
薄形推力瓦 1:薄瓦 2:托瓦 3:外侧挡块 4:支柱螺栓 5:轴承座
平衡梁支柱式推力轴承 1:推力瓦 2:支柱螺栓 3:上平衡梁 4:下平衡梁 5:定位销
6:底座
第一节 立式水轮发电机的结构
对于起动频繁的水轮发电机和单位荷重较大的推 力瓦，还在轴承中专门设置液压减载装置。机组起
• 磁极 – 磁极是提供励磁磁场的磁感应部件，由磁极铁芯， 线圈，上、下托板，极身绝缘，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。
发电机转速(r/min) 375以上 100以上至375 100以下 铁片分类重量精度(kg) 0.2 0.3 0.4
第三节 发电机转子的组装与吊装
二、轮毂（辐）烧嵌 轮毂烧嵌有两种方式：一种是轮毂套轴，另一种 是轴插轮毂。一般多用轮毂套轴方式；只有轮毂套轴
起吊高度不够时才考虑使用轴插轮毂的方法。
A方向 d1A d2A d3A d4A D1A D2A D3A D4A d 1 A － D 1A d 2 A － D 2A d 3 A － D 3A d 4 A － D 4A d1B d2B d3B d4B
D1B D2B D3B D4B
第三节 发电机转子的组装与吊装
根据表3-2计算得出的最大过盈值Δmax，计算出热套前孔 的膨胀量为：
（9）装配推力轴承，将转子落到推力轴承上，进行发电机
轴线调整。 （10）连接发电机与水轮机主轴，进行机组总轴线的测量和 调整。
第二节 一般安装程序（悬吊式）
（11）调推力瓦受力，并按水轮机迷宫环间隙定转动部分
中心。
（12）安装导轴承、油槽等，装配油、水、气管路。 （13）安装励磁机和永磁机。 （14）安装其他零部件，如集电环、上盖板等。 （15）进行全面清理、喷漆、干燥，轴承注油。 （16）起动试运转。
损耗都相当大，轴瓦除因受力不均发生机械变形外，
还会因温度不均而产生热变形，严重时会破坏油膜
使瓦烧坏。为此，有时也采用双排推力瓦结构。
第二节 一般安装程序（悬吊式）
悬吊型水轮发电机组的安装程序： （1）预埋下部风洞盖板、下部机架及定子的基础垫 板，上机架千斤顶基础板。 （2）在定子基础坑内组装定子并下线，安装空气冷 却器等。为了减少与土建及水轮机安装的相互干扰， 也可在机坑外进行定子组装、下线，待下机架吊装 后，将定子整体吊入找正。
动前和起动中，以及停机过程中，不断向推力轴承
瓦油槽中打入高压油，使转动部件略微抬起，镜板 与推力瓦形成0.04 mm左右的高压油膜，以改善起动 润滑条件，降低摩擦系数，减少摩擦损耗，提高推 力瓦的工作可靠性。
液压减载推力瓦 (单位：mm)
第一节 立式水轮发电机的结构
大型水轮发电机的推力轴承，其负荷、直径和
(a)具有两个导轴承，推力轴承在上导上面；（b）具有两个导轴承，推 力轴承在上导下面；（c）无下导轴承
（a）普通伞型；（b）全伞；（c）半伞
立式水轮发电机主要 包括转子、定子、上 机架、下机架、推力 轴承、导轴承、空气 冷却器、励磁机和永 磁机等。
TS 1260/200－48 悬吊型水 轮发电机
悬吊型水轮发电机一般安装程序及流程图
第三节 发电机转子的组装与吊装
转子剖视图 1:主轴 2:轮辐（毂） 3:支臂 4:磁轭 5:齿压板 6:风扇 7:磁极 8:制动板
第三节 发电机转子的组装与吊装
燕尾槽
硅钢片
挂钩孔
转子铁芯组装
转子磁轭
转子组装
磁极键 转子磁极
转子组装
第三节 发电机转子的组装与吊装
（5）将上机架按图纸要求吊入预装；以水轮机主轴中心为准，
找正上机架中心和标高水平；同定子机座一起钻铰定位销
钉孔，将上机架吊出。 （6）在装配间组装转子并将其吊入定子；按水轮机主轴中心、 标高、水平进行调整。 （7）检查发电机空气间隙，必要时以转子为基准。
第二节 一般安装程序（悬吊式）
（8）将已预装好的上部机架吊放于定子机座上，按定位销 孔位置将上机架固定。
水力机组安装与检修
第四章
立式水轮发电机的安装
第一节 立式水轮发电机的结构 第二节 一般安装程序
第三节 发电机转子的组装与吊装
第四节 定子的组装与安装 第五节 转子找正和主轴连接 第六节 推力轴承的安装与调整 第七节 机组轴线的测量和调整
第八节 导轴承的安装与调整
第一节 立式水轮发电机的结构
水轮发电机按主轴布置方式分为卧式和立式
推力瓦：A、钨金瓦 通常浇铸有 一层较为柔软巴氏合金的钢坯,钨 金瓦需刮瓦；B、氟塑料 采用金 属板为基体，改性聚四氟乙烯材 料为表面摩擦材料，并在改性聚 四氟乙烯材料中，加入一定的弹 性金属丝，经特殊工艺制作而成。 氟塑料瓦不需刮瓦。 约8-12块 扇形瓦，在圆周上均匀分布成一 个圆环型的平面 镜板：固定在推力头的下方，与推力 头一道随主轴旋转。 推力瓦
1:主轴 2:轮辐 3:支臂 4:磁轭 5:齿压板 6:风扇 7:磁极 8:制动板
中小型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。
推力轴承结构示意图
1、主轴 2、卡环 3、推力头 4、上机架油盆 5、联接螺栓 6、绝缘垫 7、抗重螺栓 8、抗重板 9、推力瓦 10、镜板
推力wenku.baidu.com承结构示意图
推力轴承一般由推力头、镜板、推力瓦、轴承座及油 槽等部件组成。
轴瓦钢坯上浇铸一层锡基轴承合金，一般厚 约5 mm。轴瓦的底部有托盘，可使瓦受力均匀，减 少机械变形。托盘安放在支柱螺栓球面上，使其在 运行中可以自由倾斜，以形成楔形油膜。
TS 1280/150-68全伞型水轮 发电机
第一节 立式水轮发电机的结构
悬吊型机组适用于机组转速在100 r/min以上。 优点：推力轴承损耗小，装配方便，运转较稳定； 缺点：机组布置较高，消费钢材较多。 伞型机组适用于150 r/min以下。
优点：机组高度低，可降低厂房高度，节约钢材；
缺点：推力轴承损耗大，安装维护不方便。
大型水轮发电机转子，由于运输尺寸的限制，一般将主轴、 轮辐、轮臂、磁轭铁片、磁极等零部件分件运往工地组装。水轮 发电机转子的组装主要有以下工作。 一、磁轭铁片清洗分类 磁轭铁片清洗分类在于尽量保证转子磁轭片间的密实性和 重量对称的平衡，从而提高转子运行的可靠性和稳定性，减小动 不平衡。铁片清洗分类大致分刷洗、打磨毛刺、擦干、过秤、分 类等几道工序。铁片分类称重的精度根据发电机转速的不同按表 3-1进行。 表3-1 铁片分类要求
定子机座
紫坪铺电站定子机座安装
溪洛渡11号机组定子机座吊装就位
• 铁芯 – 铁芯由硅钢片堆叠而成； – 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。