水轮发电机的构造

水轮发电机的构造

Hydrogenerator Structure

本课件2012年8月重新编辑（将图片黑底色更换为白色）

水轮机的转速都比较低，特别是立式水轮机，为了能发出50Hz的交流电，水轮发电机采用多对磁极结构，对于每分钟120转的水轮发电机，需要25对磁极。由于过多磁极不易看清结构，本课件介绍一个有12对磁极的水轮机发电机模型。 水轮发电机的转子采用凸极式结构，图1是发电机的磁轭与磁极，磁极安装在磁轭上，磁轭是磁极磁力线的通路，发电机模型有南北相间的24个磁极，每个磁极上都绕有励磁线圈，励磁电源由安装在主轴端头的励磁发电机提供，或由外部的晶闸管励磁系统提供（由集电环向励磁线圈供电）。

图1  水轮发电机转子有多对磁极

磁轭安装在转子支架上，在转子支架中心安有发电机主轴，在主轴的上端头安装有励磁发电机或集电环。见图2。

图2  水轮发电机转子

发电机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， 用来嵌放定子线圈，见图3。

图3  水轮发电机定子铁芯

定子线圈嵌放在定子槽内，组成三相绕组，每相绕组由多个线圈组成，按一定规律排列，见图4。

图4  水轮发电机定子绕组

水轮发电机安装在由混凝土浇筑的机墩上，在机墩上安装机座，机座是定子铁芯的安装基座，也是水轮发电机的外壳，在机座外壳安装有散热装置，降低发电机冷却空气的温度；在机墩上还安装下机架，下机架有推力轴承，用来安装发电机转子，推力轴承可承受转子的重量与振动、冲击等力。见图5。

图5  水轮发电机机墩、机座、下机架

在机座上安装定子铁芯与定子线圈，见图6。

图6  水轮发电机的定子

转子插在定子中间，与定子有很小间隙，转子由下机架的推力轴承支撑，可以自由旋转，见图7。

图7  定子与转子安装在机座上

安装上机架，上机架中心安装有导轴承，防止发电机主轴晃动，使它稳定的处于中心位置。

图8  水轮机发电机

铺好上层平台地板，装好电刷装置或励磁电机，一台水轮发电机模型就安装好了。

该水轮发电机模型转子旋转一周将感生出12个周期的三相交流电动势。当转子转速为每分钟250转时，所发交流电的频率为50赫兹。 请观看水轮发电机运转的3D动画

水轮发电机运转的3D动画