发电机构造图解（文档3篇）

  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。

  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 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

  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。

  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

  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。

  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 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。

  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

  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。

  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

  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。

  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。

  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

  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）。