汽轮发电机基本结构解析

汽轮发电机是以汽轮机或燃气轮机为原动机的同步发电机，是火力发电厂、核能发电厂的主要设备之一，其基本结构为隐极式。如图3.3所示，为一台汽轮发电机基本结构示意图。

图3.3　汽轮发电机基本结构示意图

由于汽轮机和燃气轮机采用高转速运行时效率较高，因此汽轮发电机一般做成具有最高同步速的两极结构。汽轮发电机由于转速高、离心力大，其外形必然细长，均为卧式结构。汽轮发电机的主要部件有定子、转子、端盖和轴承等。

1.定子

定子又称为电枢，主要由定子铁芯、定子绕组、机座以及紧固连接部件组成。

（1）定子铁芯。定子铁芯是构成电机磁路和固定定子绕组的重要部件。要求导磁性能好、损耗小、刚度好，振动小，并在结构和通风系统布置上能有良好的冷却效果。

图3.4　定子铁芯示意图

定子铁芯由厚度为0.35mm或0.5mm的涂有绝缘漆膜硅钢片叠成，每叠厚30～60mm。各段叠片间留有6～10mm的通风槽，以利于铁芯散热。当定子铁芯外圆的直径大于1m时，由于材料标准尺寸的限制，必须做成扇形冲片，然后按圆周拼合起来叠装而成。叠装时把各层扇形片间的接缝互相错开，压紧后仍为一整体圆筒形，如图3.4所示。(www.xing528.com)

（2）定子绕组。定子绕组又称电枢绕组，作用是产生对称的三相交流电动势，向负载输出三相交流电流，实现机电能量的转换。定子绕组一般采用双层短距叠绕组形式，按一定规律连接成三相对称绕组。

定子绕组由多个线圈连接组成，为了减小绕组中导体集肤效应引起的附加损耗，每个线圈常用若干股相互绝缘的扁铜线绕制而成，并且在槽内及端部还要按一定方式进行编织换位。

2.转子

转子主要由转子铁芯、励磁绕组、阻尼绕组、护环、中心环、滑环及风扇等部件组成。

（1）转子铁芯。转子铁芯既是转子磁极的主体，又要承受由于高速旋转产生的巨大离心力，因此要求转子铁芯具备高导磁性能和高机械强度。转子铁芯常用含有镍、铬、钼、钒的优质合金钢材料，与转轴锻造成一体。转轴的一部分作为磁极，加工出若干个槽，槽内嵌放励磁绕组。转子表面约占圆周长1/3的部分不开槽，称大齿，即主磁极。如图3.5所示，为隐极发电机转子铁芯。

图3.5　隐极发电机转子铁芯

（2）励磁绕组。励磁绕组采用同心式线圈结构，由扁铜线绕制而成。励磁绕组嵌放在转子铁芯槽内，使用不导磁高强度材料做成的槽楔将励磁绕组固定在槽内压紧。

（3）阻尼绕组。某些大型汽轮发电机为了降低不平衡运行时转子的发热，转子上装有阻尼绕组。阻尼绕组的作用是提高同步发电机承担不对称负载的能力和抑制转子机械振荡。当发电机正常稳定运行时，阻尼绕组不起任何作用。

（4）护环、中心环与滑环。护环为金属圆筒，用于保护励磁绕组的两个端部，防止因离心力作用而甩出，因此要求采用高强度非导磁的合金钢制成。中心环用于支持护环，并阻止励磁绕组的轴向移动。滑环装在转轴上，实现励磁绕组与励磁电源的连接，一端经引线连接励磁绕组，另一端经电刷接励磁电源。