上汽1000MW发电机转子资料.docx
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上汽1000MW发电机转子资料
4.4转子
4.4.1转轴
转轴采用优质合金钢制造,经真空浇注、锻造、热处理和全面试验检查,确保了转轴的机械性能、导磁性能要求,和转轴材料的均匀性,以承受在发电机运行中,转子离心力和发电机短路力矩所产生的巨大机械应力。
转轴由一个电气上的有效部分(转子本体)和两处轴颈组成。
在发电机轴承外侧,与转轴整体锻造的靠背轮法兰,分别将发电机转子与汽轮机和励磁机转子相联。
转子本体圆周上约有三分之二开有轴向槽,用于嵌放转子绕组。
转子本体的两个磁极相隔180°。
转子本体圆周上的轴向槽分布不均匀,使直轴与横轴的惯性矩不同,将导致转子以双倍系统频率振动。
为了消除此振动,转子大齿上设有横向槽,以平衡直轴与横轴的刚度差。
转子大齿上开有嵌放阻尼槽楔的轴向槽。
在转子线圈槽中,转子槽楔起阻尼绕组作用。
图1.转轴
1.转子槽2.转子齿3.磁极横向槽4.磁极5.阻尼绕组槽6.励侧轴颈
4.4.2转子绕组的冷却
每只转子线圈分为8个冷却风区。
第一风区为转子槽部,从端部至转子本体中心;第二风区为转子端部绕组的半个圆弧。
因转子的对称结构,以上两风区重复四次,共构成8个风区。
直线部分的冷却气体从线圈端部的进风口进入空心铜线,流经铜线至转子本体中心,热风通过铜线和转子槽楔的径向通风孔排至定、转子之间的气隙。
在线圈装配中,通风孔置于不同的位置,使每一根空心铜线都有自己独立的冷却气体出口。
图2.端部绕组进风孔
1、直线部分进风孔2、端部圆弧部分进风孔
图3.本体中部出风孔
1.转子本体2.槽楔出风口(冷风来自左侧)3.槽楔出风口(冷风来自右侧)
端部线圈的冷却气体,从近转子本体端面进入空心铜线,流至极中心附近汇集后,通过转子本体端部的通风槽排入气隙。
图4.直线部绕组进出风示意图
4.4.3转子绕组
1)转子绕组
①结构
转子绕组由嵌入转子本体轴向槽中的多个线圈组成,线圈围绕磁极嵌入,组成两极。
每半匝铜线嵌入槽中后,连接成线匝。
线匝在每一槽中串联成一个线圈。
所有的线圈再串联构成两个极。
②转子铜线材料
转子铜线采用含银约0.1%铜线制造。
与普通电解韧铜相比,含银铜线在高温下具有较高的强度,减小了由热应力导致的线圈变形。
③绝缘
线圈匝间绝缘采用高强度环氧玻璃层压板制成。
槽绝缘采用L形的玻璃纤维布和NOMEX纤维层制成。
楔下垫条由一定厚度的高强度环氧玻璃布板加工而成,使线圈与本体之间有足够的爬电距离。
图5转子槽内布置
1.槽楔出风孔2.径向出风口3.转轴4.槽楔5.楔下垫条6.空心铜线7.冷却风道
8.匝间绝缘9.槽绝缘
2)转子绕组的零部件
①转子槽楔
转子线圈在槽中用槽楔固定,以承受离心力的作用。
转子槽楔采用高强度和高导电性能的铜镍硅合金制造,同时兼起阻尼绕组条的作用。
槽楔一直延伸到护环下面,护环兼起了阻尼绕组的短路环作用。
另外,在磁极表面设有放置阻尼槽楔的阻尼槽。
②端部垫块
端部各组线圈之间互相用绝缘垫块垫紧,以防止线圈移动。
如图6所示。
图6.转子端部绕组
图5中1.转子本体2.槽楔3.直线部分进风口4.垫块5.端部绕组出风口
4.4.4护环
护环承受转子端部绕组产生的离心力。
护环一端热套在转子本体上,另一端悬挂在转子端部绕组上,不与转轴接触。
这种悬挂式护环的结构,与转轴的挠曲无相互影响。
中心环热套在护环自由端内圆,圆周方向支撑了护环,提高了护环的刚度,同时在轴向支撑转子端部线圈。
环键防止护环的轴向位移。
为了降低杂散损耗,达到足够强度,护环采用高强度反磁钢冷加工制造。
通过全面的检测手段,如超声波检查和着色探伤等,保证护环达到规定的机械性能。
护环热套面在阻尼系统中起到短路环作用。
为了降低接触电阻,热套面经镀银处理。
图7.转子端部绕组
1.环键2.转轴3.磁极引线4.转子绕组5.垫块6.护环7.中心环8.平衡块位置
图8.热套护环前进行的超声波探伤
4.4.5励磁连接线
磁极连接线构成了转子绕组与励磁机之间的电连接。
磁极连接线包括:
1)磁极引线
磁极引线由矩形截面的铜线组成,一端与转子线圈连接,另一端与径向导电螺杆连接。
2)径向导电螺杆
径向导电螺杆一端通过螺纹与轴向引线相连接,另一端通过磁极引线与转子线圈连接。
径向导电螺杆采用锆铜加工而成,可承受很大的离心力。
氢气密封装置位于转子励端,在径向导电螺杆上,由两个放在一起的氟橡胶O型密封圈组成,通过旋紧端部螺纹环挤压密封盖板,使密封圈变形,达到密封效果。
通过转轴上靠近密封圈位置的两只径向孔可以进行检查。
3)轴向引线
轴向引线位于转子中心孔内,从径向导电螺杆处延伸至励磁机端靠背轮。
轴向引线由两根半圆形截面的铜排组成,相互之间用垫板隔开绝缘,并用绝缘管与转轴之间构成对地绝缘。
发电机转轴的轴向引线与励磁机或滑环轴的轴向引线在靠背轮处,通过Multi-contact(多触点)插入式接头进行连接,该插入式接头允许轴向引线自由热胀伸长。
图9.径向导电螺杆
1.护环2.转子绕组3.磁极引线4.径向导电螺杆5.转子6.轴向引线
图10.磁极引线
1.磁极引线2.转子本体3.径向导电螺杆
图11.轴向引线机械与电气连接
1.发电机转子2.密封圈3.联轴器螺栓4.绝缘筒5.极间绝缘板6.插入式套环
7.插入式导电杆8.励磁机轴内磁极引线9.绝缘盖板
4.4.6转子风扇
发电机内冷却气体由汽端轴上的多级轴流风扇进行循环。
风扇与从沿转子本体出风口排出气体所产生的压力一起作用,增强了转子绕组的冷却效果。
风扇叶片安装在风扇座的T型槽上,风扇座热套在转轴上。
图12.转子风扇
1.转轴2.进风口3.平衡块槽4.风扇座5.风扇叶片6.护环
图13.转子风扇及挡风环
1.挡风环座2.挡风环3.导风叶4.风扇座5.风扇叶片6.转子进风口
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