1、转子铁芯 大容量的汽轮发电机转子铁芯采用机械强度高、导磁性能好的优质合金钢锻件(如镍铬钼钒、镍铬钒、钒镍钼等),经检验合格后,经加工制成。转子的直径最大已达1.25m,其中心孔的切向应力已接近目前锻件允许应力的极限。转子上沿轴轴向铣有安放转子励磁绕组的凹槽。转子槽型有矩形槽、梯形槽、阶梯形槽,这三种槽形在大容量发电机上都有采用。
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槽的排列方式一般为辐射式,槽与槽之间的部分为齿。未加工的部分通称为大齿,其余称小齿。大齿作为磁极的极身,是主要磁通回路。在大齿表面沿横向铣出若干个圆弧月牙槽,使大齿区域和小齿区域两个方向的刚度相同。
二极转子表面铣出嵌线槽后,磁极轴线上的大齿部分刚比极间开槽区的大,当转子旋转时,受自重和惯性转矩影响,依转子位置的不同,转轴弯曲程度也不相同。转子每转一圈,弯曲程度的大小要变化两个周期,将产生双倍频振动。为此,对大型的细长转子,常在大齿表面上沿轴向铣出一定数量的圆弧形横向月牙槽,使大齿区域和小齿区域两个方向的刚度接近相等,降低转子双倍频振动。
2、励磁绕组 励磁绕组线圈的每一匝都是由半匝或多根半匝导线构成,在线匝的端部中间或底部引出接头。在每个半匝嵌入槽中后,用铜焊将接头焊接在一起,形成一个串接的线圈。励磁绕组的线圈是用还有少量银的高导电率铜线绕制而成,可以改善铜线的抗蠕变性能。冷却气体通过径向排列的转子槽排出。励磁绕组放在槽内后,绕组的直线部分用槽楔压紧,端部径向固定采用护环,轴向固定采用云母块和中心环。励磁绕组的引出线经导电杆接到集电环(滑环)上再经电刷引出。
3、转子护环
护环对转子绕组端部起着固定、保护、防止变形的作用。承受着转子的弯曲应力、热套 应力和绕组端部及本身的巨大离心力。护环通常用非磁性高合金奥氏体钢锻制而成,所以钢种大多属Mn—Cr系列。鉴于过去常用的18Mn5Cr、18Mn4Cr护环钢在湿度较高环境中易于发生应力腐蚀产生裂纹。近年来的发展以证明,含有18%锰(Mn)及18%铬(Cr)的奥氏体合金钢可以避免应力腐蚀裂纹。必须指出的是,护环的破裂会导致电机的严重损坏,至少需要几个月的停机检修。 护环的嵌装有以下三种基本形式:
(1) 护环只通过中心环嵌装,护环端头与转子本体脱离,叫做分离式嵌装。
(2) 护环同时嵌装在转子本体和中心环上,叫做两端固定式嵌装。
(3) 护环只嵌装在转子本体上,叫做悬挂式嵌装。 脱离式嵌装的护环边端与绕组之间有相对位移,只适用与小容量电机。两端固定式嵌装的护环,采用弹性中心环后,可用于较大容量的电机。大容量汽轮发电机常采用悬挂式嵌装的护环。
4、风扇 两个同样的风扇装于发电机转子的两侧,用以加快氢气在定子铁芯和转子部位的循环, 用以提高冷却效果。通常采用离心式或轴流式风扇。
5、中心孔 转轴内部通有长轴向中心孔,对应与本体部分的中心孔用导磁中心轴填塞,以减少铁轭 部磁阻。
(三)发电机励磁控制系统
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同步发电机的励磁系统主要由励磁功率单元和励磁调节器(装置)两大部分构成。励磁 功率单元,是指同步发电机转子绕组提供直流励磁电流的电源部分。而励磁调节器,则是根据控制要求的输入信号和给定的调节准则,控制励磁功率单元输出的装置。由励磁调节器、励磁功率单元和发电机本身一起组成的整个系统,称为励磁控制系统。