发电机课件
水轮发电机基本结构及检修技术讲义
各位新同事学员:
大家好!
今天我们有幸在一起探讨水轮发电机的检修维护, 有讲的不周到的地方请大家指正!
水力发电站
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水轮发电机基本知识
、水轮发电机原理
首先我们要知道什么是发电机，是如何进行能量转换，水电厂的发电机都为同步电机，它能把原动机（水轮机）的机械能转变成电能，通过输电线路等设备送往用户。我们知道，导线切割磁力线能产生感应电动势，将导线连成闭合回路，就有电流通过，同步发电机就是利用电磁感应原理将机械能转变为电能的。导线放在空心圆桶铁心槽里，铁心是固定不动的，称为定子。磁力线是由磁极产生的，磁极是转动的，称为转子。定子和转子是发电机最基本的部分。为了得到三相交流电，沿定子铁芯内圆每相隔120 度分别放三相绕组
A-X,B-Y,C-Z ，转子上有励磁绕组（又称转子绕组）。通过电刷和滑环的滑动接触，将励磁系统产生的直流电引入转子励磁绕组，产生恒定的磁场。当转子被原动机拖动旋转时，定子绕组不断切割磁力线，就在其中感应出电动势。导线切割磁力线能产生感应电动势，将导线连成闭合回路，就有电流通过，同步发电机就是利用电磁感应原理将机械能转变为电能的。导线放在空心圆桶铁心槽里，铁心是固定不动的，称为定子。磁力线是由磁极产生的，磁极是转动的，称为转子。
定子和转子是发电机最基本的部分。为了得到三相交流电，沿定子铁芯内圆每相隔120 度分别放三相绕组A-X,B-Y,C-Z ，转子上有励磁绕组（又称转子绕组）。通过电刷和滑环的滑动接触，将励磁系统产生的直流电引入转子励磁绕组，产生恒定的磁场。当转子被原动机拖动旋转时，定子绕组不断切割磁力线，就在其中感应出电动势将机械能
转变成电能的电机。通常由汽轮机、水轮机或内燃机驱动。小型发电
机也有用风车或其他机械经齿轮或皮带驱动的。发电机分为直流发
电机和交流发电机两大类。后者又可分为同步发电机和异步发电机两种。现代发电站中最常用的是同步发电机。这种发电机的特点是由直流电流励磁，既能提供有功功率，也能提供无功功率，可满足各种负载的需要。异步发电机由于没有独立的励磁绕组，其结构简单，操作方便，但是不能向负载提供无功功率，而且还需要从所接电网中汲取滞后的磁化电流。因此异步发电机运行时必须与其他同步电机并联，或者并接相当数量的电容器。这限制了异步发电机的应用范围，只能较多地应用于小型自动化水电站。城市电车、电解、电化学等行业所用的直流电源，在20世纪50年代以前多采用直流发电机。但是直流发电机有换向器，结构复杂，制造费时，价格较贵，且易出故障，维护困难，效率也不如交流发电机。故大功率可控整流器问世以来，有利用交流电源经半导体一整流获得直流电以取代直流发电机的趋势。同步发电机按所用原动机的不同分为汽轮发电机、水轮发电机和柴油发电机3种。它们结构上的共同点是除了小型电机有用永久磁铁产生磁场以外，一般的磁场都是由通直流电的励磁线圈产生，而且励磁线圈放在转子上，电枢绕组放在定子上。因为励磁线圈的电压较低，功率较小，又只有两个出线头，容易通过滑环引出；而电枢绕组电压较高，功率又大，多用三相绕组，有3个或4个引出头，放在定子上比较方便。发电机的电枢（定子）铁心用硅钢片叠成，以减少铁耗。转子铁心由于通过的磁通不变，可以用整体的钢块制成。在大型电机中，由于转子承受着强大的离心力，制造转子的材料必须选用优质钢材。
电能是现代社会最主要的能源之一。发电机是将其他形式的能源
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。发电机在工农业生产，国
防，科技及日常生活中有广泛的用途。发电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路, 以产生电磁功率，达到能量转换的目的。
二、水轮发电机的结构：
立式水轮发电机一般由转子、定子、机架、轴承、冷却器、制动系统等组成。
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1、转子
转子是水轮发电机的旋转部件，位于定子里面，与定子保持
定的空气间隙。转子通过主轴与下面的水轮机连接。它的作用是产生磁场。它主要由主轴、转子支架、磁轭和磁极等组成。
2、主轴
主轴的作用是中间连接、传递转矩、承受机组转动部分的总量及轴向推力。
3、转子支架
轮毂和轮臂合在一起叫支架。它的作用是连接主轴和磁轭的中间部分，并起到固定磁轭和传递转矩的作用。
4、磁轭
磁轭也叫轮环。它的作用是产生转动惯量和固定磁极，同时也是磁路的一部分。磁轭由扇形磁轭冲片、通风槽片、定位销、拉紧镙杆、磁轭上压板、磁轭键、锁定板、卡键、下压板等组成。
5、磁极
磁极是产生磁场的部件，由铁芯、磁极线圈、阻尼绕组及极靴等组成。磁极线圈由铜线或是铝线制成，立绕再磁极铁心的外表面上，匝与匝之间用石棉纸板绝缘。线圈饶好后经浸胶热压处理，形成坚固的整体。阻尼绕组的作用是当水轮发电机产生振荡时起阻尼作用，使发电机运行稳定。在不对称运行时，它能提高担负不对称负载的能力。
而实心磁极因为本身有很好的阻尼作用，故不用在装设阻尼绕组。
三、发电机的分类及型号：
发电机{ 直流发电机、交流发电机{ 同步发电机、异步发电机
（很少采用）
交流发电机还可分为单相发电机与三相发电机。
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同，水轮发电机
组的容量和转速的变化范围很大。通常小型水轮发电机和冲击式水轮 机驱动的高速水轮发电机多采用卧式结构， 而大、中型代速发电机多 采用立式结构（见图）。由于水电站多数处在远离城市的地方，通常需 要经过较长输电线路向负载供电，因此，电力系统对水轮发电机的运 行稳定性提出了较高的要求：电机参数需要仔细选择；对转子的转动 惯量要求较大。所以，水轮发电机的外型与汽轮发电机不同，它的转
子直径大而长度短。水轮发电机组起动、并网所需时间较短
，运行调 度灵活,它除了一般发电以外，特别适宜于作为
调峰机组和事故备用 机
组。水轮发电机组的最大容量已达 70万千瓦。
发电机型号:
我们龙首一级的1#机为例：SF-J15-18/4000 发电机检修周期、检修项目及其质量标准
、基本常识及注意事项:
1应有适当的检修场地，并应考虑其承载能力。
2进入发电机内部时，与工作无关的物件不应带入。人员、工具、 材料应登记，工作结束后应注销。
3做好 安全文明生产”保持检修场所和厂房的整洁、文明、卫生。
4在发电机内使用明火作业，如电焊、气焊、气割，应做好防火和 防飞溅的措
施。作业完毕应仔细清理焊渣、熔珠，在转动部件上进行 电焊时，地线必须可靠地接在转动部件施焊部位上， 严禁转子不接地 线进行电焊作业。
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由于发电机 靠水轮机来驱 动。各个水电站
自然条件的不 SFD _ 0
5部件拆卸前，对有关部件应做好动作试验，各部件动作灵活，拆卸时，应注意各零部件的相对位置和方向做好记号，记录后分解。
6拆卸机械零部件时先检查各部件接合面标志是否清楚，不明显的应重新作记号标志，并作记录，同一部件拆卸的销钉、螺栓、螺母、垫圈需放在同一箱内或袋内，做好标签注明。螺栓、螺母要清点数目, 妥善保管。
7各部件的组合面、键和键槽、销钉和销钉孔、止口应仔细进行修理，使其光滑，无高点和毛刺。但不得改变其配合性质。螺栓和螺孔亦应进行修理。所有组合配合表面在安装前须仔细地清扫干净。
8设备组合面应光洁无毛刺。合缝间隙用0.05MM塞尺检查，不能通过，允许有局部间隙；用0.1MM塞尺检查，深度不应超过组合面宽度的1/3,总长不应超过周长的20%;组合螺栓及销钉周围不应有间
隙。组合缝处的安装面错牙一般不超过0.10MM。
9部件分解拆卸时，应先拆销钉，后拆螺栓；装复时先装销钉，后装螺栓。
10部件分解后，应及时清洗零部件，检查零部件完整与否，如有缺损应进行更换或修复。所拆零部件按系统分门别类，妥善保管。
11拆卸的主要部件，如轴颈、轴瓦、镜板等高光洁度部件表面, 以及联轴法兰和销孔面应做好防锈蚀措施。应用白布或塑料布，包盖防护好。管路或基础拆除后露出的孔洞应封堵好，以防杂物掉入。
12分解的零部件存放，用木块或其他物件垫好，以免损坏其加工面或发生变形。
13机械加工面清扫后应涂以防锈油，且不得敲打或碰伤，如有损坏应立即修好。
14各零部件除结合面和摩擦面外，均应刷涂防锈漆，并按规定颜色及规定的油漆进行刷、涂、喷。
15装复时，易进水的或潮湿处的螺栓应涂以防锈漆，各连接螺栓均应按规定拧紧，各转动部分螺母应点焊或采取其他防松动措施。
16切割密封垫时，其内径应稍比管路内径大，不得小于管路的内径。若密封垫直径很大，需要拼接时，先削制接口，再黏结。
17拆卸相同部件时应分开进行（或做好记号）不得互换，禁止用肮脏的破布包装零件和多孔部件。
18拆卸部件时不可直接锤击零部件精加工面，必要时，应用紫铜棒或垫上铅皮锤击，以免损坏部件。
19起重用的钢丝绳、绳索、滑车等应事先检查、试验，钢丝绳的安全系数应按安全规程要求选用，不允许使用有缺陷的起重工具和断股或严重损伤的钢丝绳或绳索。
20零部件起吊前，应详细的检查连接件是否拆卸完，起重工具的承载能力是否足够，起吊过程中应慢起慢落。拆卸下的零部件应安放
妥当，放稳、垫平精密表面，严禁放在粗糙的垫木上，应用毛毡胶皮垫好或悬空放置，以免损坏精密表面。
二、检修目的、状态及周期
1.发电机检修的目的是什么，就是为保持或恢复发电机规定的性能而进行的检查和修理。它包括发电机扩大性大修、大修、小修、状态检修、抢修和小型技术改造等。
2.发电机小修为了保证发电机在大修周期内安全运行到下一次大修, 对发电机进行定期的检查、清扫、试验和修理，消除已发现的发电机局部缺陷或更换个别部件。
3.发电机大修对发电机有计划的进行彻底的、全面的检查和修理，全部或部分解体, 进行更换、修理易损的主要部件，恢复发电机设计性能和出力。
4.发电机扩大性大修指吊出发电机转子的检修。
5.发电机状态检修指根据设备状态监测和故障诊断系统提供的信息，在设备可能发生故障前有目的安排的检修，属于预测性检修。检修项目和时间的确定取
决于对设备状态诊断分析的结果。
1）检修工期系从设备与系统解列（或退出备用）开始，到正式交付调
度为止，包括试运行时间在内，如果尾水门在预定时间内封堵不严须延长落门时间者，则检修工期可视情况顺延。
2）为防止发电机失修，确保发电机健康，凡发电机技术状况不好的，经过技术鉴定确认出现下表所列设备状况者，经上级部门批准其检修
周期可低于上面检修周期与工期的规定
3）在发电机运行和检修过程中，若发现有危机机组安全运行的重大设
备缺陷，应立即停机检修或延长检修时间，并报上级部门批准。
三、检修项目及其质量标准:
1、维护项目及其质量标准
2、C 级检修项目及质量标准:
1
3、B级检修项目及质量标准:
3.1发电机下端轴与水轮机轴联接螺栓的拆装
3.2定子、机架检查
尘。
3.3转子检查
检修项目质量标准
1.转子清
扫
用带电清洗液清扫转子表面无油垢，灰尘。
2.发电机空
气间隙测量
各实测点间隙与实测平均间隙值偏差小于士10%。
3.磁极、磁
极键、阻尼
环、
检查各部连接无松动，点焊无开焊，锁片翻角无遗漏。
4.转子风风扇无裂纹，紧固螺栓无松动，各锁片翻角无遗漏。制扇及制动动环检查无严重磨损，制动环表面干净无油污、毛刺，环检杳螺杆与磁轭键不得突出制动环表面。
5.磁极铁
芯中心高
程
挂装后磁极铁芯中心咼程之差不大于士2mm
6.转子圆度各半径与平均半径之差不得超过设计空气间隙的士5%
查调整
5.制动系制动器给风后动作灵活，风压能保持在0.6 MPa以上，制统检查动器螺钉无断折、损伤，制动闸板表面干净无油污、灰
3.4推力轴承与导轴承检查调整
表：机组轴线的允许摆度值（双振幅）
4、A级检修项目及质量标准:
4.1 A级检修项目包括所有 B C检修项目。
4.2 A级检修还应增加以下项目:
421下机架及下盖板的拆装:
、拆机、检修、回装1、检修一般工艺要求:
1 ) 应有适当的检修场地，并应考虑其承载能力。
2)进入发电机内部时，与工作无关的物件不应带入。人员、工具、材料应登记，工作结束后应注销。
3)做好“安全文明生产”，保持检修场所和厂房的整洁、文明、卫生。
4)在发电机内使用明火作业，如电焊、气焊、气割，应做好防火和防飞溅的措施。作业完毕应仔细清理焊渣、熔珠，在转动部件上进行电焊时，地线必须可靠地接在转动部件施焊部位上，严禁转子不接地线进行电焊作业。
5)部件拆卸前，对有关部件应做好动作试验，各部件动作灵活，拆卸时，应注意各零部件的相对位置和方向做好记号，记录后分解。
6) 拆卸机械零部件时先检查各部件接合面标志是否清楚，不明显的应重新作记号标志，并作记录，同一部件拆卸的销钉、螺栓、螺母、垫圈需放在同一箱内或袋内，做好标签注明。螺栓、螺母要清点数目，妥善保管。
7) 各部件的组合面、键和键槽、销钉和销钉孔、止口应仔细进行修理，使其光滑，无高点和毛刺。但不得改变其配合性质。螺栓和螺孔亦应进行修理。所有组合配合表面在安装前须仔细地清扫干净。
8)设备组合面应光洁无毛刺。合缝间隙用0.05mm塞尺检查，不能通过，允许有局部间隙；用0.1mm塞尺检查，深度不应超过组合面宽度的1/3 ，总长不应超过周长的20％；组合螺栓及销钉周围不应有间
隙。组合缝处的安装面错牙一般不超过0.10mm。
9)部件分解拆卸时，应先拆销钉，后拆螺栓；装复时先装销钉，后装螺栓。
10) 部件分解后，应及时清洗零部件，检查零部件完整与否，如有缺损应进行更换或修复。所拆零部件按系统分门别类，妥善保管。
11)拆卸的主要部件，如轴颈、轴瓦、镜板等高光洁度部件表面，以及联轴法兰和销孔面应做好防锈蚀措施。应用白布或塑料布，包盖防护好。管路或基础拆除后露出的孔洞应割堵好，以防杂物掉入。
12)分解的零部件存放，用木块或其他物件垫好，以免损坏其加工面或发生变形。
13)机械加工面清扫后应涂以防锈油，且不得敲打或碰伤．如有损坏应立即修好。
14)各零部件除结合面和摩擦面外，均应刷涂防锈漆，并按规定颜色及规定的油
漆进行刷、涂、喷。
15)装复时，易进水的或潮湿处的螺栓应涂以防锈漆，各连接螺栓均应按规定拧紧，各转动部分螺母应点焊或采取其他防松动措施。
16)切割密封垫时，其内径应稍比管路内径大，不得小于管路的内径。若密封垫直径很大，需要拼接时，先削制接口，再黏结。
17)拆卸相同部件时应分开进行(或做好记号)不得互换，禁止用肮脏的破布包装零件和多孔部件。
18)拆卸部件时不可直接锤击零部件精加工面，必要时，应用紫铜棒或垫上铅皮锤击，以免损坏部件。
19)起重用的钢丝绳、绳索、滑车等应事先检查、试验，钢丝绳的
安全系数应按安全规程要求选用，不允许使用有缺陷的起重工具和断股或严重损伤的钢丝绳或绳索。
20）零部件起吊前，应详细的检查连接件是否拆卸完，起重工具的承载能力是否足够，起吊过程中应慢起慢落。拆卸下的零部件应安放妥当，放稳、垫平精密表面，严禁放在粗糙的垫木上，应用毛毡胶皮垫好或悬空放置，以免损坏精密表面。
21）发电机推力瓦选用弹性金属塑料瓦，每机8 块，弹性金属氟塑料层必须保证结合紧密，接触面积不小于95%，焊接连续光滑可靠，表
面不允许划碰瓦面，进油边宽度不小于10mm斜度0.05.推力瓦安装后不能有卡死现象，单边应有0 .5mm活动余地。
22）发电机导瓦选用巴氏合金瓦，最高连续运行允许温度65度，设计轴瓦与轴颈单边间隙0.15-0.20mm, 瓦面接触点每平方厘米不少于两点，进油边宽度不小于15mm斜度0.05.
2、上导轴承： 1 ）拆除励磁引线、过速保护装置引线，吊出碳刷架机座，清扫集电环与上导轴承座，做好上导轴承座和密封盖安装方位记号，并做好记录；2）检查上导油盆阀门位置正确，上导油盆排油，拆卸上导密封盖管路，吊出上导密封盖，拆卸上导瓦测温电阻线；拆卸导瓦绝缘板；3）检查上导瓦支柱螺栓背帽是否松动，导瓦压板是否有松出现象，拆卸上导瓦。
4）检查瓦面磨损情况，并做好记录；
5）导瓦修刮；以局部修刮为主,普遍挑花为辅,要求刀花深度为0.03—0.05mm,每平方厘米2—3个点，瓦花应交错排列，整齐美观，瓦花断面成契形,下刀处呈圆角,切忌下刀处成深沟,抬刀时刮不成斜面.清洗检查导轴瓦支柱螺栓应无严重
磨损、裂纹、丝扣完整，装配后转动灵活；导轴瓦抗重轴头表面应光洁、无麻点和斑坑；6）在轴瓦与轴颈上涂一层干净的透平油，吊入导轴瓦，上导瓦的间隙调整应在机组轴线和推力瓦受力调整合格, 水轮机上、下止漏环间隙和发电机空气间隙均符合要求，即轴线处于实际旋转中心位置的条件下进行；7）各导轴承安装调整时，必须在转轴中心位置确定且固定后进行，即在X、Y 方向设两块百分表监视，不得移动，先对称抱紧四块上导瓦，在转轮下止漏环+X、+Y、－X、－Y 方向打入 4 块小楔铁，将主轴下端固定，轴瓦安装调整结束后，再拆除小楔铁。
8）在各轴承固定部件合适的地方建立X、Y 方向的 4 个测点,测量转轴与它们的距离，记录后作为检查转轴中心位置的依据；9）上导轴承的安装与拆卸程序相反，其间隙应调整一致，符合要求
10）检查上导轴承对地绝缘,轴瓦绝缘应分块用1000V 摇表测量瓦与轴承座间的绝缘电阻值应不小于1M Q,上导轴承座与导轴瓦的绝缘垫，其绝缘电阻值不小于1M Q,对冷却器进行耐压试验0.6 MPa, 60min 无渗漏；3、推力轴承拆装与检修
A推力头拆除:
1） 安装吊具，挂好钢丝绳，要求钢丝绳受力均匀。
2） 推力头采用冷拔方法（靠自重或专用工具） ,如冷拔不能拔出时 则采用热拔方法； 3）加热方法：用石棉布将推力头包好，采用导线缠绕均匀加热，用 温度计监视推力头温升不得超过 15C /h ,且各部温升均匀，当推力头 加热到90C ~120C 或推力头与轴间隙约0.4~0.5mm 时即可切断导线 电流,将推力头和加热导线一起吊出。 在拆推力头时应保护好轴颈和推力头底面不得有撞伤、拉伤。
推力头底面无毛刺和划痕,否则用包有细毛毡和白布的平台作研 具,涂用研磨剂,进行研磨抛光直至符合标准为止； 2）轻微伤痕,用极细的油石磨光； 3）
推力头底面问题较严重。如底面不平、锈蚀、有较深的伤痕等, 应按厂家方案进行处理。
C 推力头水平调整
1）用框式水平仪测量：初调推力头水平,首先要对仪器进行校验合 格后,方可开始推力头水平的调整,测量前应把被测部位清扫干净, 每测一点都应在测量部位做好记号, 以便在转动 1 80度方向后仍在原 记号内,并做好两次测量记号,如果两次气泡同向一个方向移动,就 把两次测量结果相加再除 2,如果两次气泡移动方向相反,就把两次 测量结果相减再除 2,所得结果就是该处的水平值,其它各点均按此
4） 5）
拆去推力头和轴之间的键。 B 、
推力头吊出后, 应分别情况进行如下处理： 1）
方法测量。
2）将三等份瓦高程、水平调整合格后（全部在刚性情况下进行调整），在调整其它瓦使其同时受力，全部瓦调整后再用框式水平仪反复测三等份，使推力头水平误差在0.02mm/m 以内，推力头水平调整合格，调整工作结束。
D推力轴承的拆装及检修
1）检查油槽外部管路上各阀门的开、关位置正确无误后，采用滤油机将油槽内的油排掉。
2）拆除导轴承、挡油板及测温元件。
3）油冷却器排水，分解冷却器与水管法兰，拆除冷却器与油槽固定螺钉,拆除隔油板并用木塞堵好冷却器进出水管法兰, 然后用桥机吊起一段高度，擦净油冷却器表面浮油，再吊至检修场地。
4）分解油冷却器进行清扫、除锈、刷漆、装复后须进行耐压试验，冷却器试验压力为0.75MPa,保持60min，无渗漏。装复后还应进行严密性耐压试验，试验压力为 1.25倍的额定工作压力，保持30min，
无渗漏。
5）拆除推力瓦测温电阻。
E、分解、回装推力轴承过程应检查：
1）检查油槽底部有无杂质
2）检查油槽内壁油漆有无脱落
3）检查推力瓦的磨损情况4）检查支柱螺栓的锁片有无松动和断裂现象
5) 分别清扫推力瓦、瓦架、托盘及推力轴承其它部件，装入推力瓦 前，瓦面涂以一层干净的透平油，打好锁锭片，用手扳动推力瓦，应
左右动作灵活。
用面团将油槽各角落的油污和铁屑等粘出，安装油冷却器时将铜 管等擦干净，与油槽连接的螺栓要对称上紧，连接进出水管，最后安 装挡油板，注油
前用 1000 伏摇表测量推力轴承座绝缘，对地绝缘电 阻均不小于1 M Qo 2)当发电机上导油槽具备充油条件时，应缓缓的向油槽充油，检查 油槽及各管道应 无渗漏，油面高度应符合要求，偏差不超过 10mm 。
G 上机架拆装与检修
1 )上机架拆卸前应测定上机架水平标高值，拆除集电环、碳刷架， 拆除油管路，拆去上盖板。
2) 松开上机架固定螺栓、定位销钉，用桥机吊出上机架，起吊过程 中不得晃动，以防止碰坏轴颈和其他设备，支臂结合面应清扫干净。
3) 检查固定螺栓、销钉应无毛刺剪切，检查支臂结合面应平整无毛 刺。
4) 上机架吊出后应全面检查金属结构的损伤情况，不允许有裂纹等
现象。
5）吊装上机架就位后，应检查其水平，标高符合要求：标高最大差 值不超过士
1.5mm ，水平偏差不大于 0.10mm/m ，中心偏差不超过 1.0mm ,调整时先调标高，合格后再调水平。
6）水平、高程合格后，先回装销钉，再打紧上机架基础螺栓，支臂 结合面应接触严密，局部间隙不大于 0.10mm 。必要时加垫调整。
H 上下导轴瓦的刮研及推力瓦的检修:
1 ）检查轴瓦应无脱壳、硬点、裂纹或密集气孔等缺陷，对个别硬点 应剔除。 6) 彻底清扫油槽，装复油冷却器。
7) 装复测温元件、挡油板，注意检查油槽内无遗留物。
8) 推力瓦最终调整定位后，将锁锭片锁好。
F 、
油槽各部件的安装及注油 1)
发电机原理图解
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，磁力线从北极到南 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。动画中绿 色小球运动的方向表示感应电流的方向、运动的速度表示感应 电流的大小。 旋转磁场交流发电机原理模型 在这个模型中磁场是不动的，线圈在磁场中旋转产生感应电 势。在实际发电机中产生感应电势的线圈是不运动的，运动的 是磁场。产生磁场的是一个可旋转的磁铁，也就是转子，线圈 在磁铁外围，与磁铁转轴同一平面。当磁铁旋转时产生旋转磁 场，线圈切割磁力线产生感应电动势。 由于空气的磁导率太低，在旋转磁铁的外围安上环型铁芯， 也就是定子，可大大加强磁铁的磁感应强度。在定子铁芯的内 圆有一对槽，线圈嵌装在槽内。为了看清线圈电流与转子的运 动关系，把定子变成半透明的。当磁铁旋转时，线圈切割磁力 线感生交流电流。 真正发电机的转子是电磁铁，转子上绕有励磁线圈，通过滑 环向励磁线圈供电来产生磁场。把定子与线圈安在转子外围， 一个单相交流发电机原理模型就组成了。 转子作匀速旋转时，线圈就感生交流电流，画面中绿色小球 运动的方向表示感应电流的方向、运动的速度表示感应电流的 大小。 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。在画面上有每根相线的输出电势波形。 汽轮发电机的构造 这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，由于汽轮机的转速很高，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。 这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为大齿，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极与南极，旋转时就产生旋转磁场。 由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。 图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。 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（图3所示）。 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）。 转子插在定子内部，定子与转子的相对位置如图5所示。 定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。集电环在机壳外侧，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所示）图7是发电机外观图 下载动画可观看发电机结构动画。 多磁极发电机原理模型 多磁极发电机的转子有多对磁极， 图1是有3对磁极的转子模型。由于每个磁极都是从转子上明显凸起，称之为凸极式转子。每个磁极上都 绕有励磁线圈，形成南北相间的6个磁极，励磁电源通过滑环向励磁线圈供电。 该模型的转子有3对磁极，旋转一周磁场将循环3个周期，每旋转120度磁场变化1个周期。定子内园周有 18个槽
大型发电机结构说 图解
一、发电机概述 发电机是将其他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。发电机在工农业生产，国防，科技及日常生活中有广泛的用途。 发电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。 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。 二、发电机的工作原理 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。 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
详细解析汽车发电机工作原理
详细解析汽车发电机工作原理Time:2010-12-24 13:54:53 Author: Source:中电网交流发电机的结构 一、6管交流发电机的结构 交流发电机一般由转子、定子、整流器、端盖四部分组成。 JF132型交流发电机组件图见图2-5a JF132型交流发电机结构图见图2-5b JF132型交流发电机结构图见图2-5c （一）转子 转子的功用是产生旋转磁场。 转子由爪极、磁轭、磁场绕组、集电环、转子轴组成，见图2-6
转子轴上压装着两块爪极，两块爪极各有六个鸟嘴形磁极,爪极空腔内装有磁场绕组(转子线圈)和磁轭。集电环由两个彼此绝缘的铜环组成，集电环压装在转子轴上并与轴绝缘，两个集电环分别与磁场绕组的两端相连。 当两集电环通入直流电时（通过电刷），磁场绕组中就有电流通过，并产生轴向磁通，使爪极一块被磁化为N极，另一块被磁化为S极，从而形成六对相互交错的磁极。当转子转动时，就形成了旋转的磁场。 交流发电机的磁路为：磁轭→N极→转子与定子之间的气隙→定子→定子与转子间的气隙→S极→磁轭。见图2-7。 （二）定子 定子的功用是产生交流电。定子由定子铁心和定子绕组成。见图2-8A 定子铁心由内圈带槽的硅钢片叠成，定子绕组的导线就嵌放在铁心的槽中。定子绕组有三相，三相绕组采用星形接法或三角形（大功率）接法，都能产生三相交流电。 三相绕组的必须按一定要求绕制,才能使之获得频率相同、幅值相等、相位互差120°的三相电动势。 1．每个线圈的两个有效边之间的距离应和一个磁极占据的空间距离相等。
2．每相绕组相邻线圈始边之间的距离应和一对磁极占据的距离相等或成倍数。 3．三相绕组的始边应相互间隔2π+120o电角度（一对磁极占有的空间为360o电角度） 例：国产JF13系列交流发电机三相绕组绕制见图2-8B 结构参数如下： 磁极对数p6对 定子槽数z36槽 定子绕组相数m3相 每个线圈匝数N13匝 绕组联结方法Y型联结 在国产JF13系列交流发电机中，一对磁极占6个槽的空间位置（每槽60o电角度），一个磁极占3个槽的空间位置，所以每个线圈两条有效边的位置间隔是3个槽，每相绕组相邻线圈始边之间的距离6个槽，三相绕组的始边的相互间隔可以是2个槽，8个槽，14个槽等。 （三）整流器 交流发电机整流器的作用是将定子绕组的三相交流电变为直流电，6管交流发电机的整流器是由6只硅整流二极管组成三相全波桥式整流电路，6只整流管分别压装（或焊装）在两块板上。 1．汽车用硅整流二极管特点 （1）工作电流大，正向平均电流50A，浪涌电流600A； （2）反向电压高，反向重复峰值电压270V，反向不重复峰值电压300V；
电气-发电机课件
一次主接线系统图，主要是发电机、厂高变、主变、220KV 系统正常运行方式以及中性点概述。 在一次主接线中发电机发出电能经过主变送至母线，一共增加了3、4号发变组回路，然后经过母线将电能通过输出线路（增加了车兹三线），送至龟兹变电站。在主接线系统中6KV厂用电正常运行时是由3、4号厂高变分别提供。为了保证3、4号机炉的设备供电的可靠性还增加了二号启备变给6KV厂用电提供备用电源。 启备变低压侧及厂高变低压侧采用共箱封闭母线，冷却方式为空气自冷式。发电机定子引出线与主变压器、厂用变压器、励磁变压器及电压互感器采用全连接离相式封闭母线,其冷却方式采用空气自冷式、微正压系统，能有效的防止绝缘受潮和发电机出口短路。 在这个系统中的设备与一期不同的有发电机的出口电压、定子绕组接线，中性点接地方式，断路器采用的操作机构，厂高变的接线方式。 1、首先二期中的采用的是QFS2-330-2型发电机。Q:汽轮机拖动，F：发电机，S：定子绕组水冷，2为II型，330：额定容量330MW，2：两极出口电压为20kV，定子绕组采用双星形接线，（如果发电机仅是单星型接线，所有的电流都得从一个绕组流过，此绕组的导线截面要求比较大，发热、工艺等都不好解决。将发电机做成双星型接线，在同样功率输出的前提下，每个绕组仅流过一半电
流，这就可以比较好地处理绕组发热和制造工艺问题。对于大中容量发电机，其定子圆周足够大，可以布置下双星型接线的绕组，但对于小容量发电机就不行了.所谓双星型接线，就是在发电机定子中装入了两套星型接线的绕组，其中一套绕组中的A 相电压和另一套绕组中的A 相电压同向，将两个A 相绕组并联后输出为发电机的一个A 相）。定子铁芯共有54槽，发电机为水、水、空冷却方式，即定子线圈冷却系统采用充氮隔氧密闭式内冷水独立循环系统；转子冷却系统采用开式内冷水独立循环系统；定子铁芯和端部及转子表面依靠发电机转轴的风扇与空气冷却器组成一个封闭循环系统进行冷却。 2、二期采用发电机中性点采用的是经高电阻接地系统A O A U B U C U B C A I B I C I a C b C c C c I d I d L I ~优点： （1）限制过电压 （2）限制接地故障电流
#1发电机电气整套启动方案
目录 1、概述 (1) 2、编制依据 (1) 3、主要电气设备参数 (2) 4、整启前应具备条件 (3) 5、整启前检查工作 (4) 6、整套启动过程步骤 (6) 7、配合汽机甩负荷试验 (12) 8、组织分工及安全注意事项13
#1机电气整套启动试验方案 一、概述 ************ 自备电厂机组工程装机容量为2X 25MW,主发电机采用的 是*****发电设备厂生产的QFW-25-2型无刷励磁系统发电机。该机组的电气主接线方式为：#1、2#发电机分别经各自10KV出口断路器与厂用10KV母线相连，10KV厂用母线为单母分段接线方式，1#、2#发电机分别接于I母和H 母。10KV厂用母线分别与 1#、2#主变低压侧经进线断路器相连，后分别经1#、2#主变接入高压侧110KV GIS升压站并入系统。现随着1#机组各专业分系统调试及分部试运工作的结束，准备对1#发电机组进行整套启动。本次整 套启动电气专业的主要工作是1#发电机动态空载、短路试验，及发电机励磁调节、同期、测量、保护、控制回路的动态试验和检查等，并在上述试验合格后对1#发电机进行首次并网操作。为确保本次启动工作的顺利完成，特拟制该电气整套启动方案。（由于本期工程设计10KV厂用I母线与1#发电机出口母线共用，因此1#机组整启前1#主变的倒送电及相关试验工作应已完成，此方案不再涉及。） 二、编制依据 1、《电气装置工程施工及验收规范》 2、《火力发电建设工程启动、试运及验收规程》（2009年版） 3、《电气设备交接试验标准》（GB50150-2006） 4、《四川省电力设计院电气设计图纸》 5、《电力建设施工及技术验收规范》 6、*****、有关厂家资料及有关技术文件
全程图解电器课件-第二章 发电机
题目第二章发电机 好好学习天天向上，每天进步一点点，做终生汽车维修人！
Contents Page 目录页发电机 9.交流发电机的分类 （1）按结构分类 1）外装电压调节器式交流发电机在载货汽车和大型客车上应用较普遍,如东风EQ1090型载货汽车使用的JF132型交流发电机,解放CA1O91型载货汽车使用的JF1522A型交流发电机等。 2）整体式交流发电机（内装电压调节器式）内装电压调节器式交流发电机多用于轿车,如一汽奥迪、上海桑塔纳等轿车用JFZ1913Z型交流发电机。 3）带泵交流发电机带泵交流发电机多用于柴油车,在发电机后端带有真空制动助力泵,如图2-1所示交流发电机。
（3）按装用的二极管数量分类 1）6管交流发电机其整流器由6只硅二极管组成,这种型式应用最为广泛,如东风 EQ1090车使用的JF132型、解放CA1O91型车使用的JF1522A、JF152D型交流发电机等。 2）8管交流发电机指具有两个中性点二极管的交流发电机,其整流器总成共有8只二极管,如天津夏利TJ71OO，微型轿车所用的JFZ1542型交流发电机。 3）9管交流发电机指具有三个励磁二极管的交流发电机,其整流器总成共有9只二极管,如北京BJ1022型轻型载货车用的JFZ141型交流发电机。 4）11管交流发电机指具有中性点二极管和励磁二极管的交流发电机,其整流器总成共有11只二极管。如东风EQ1118载货车用JFW2621型发电机、桑塔纳轿车所用的 JFZ1913Z型交流发电机。 5）大众辉腾12管水冷交流发电机，恒定输出190A的电流。短期峰值输出可达300A。发电机包含被一个转子绕组激励的6个定子绕组如图2-3、2-4所示。
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□ 充电装置 充电装置是由发电机以及调节器组成的，它向电瓶充电并且向电气装置供电。 即，在起动机起动以及发动机停止时电瓶就成为必须的电源，而发电机要在发动机运转时向电气装置供电同时也要给电瓶充电，保证电瓶随时都处在可使用状态。 发电机通过皮带被发动机带动运转，产生的交流电被二极管整流为直流电。但是，在高速旋转时产生的电压会过高，向电瓶中充电过多，并会导致大灯熄灭等电气故障。为了防止上述故障的发生，需要通过调节器来将发电机的发电电压控制在适当的范围内。 2.种类 【1】发电机 [1]发电机（标准型） 请参见下图中发电机，这就是本公司体积小、重量轻的标准型。IC 调节器被安装在内部，这也是现在的主流机型。 电瓶 发电机 <充电装置> 点火装置
<标准型发电机> [2]发电机（传统型） 一般通常结构的发电机。要和触点式调节器组合之后才能使用。 <传统型发电机> [3]带真空泵的发电机 将生成负压（刹车的助力装置驱动源）的真空泵和发电机合为一体的型号。
[4]SC 发电机 本发电机采用了类似于波形蛙式绕组的“导线分段”式定子线圈，并通过采用此线圈成为体积小·输出大·功率高的发电机。 【2】调节器 [1]触点式调节器 本调节器是由稳压器和充电指示灯继电器组成的。电压调节的方式是，在磁场线圈串联上电 <带真空泵的发电机> <带真空泵的发电机> 真空泵 发电机
阻，通过电阻两端触点的连接、断开来控制转子电流。 稳压器 充电指示灯继电器 <触点式调节器> 〔2〕IC调节器 由于半导体技术的发展，现在已经由触点式调节器转变为IC调节器。IC调节器上没有触点，和触点式调节器相比的优点为能够更多地捕捉转子电流，并且由于其体积小，重量轻更能够与发电机浑然一体。
交流发电机的结构及工作原理
交流发电机的结构 一、6管交流发电机的结构 交流发电机一般由转子、定子、整流器、端盖四部分组成。JF132型交流发电机组件图见图2-5a JF132型交流发电机结构图见图2-5b JF132型交流发电机结构图见图2-5c
（一）转子 转子的功用是产生旋转磁场。 转子由爪极、磁轭、磁场绕组、集电环、转子轴组成，见图2-6 转子轴上压装着两块爪极，两块爪极各有六个鸟嘴形磁极,爪极空腔内装有磁场绕组(转子线圈)和磁轭。集电环由两个彼此绝缘的铜环组成，集电环压装在转子轴上并与轴绝缘，两个集电环分别与磁场绕组的两端相连。 当两集电环通入直流电时（通过电刷），磁场绕组中就有电流通过，并产生轴向磁通，使爪极一块被磁化为N极，另一块被磁化为S极，从而形成六对相互交错的磁极。当转子转动时，就形成了旋转的磁场。 交流发电机的磁路为：磁轭→N极→转子与定子之间的气隙→定子→定子与转子间的气隙→S 极→磁轭。见图2-7。
2．整流管的安装 将正极管安装在一块铝制散热板上，称为正整流板；将负极管安装另一块铝制散热板上，称为负整流板，也可用发电机后盖代替负整流板。见图2-10。 在正整流板上有一个输出接线柱B（发电机的输出端）。负整流板上直接搭铁。负整流板上一定和壳体相联接。整流板的形状各异，有马蹄形、长方形、半圆形等见图2-11
二、8管交流发电机 8管交流发电机（如夏利车用）和6管交流发电机的基本机构是相同的，所不同的是整流器有 8只硅整流二极管，其中6只组成三相全波桥式整流电路，还有2只是中性点二极管，1只正 极管接在中性点和正极之间，1只负极管接在中性点和负极之间。对中性点电压进行全波整流。（见图2-14） 试验表明：加装中性点二极管的交流发电机在结构不变的情况下可以提高发电机的功率10%～15%。 中性点二极管提高发电机功率的原理： 交流发电机中性点电压为三次谐波，随着发电机转速的提高，中性点三次谐波电压也升高。见图2-15
发电机原理图
柴油发电机组原理图 柴油发电机组是常用的备用电源,由于它以柴油发动机燃烧柴油为动力,带动发电机发出与 市电同样性质的电力,所以用在市电断电后需要后备电源供电几小时以上的场合。从性能价格比、对工作环境的要求、带非线性负载能力方面考虑,采用柴油发电机组比使用很多大容量蓄电池的长延时UPS往往具有一定的优势。但是柴油发电机组在市电断电后需要十秒钟左右才能发出稳定的电力,这就大不如UPS可不间断供电的特点。因此,柴油发电机组和UPS 通常是取其各自的优势构成一个完善的、可靠的电源系统,以确保重要设备的不间断供电。柴油发电机组一般是采用同步发电机(也俗称电球)将柴油发动机的旋转机械能转为电能。各种用电设备要依靠它发出的电力工作,因此对同步发电机的工作性能要求是很高的。 1 同步发电机的工作原理 同步发电机是根据电磁感应原理制造的。主要组成部分如图1。现代交流发电机通常由两部分线圈构成;为了提高磁场的强度,一部分线圈绕在一个导磁性能良好的金属片叠成的圆 筒内壁的凹槽内,这个圆筒固定在机座上称为定子。定子内的线圈可输出感应电动势和感应电流,所以又称其为电枢。发电机的另一部分线圈则绕在定子圆筒内的一导磁率强的金属片叠成的圆柱体的凹槽内,称为转子。一根轴穿过转子中心并将其紧固在一起,轴两端与机座构成轴承支撑。转子与定子内壁之间保持小而均匀的间隙且可灵活转动。这叫做旋转磁场式结构的无刷同步发电机。 工作时,转子线圈通以直流电形成直流恒定磁场,在柴油机的带动下转子快速旋转,恒定磁场也随之旋转,定子的线圈被磁场磁力线切割产生感应电动势,发电机就发出电来。 1—前端盖;2—出风盖板;3—轴承;4—定子;5—端子箱侧板;6—电压调节器;7—调节器支架;8—端子箱顶盖;9—端子箱前后板;10—接线板;11—接线板支架;12—端子箱侧板;13—吊攀;14—轴承盖;15—进风盖板;16—后端盖;17—励磁定子;18—励磁定子固定螺栓;19—轴承;20—旋转整流器;21—励磁电枢;22—接地牌;23—转子;24—风扇;25—永磁机机壳;26—永磁机转轴;27—永磁机转子;28—永磁机定子;29—永磁机定子固定螺栓;30—永磁机转子固定螺栓;31—垫圈;32—永磁机盖板 图1 双轴承发电机剖视图 转子及其恒定磁场被柴油机带动快速旋转时,在转子与定子之间小而均匀的间隙中形成一个旋转的磁场,称为转子磁场或主磁场。平常工作时发电机的定子线圈即电枢都接有负载,定子线圈被磁场磁力线切割后产生的感应电动势通过负载形成感应电流,此电流流过定子线圈也会在间隙中产生一个磁场,称为定子磁场或电枢磁场。这样在转子、定子之间小而均匀的间隙中出现了转子磁场和定子磁场,这两个磁场相互作用构成一个合成磁场。发电机就是由合成磁场的磁力线切割定子线圈而发电的。由于定子磁场是由转子磁场引起的,且它们之间总是保持着一先一后并且同速的同步关系,所以称这种发电机为同步发电机。同步发电机在机械结构和电器性能上都具有许多优点。 2 同步发电机的调控 同步发电机在其额定负载范围内允许带各种用电负荷。这些负荷的输入特性会直接影响发电机的输出电压;当负载为纯电阻性时,因为同步发电机的定子端电压——电枢端电压与负 载电流是同相的,所以使得转子磁场的前一半被定子磁场削弱,而后一半又被定子磁场加强,一周内合成磁场平均值不变,发电机输出电压不变。负载呈现为纯电感性时,则因负载电流滞后电枢端电压90°而使得定子磁场削弱了转子磁场,合成磁场降低,造成发电机输出电压下降。若负载是纯电容性的,负载电流就会超前电枢端电压90°,从而使定子磁场加强了转子磁