大型同步電機結構

1、大型立式同步電機結構大型立式同步電機結構 n大型直聯(lián)傳動水泵機組一般采用立式同步電動機。大型立式電機為分散式結構，需在泵站現(xiàn)場安裝組合。由于機組轉動部分重量和作用在葉片上的軸向水推力全部靠電動機上機架中的推力軸承支承，故又稱懸吊式電機。 n電動機運轉時定子和轉子所產生的熱量，靠轉子上下的風扇，把定子上下進風道外的冷空氣吸入來消散，再通過定子外殼上的出風洞排出，把熱空氣散失站房內或定子四周環(huán)形風道內，再由拔風機把熱空氣排出室外，故稱空氣自冷卻式。n缺點：容易把空氣中的塵埃帶入電機內部，聚集在定子鐵芯的散熱面上，影響電機的通風和散熱，嚴重時會使定子矽鋼片發(fā)生波浪形變形，引起異常的響聲，個別電機甚至

2、會發(fā)出尖叫聲。為此5000 kW以上的同步電動機，在定子四周設有空氣冷卻器，其內通入冷卻水，把環(huán)形風道做成全封閉式，防止外面含有大量灰塵的空氣進入。n立式同步電動機的定子和轉子，是產生電磁作用的主要部件，上機架、下機架、推力軸承，上下導軸承、炭刷及滑環(huán)、頂蓋等是支持或輔助部件。轉子及主軸為轉動部件，它與泵軸用剛性聯(lián)軸器連接，帶動葉輪旋轉作功。 800kW立式同步電動機結構 n1.6 m彎管式軸流泵配用800 kW立式同步電動機，其結構形式如圖所示. 圖 3-1 800kW立式同步電動機1-定子；2-轉子；3-上機架；4-推力瓦；5-上導軸承；6-推力頭； 7-炭刷架；8-集電環(huán)； 9-下機架；

3、10-下導軸承93125461078一、定子n定子由機座、鐵芯和線圈等部件組成，其結構作用如下。n（1）機座。即定子的外殼，一般用鋼板焊接而成，它必須具有較大的剛度，以免變形和振動。機座的上法蘭面支承著上機架傳來的全部重量和作用力；下法蘭面是整個電機的基礎；四周筒壁是定子鐵芯等部件的支承部分，筒壁上開有若干圓孔，供電機散熱用。1-機座；2-脫板；3-拉緊螺桿；4-線圈；圖3-2 定子5-鐵芯；6-工字墊條；7-齒壓板17651231n（2）鐵芯。它由0.350.5 mm厚的扇形矽鋼片兩面涂有絕緣漆經疊壓而成。n空冷式鐵芯，其高度常分為若干段，每段高4045 mm，段與段之間放10 mm厚的工字

4、形襯條，作為通風散熱的風溝，鐵芯上下端放齒壓板，用拉緊螺桿把矽鋼片收緊，鐵芯外圓有燕尾槽，通過托板和拉緊螺桿，將整個鐵芯固定在機座上，鐵芯內圈有嵌線槽，供嵌放繞組線圈用。 n（3）線圈n定子線圈用帶有絕緣的扁銅線外包絕緣布繞制而成。6 kV定子線圈采用疊繞式，即在定子鐵芯槽內放上下兩層線圈，嵌線時把疊繞線圈的兩層相連，并分別嵌入相鄰的指定槽內，分上層和下層依次疊裝，使之聯(lián)成一體。n線圈嵌入定子鐵芯后，再用層壓板或酚醛壓合塑料制成的槽楔打緊。線圈的端部用絕緣繩綁扎在支持環(huán)上，為便于測量電機運行時的線圈溫度，在某些線圈的底層及層間，埋有電阻溫度計。 二、轉子n轉子由主軸、輪輻、磁軛、磁極等部件組成

5、 圖3-4 轉子10-磁極襯墊；11-雙頭螺栓6-阻尼條；7-鐵芯；8-極靴壓板；9-磁極線圈1-電機軸；2-輪輻；3-磁軛；4-風扇；5-阻尼環(huán)；98765432176910n（1）主軸。它用來傳遞轉矩并承受轉子部分的軸向力，800 kW同步電動機主軸為實心軸，800 kW以上電機為配合全調節(jié)葉輪，一般為空心軸。n（2）輪輻。它是固定磁軛并傳遞扭矩的部件，一般為鑄鋼件。n（3）磁軛。它用作產生轉動慣量和固定磁極用，同時也是磁路的一部分。一般用熱套的方法套在主軸上，磁軛外圓上設有T形槽或螺孔，供固定磁極用。 1磁軛2T型鍵(固定)3傳動鍵4轉子中心體5墊片n（4）磁極。它是產生磁場的主要部件，

6、由磁極鐵芯、勵磁線圈及阻尼條三部分組成，用T形或螺桿式接頭固定在磁軛上，通過改變磁極與磁軛之間木墊板厚度調整磁極外緣的不圓度。n磁極鐵芯是用11.5 mm厚的矽鋼片，經沖壓成形后疊壓而成，上下加極靴壓板，并用雙頭螺栓拉緊，鐵芯勵磁線圈用扁銅條匝在磁極鐵芯上，匝層間用粘貼石棉紙或玻璃絲布作為絕緣隔層。 三、上機架n上機架為輻射式十字形荷重機架，安裝在定子的上端面，用來承受電動機轉子、水泵轉動部分的重量以及葉片上的水壓力。n上機架頂部裝有罩殼，內裝炭刷架，中間為上油槽（又稱上油缸），槽底為推力軸承座，上面裝有8只抗重螺絲，頂著8塊推力瓦，支承著轉動部分的重量。油槽中設有導軸瓦架，上面裝有4塊上導軸

7、瓦，用來控制主軸的徑向位移；油槽內裝有供潤滑、冷卻用的透平油，油面控制在上導軸瓦的中心位置，油由裝在油槽內的4只管組式油冷卻器通水冷卻。9罩殼；2-鍵；3-分半式卡環(huán)；4-推力頭；5-油冷卻器；6-擋油筒；7-觀察窗8-上導軸瓦；9-回油孔；10-推力軸瓦；11-耐油橡膠繩；12-電機軸10低油位高油位87圖3-4 上機架1226513111推力軸承（1）推力頭n為鑄鋼件，徑向用平鍵，軸向用卡環(huán)，固定在軸上隨軸旋轉，推力頭下面放兩副分半式絕緣墊，用帶有絕緣套的沉頭螺絲與鏡板連接，以阻止形成軸電流。 圖3-5 推力頭4-鏡板；5-擋油筒3-兩副分半式絕緣墊；1-卡環(huán)及定位螺釘；2-帶有絕緣套的連

8、接螺釘；432511、推力頭 2、導向瓦3、微調裝置 4、推力瓦與承板5、導軸承座 （2）鏡板n為鍛鋼件，其材質和加工要求很高，如尺寸精度（平行度、平直度）和表面粗糙度都是電動機中要求最高的零件。n分半式絕緣墊一般用抗壓性能好、耐沖擊、耐剪切的酚醛層壓布板制成。 （3）推力瓦n為鍛鋼件，在扇形分塊面上，鑄有一層厚5 mm的錫基軸承合金，軸瓦底部開有放抗重螺絲的圓孔，為防止磨損，在孔與螺絲頭之間放有一塊紫銅墊板，瓦及抗重螺絲為靜止部件，并用細紋螺絲支承在上油槽底的瓦架上。A圖 3-6 推 力 軸 瓦C-CCACA-An（4）導軸瓦。它是用鍛鋼制成的圓弧形徑向軸瓦，鋼坯上鑄有5 mm厚的錫基軸承合

9、金，用抗重螺絲及托板橫向固定在瓦架上，控制著主軸的徑向位移，瓦的反面以及上下面均有絕緣墊板，以防軸電流引出。n上下導軸瓦及推力瓦中，各有兩塊裝有銅熱電阻溫度計，以控制運行時的瓦溫，當瓦溫超過70C時，便自動停機。 圖3-7 導軸瓦AA-AA四、下機架n下機架為輻射式十字形結構，中間為下油槽，槽內裝有4塊下導軸瓦，與電機軸上的滑轉子接觸，導軸瓦由瓦架及抗重螺絲支承，背面及上下面均有絕緣板承托，以防軸電流引出。800 kW電動機的下機架安裝在定子下端面的內側，800 kW以上電動機的下機架裝在定子下端面的下面。 油位678945123 圖3-8 下機架1電機軸；2擋板；3下機架；4蓋板；5下導軸承

10、；6油冷卻器； 7擋油筒；8底環(huán)；9耐油橡膠繩1600 kW與3000 kW立式同步電動機結構 n1600kW電動機與800kW電動機的結構大致相同，但也有不同，具體如下。n（1）上油缸內裝8塊推力瓦及上導軸瓦；抗重螺絲支承在推力瓦中心，故需頂轉子使鏡板與推力瓦之間形成油膜后才能起動。 n（2）下機架放在定子下面作為單獨層高部件，下油缸內裝8塊下導軸瓦，油缸頂裝有12只加熱電阻器，供非運行時干燥及冬季保溫用。在十字臂上裝有4只制動閘，供開機前頂轉子及停機時剎車用。n在下機架下面裝有測速發(fā)電機，發(fā)電機是靠二根“O”型三角帶由主軸帶動轉動，所發(fā)的直流電供輔機儀表用，當主軸降到3035的額定轉速時，

11、測速發(fā)電機便發(fā)出信號，制動閘便自動剎車。 n（3）定子外殼有通風道，可集中一面出風，在出風口處裝有通風量為7.2 m3/h的軸流式引風機，把熱風排出泵房外。n3000 kW同步電動機的結構形式及外形尺寸與1600 kW同步電動機的基本相同，區(qū)別是定子鐵芯及轉子磁極鐵芯較高。上、下油槽內均用盤式油冷卻器，進水溫度要求低于25C，用30號透平油。 大型水泵關鍵部件結構 n螺旋槽式水泵油軸承結構 n葉片調節(jié)機構結構 螺旋槽式水泵油軸承結構n油軸承的軸承體為分半式鑄鐵件，瓦襯用6號錫基軸承合金，軸承的上面為上油箱及油箱蓋，油箱的儲油量為1.5 kN，用32號透平油。油的冷卻靠油箱內的環(huán)形管油冷卻器，冷

12、卻水的壓力為0.2 MPa，實踐表明，該冷卻器可以不用。軸承下面為轉動油盆，它通過卡圈固定在泵軸上，運行時隨機轉動。 14最高最低油位 圖4-1 油軸承結構圖1-水泵軸;2-油面信號器;3-上油箱蓋;4-上油箱;5-支承盤;6-轉動油盤蓋;7-轉動油盤; 8-錫基軸承;9-卡圈;10-支承架;11-回油管;12-水位信號器;13-導葉體內腔; 14-油冷卻器;15-供水管;16-下操作油管起動水位報警水間隙1681564153n軸承的進油是利用轉動油盆隨機旋轉所形成的拋物線狀的油壓力，使轉動油盆內的油沿油盤中的進油孔進入軸與軸瓦之間，軸瓦上設有6道成60角的螺旋形油溝

13、，壓力油由于粘性，在旋轉的主軸帶動下，沿油溝上升，起到潤滑軸承的作用。壓力油上升到軸承頂部進入上油箱后，再通過回油管使油又回到轉動油盆。如此循環(huán)不息，使軸承潤滑。n軸承的上油量，取決于機組的轉速和進油口直徑，對轉速較高的機組，僅利用轉動油盆所形成的靜壓力，就能使油順利地沿油溝上升，故進油盤上的進油孔可鉆成徑向；但對轉速低的機組，為使油能順利地沿油溝上升，通常將進油孔鉆成斜孔，以利用部分動壓力進油。 n轉動油盆內油位的高低，由電極液面?zhèn)魉推鱾鞒?，油由上油箱供給。上油箱的油位經油管通過水泵層的油標看出。若上油箱進水后，在油標內可以看出水面，以便采取緊急措施進行處理。n油潤滑軸承優(yōu)點是穩(wěn)定性好，軸瓦

14、與軸頸的磨損量小，因接觸緊密，故由擺度所引起的震動??；缺點是結構復雜，檢修維護麻煩，需要可靠的止水密封裝置和漏水排水裝置，軸承制造精度和安裝要求高，時常發(fā)生漏水侵入油軸承的事故。葉片調節(jié)機構結構 n調節(jié)器位于電機頂部，與油壓裝置、接力器、操作油管組成葉片調節(jié)系統(tǒng)。調節(jié)器主要由受油器、配壓閥、操作機構等三部分組成。調節(jié)器底座內裝有固定集油盆，它與調節(jié)器轉動部分組成梳齒迷宮環(huán)密封裝置，使受油器的漏油不致流入電動機內，而直接由集油盆的回油管流入集油箱。 圖4-2 葉片調節(jié)機構原理示意圖1操作架；2耳柄；3葉片；4連桿；5轉臂；6接力器活塞；7油箱；8油泵；9電動機；10壓縮空氣管；11貯壓器；12回

15、油管；13進油管；14手輪；15伺服電機；16配壓閥活塞桿；17回復桿；18刻度盤葉片角度；19隨動軸換向接頭；20受油器體；21至活塞下腔；22至活塞上腔；23中間隔管；24上操作油管；25油至操作油管內腔；26油至操作油管外腔172625512462122202362419-6-20218C37121213118109141615BA一、受油器n受油器裝在電機頂部，由受油器體、內油管和外油管等零部件組成。在受油器內，將接力器活塞上、下油腔內的油路分開，并通過一對分離軸承，使隨電機軸轉動且有上下移動的操作油管僅有上、下移動。受油器的作用是，把配壓閥通入受油器的高壓油，分別送入接力器活塞的上油

16、腔或下油腔。當?shù)竭_活塞下油腔時，使活塞帶動操作桿上升，葉片向正角度方向轉動；當進入活塞上油腔時，使活塞帶動操作桿下降，葉片向負角度方向轉動。 二、配壓閥n配壓閥是由閥體、閥套、活塞和油管等部件組成的三腔四通結構，主要用作調配壓力油進入受油器的內油管或外油管，然后分別進入葉輪頂?shù)慕恿ζ骰钊掠颓换蛏嫌颓唬瑥亩僮骰钊麠U調節(jié)葉片的角度。三、操作機構n操作機構由調節(jié)桿、蝸輪蝸桿、手輪及指示器組成，用人工轉動手輪或用伺服電機使調節(jié)桿上下移動。調節(jié)桿通過回復桿的另一端與受油器的隨動軸連接，中間和配壓閥的活塞桿連接，從而構成調節(jié)器的剛性回復裝置。n葉片調節(jié)采用手動操作和伺服電機自動控制相結合的方法。當用手

17、動操作時，將自動控制系統(tǒng)中的蝸輪脫開；而自動調節(jié)時，操作手輪隨蝸輪一起旋轉。 四、葉片轉動機構n 葉片轉動機構由接力器活塞，操作架、耳柄及轉臂等部件組成。操作架與耳柄為剛性連接，耳柄與連桿、連桿與轉臂之間均采用鉸接，轉臂與葉輪樞軸為剛性連接。當接力器活塞向上或向下運動時，操作架、耳柄及連桿跟著一起運動。由于轉臂和葉片只能擺動，故能達到調節(jié)葉片角度的目的。 n液壓調節(jié)器機構其調節(jié)過程：貯油器靠油泵充油、壓縮空氣管加壓，使貯油器內經常保持額定壓力和一定油位，油泵和空氣壓縮機根據油位和壓力大小能自動開關，當需要將葉片安裝角度調大到某一角度時，轉動手輪直到刻度盤葉片角度指示器上某一角度位置時停止。這時由于接力器的活塞阻力很大，所以C點不動，而配壓閥的活塞和閥體之間的阻力很小，故閥桿B點和調節(jié)桿A點一起以回復桿C點為支點向下移動。由于配壓閥活塞向下移動后，壓力油就由配壓閥通過內油管進入接力器活塞的下腔，使接力器活塞向上移動，通過操作架和耳柄、連桿、轉臂的葉片轉動機構，使葉片向正角度方向移動。接力器活塞向上移