水轮发电机定子

水轮发电机的静止部件

水轮发电机定子是水轮发电机的静止部件。由机座、铁芯、绕组、铜环及基础螺杆等组成。机座是固定铁芯的结构件，铁芯和绕组是定子为了产生旋转磁场和保证磁通及电流通路必备的电磁部分，绕组由许多线棒按一定规律排列而成，线棒通常分两层嵌入铁芯的槽内，以一定的接线方式连接成回路，通过铜环引线汇流后输出电功率。

简介

机座

主要用子固定铁芯，呈圆形或多边形。小容量水轮发电机多采用铸铁整圆机座，或采用钢板焊接的箱形机座。大、中容量水轮发电机的机座由钢板焊接组装而成。作用在机座上的力有:运行中额定扭矩产生的切向力和铁芯热膨胀引起的径向力;定子绕组短路时短路扭矩产生的切向力和转子绕组两点短路时引起的单向磁拉力。对悬式水轮发电机，机座上还承受上机架和机组转动部分(包括水推力)等重量引起的轴向力，这些力均通过机座传至混凝土荃础上。因此机座应有足够的强度和刚度，铁芯外径很大的机座还应考虑适应铁芯热变形的措施。

定子铁芯

水轮发电机定子铁芯是磁路的主要组成部分，并用以固定绕组。由扇形冲片、通风槽片、定位筋、齿压板、拉紧螺杆等零部件装压而成。①扇形冲片常用0.5mm或0.35mm厚的低损耗、高导磁硅钢片冲制而成。小容量水轮发电机铁芯通常采用拉紧螺杆或用弧键压圈结构进行轴向紧固;大、中容量机组则多采用定位筋与螺杆分开，或定位筋与螺杆合一的轴向紧固和周向定位结构。为了减小铁芯中的涡流损耗，扇形冲片通常喷绝缘漆。②通风槽片是为改善径向通风而设置的，对采用径向通风系统的大、中容量水轮发电机，通风槽片的间隔距离通常为30~45 mm，其他通风系统可采用较长的间隔距离。通风槽片以厚0.5~0.75mm的扇形片作为底板，其上点焊固定通风槽钢。大容量水轮发电机一般每齿放置两根，以形成高10mm、宽10~15mm的通风沟，小容量发电机每齿放一根。③定位筋由方钢加工而成，呈鸽尾形，扇形片就是通过定位筋和托块固定在机座上的。④齿压板由齿压片与压板焊接而成，它通过拉紧螺杆轴向压紧铁芯，通常在每张扇形片上布置两根定位筋、两块齿压板和四根拉紧螺杆。为了提高铁芯装压质量，提高机座刚度，大、中容量水轮发电机的机座下端多采用与机座连成一体的大压板结构。

定子绕组

水轮发电机定子绕组有条式波绕组和框式叠绕组两种型式，前者端部连接线少，适用于大容量水轮发电机;后者端部焊接量小，适用于中、小容量水轮发电机。绕组的绝缘结构要综合考虑耐热等级、电气强度、热老化、介质损失、机械性能、耐电晕等因素。为使定子绕组能承受正常条件下电磁力和振动力的作用，短路条件下不致产生有害的位移和变形，造成绝缘损伤或匝间短路等故障，绕组在槽部和端部都应固定牢。通常槽部采用槽楔压紧。端部一般采用玻璃丝绳或无纬玻璃丝带将绕组与槽口垫块、斜边垫块和端箍等绑牢。检修时还需注意检查立式水轮发电机线棒下沉、磨损情况。

铜环

绕组出线的汇流排，并由此引接出线。铜环数量由定子相电流大小确定:对子叠绕组，当支路电流为2000~8000A时，两支路或四支路用一个铜环引出;对于波绕组，当支路电流为1000~3000时，每支路用一个铜环引出。

基础螺杆

定子机座与基础底板的连接件，其一端埋入定子基础孔中，另一端通过基础板与基座连接固定。

发展简况

大容量水轮发电机的定子外径已超过20m。为减小热应力，研究采用了定子浮动式机座或定子机座与基础板、上机架连接处设置斜翼板结构，但对铁芯温升高于机座而产生的压应力施加子机座的间题仍未解决好。有的制造厂采用了无机座结构，利用定子垂直梁和力矩板使铁芯热应力产生的径向力和切向力获得补偿，但仍存在着结构复杂和现场组装工作量大的特点。

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