發(fā)電機(jī)工作原理

　　　　　　　　　　　　水輪發(fā)電機(jī)的基本工作原理

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　　由水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)。由于水電站自然條件的不同，水輪發(fā)電機(jī)組的容量和轉(zhuǎn)速的變化范圍很大。通常小型水輪發(fā)電機(jī)和沖擊式水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的高速水輪發(fā)電機(jī)多采用臥式結(jié)構(gòu)，而大、中型代速發(fā)電機(jī)多采用立式結(jié)構(gòu)(見圖)。由于水電站多數(shù)處在遠(yuǎn)離城市的地方，通常需要經(jīng)過較長(zhǎng)輸電線路向負(fù)載供電，因此，電力系統(tǒng)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性提出了較高的要求:電機(jī)參數(shù)需要仔細(xì)選擇;對(duì)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要求較大。所以，水輪發(fā)電機(jī)的外型與汽輪發(fā)電機(jī)不同，它的轉(zhuǎn)子直徑大而長(zhǎng)度短。水輪發(fā)電機(jī)組起動(dòng)、并網(wǎng)所需時(shí)間較短,運(yùn)行調(diào)度靈活,它除了一般發(fā)電以外，特別適宜于作為調(diào)峰機(jī)組和事故備用機(jī)組。水輪發(fā)電機(jī)組的最大容量已達(dá)70萬(wàn)千瓦。

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水輪發(fā)電機(jī)安裝結(jié)構(gòu)形式:

　　1)臥式結(jié)構(gòu) 臥式結(jié)構(gòu)的水輪發(fā)電機(jī)通常有沖擊式水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)。

　　2)立式結(jié)構(gòu) 國(guó)產(chǎn)水輪發(fā)電機(jī)組廣泛采用立式結(jié)構(gòu)。立式水輪發(fā)電機(jī)組通常由混流式或軸流式水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)。立式結(jié)構(gòu)又可分為懸式和傘式。發(fā)電機(jī)推力軸承位于轉(zhuǎn)子上部的統(tǒng)稱為懸式,位于轉(zhuǎn)子下部的統(tǒng)稱為傘式。

　　3)貫流式結(jié)構(gòu)貫流式水輪發(fā)電機(jī)組由貫流式水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)。貫流式水輪機(jī)是一種帶有固定或可調(diào)轉(zhuǎn)輪葉片的軸流式水輪機(jī)的特殊型式。它的主要特征是轉(zhuǎn)輪軸線采取水平或傾斜布置,并與水輪機(jī)進(jìn)水管和出水管水流方向一致。貫流式水輪發(fā)電機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊,重量輕的優(yōu)點(diǎn),廣泛用于低水頭的電站中。

　　立式水輪發(fā)電機(jī)一般由轉(zhuǎn)子、定子、機(jī)架、軸承、冷卻器、制動(dòng)系統(tǒng)等組成。

　　1、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子是水輪發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)部件，位于定子里面，與定子保持一定的空氣間隙。轉(zhuǎn)子通過主軸與下面的水輪機(jī)連接。它的作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)。它主要由主軸、轉(zhuǎn)子支架、磁軛和磁極等組成。

　　2、主軸主軸的作用是中間連接、傳遞轉(zhuǎn)矩、承受機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的總量及軸向推力。

　　3、轉(zhuǎn)子支架輪轂和輪臂合在一起叫支架。它的作用是連接主軸和磁軛的中間部分，并起到固定磁軛和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。

　　4、磁軛磁軛也叫輪環(huán)。它的作用是產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和固定磁極，同時(shí)也是磁路的一部分。磁軛由扇形磁軛沖片、通風(fēng)槽片、定位銷、拉緊鏍桿、磁軛上壓板、磁軛鍵、鎖定板、卡鍵、下壓板等組成。

　　5、磁極磁極是產(chǎn)生磁場(chǎng)的部件，由襲擊鐵芯、磁極線圈、阻尼繞組及極靴等組成。磁極線圈由銅線或是鋁線制成，立繞再磁極鐵心的外表面上，匝與匝之間用石棉紙板絕緣。線圈饒好后經(jīng)浸膠熱壓處理，形成堅(jiān)固的整體。阻尼繞組的作用是當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)生振蕩時(shí)七阻尼作用，使發(fā)電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定。在不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，它能提高擔(dān)負(fù)不對(duì)稱負(fù)載的能力。而實(shí)心磁極因?yàn)楸旧碛泻芎玫淖枘嶙饔?，故不用在裝設(shè)阻尼繞組。