发电机的结构及工作原理（电气设备篇-发电机结构与原理）

1、大型汽轮发电机主要由哪两大部分组成？

答：大型汽轮发电机主要由定子和转子两大部分组成，此外还有励磁系统和冷却系统两大主要附属系统。

2、发电机定子主要由哪些部分组成？

答：发电机定子主要由定子绕组、定子铁芯、机座和端盖组成。

3、发电机转子主要由哪些部分组成？

答：发电机转子主要由转子铁芯、激磁绕组、护环、中心环、风扇、滑环以及引线等组成。

4、发电机是怎样运行的？

答：汽轮发电机的定子铁芯上开槽，槽内放置定子绕组，转子上装有磁极和激磁绕组。当激磁绕组通过直流电流后，电机内就会产生磁场。转子在汽轮机带动下转动，则磁场与定子绕组（导线）之间有相对运动，根据电磁感应原理，就会在定子绕组中感应出交流电势。如果把这些绕组按一定规律联结起来（一般为三相绕组），则可从绕组（出线端）引出三相交流电势。当发电机转子的极对数为二对极和转子转速为3000/分的时候，这个交流电势的频率就为50周/秒。

6、发电机定子铁芯的一般结构型式与作用是什么？

答：发电机定子铁芯一般是用0.35mm或0.50 mm厚的导磁性较好的硅钢片冲制。冲后打磨光滑,喷涂1611或H52硅钢片漆。双边漆膜厚20～35μm，以加强片间绝缘。定子冲片一般是扇形的，在叠装时，交叉叠装拼成整圆以便减小磁阻。铁芯叠片沿轴向分成很多叠片段，每段3～6㎝，段间设8㎜或10㎜宽的径向通风沟，以便散热。每段叠片的中部及靠近两端处加垫0.2㎜的绝缘片。铁芯两端设有若干阶梯式的叠片段。铁芯是采用分段加压叠片铁芯。大中型发电机有的铁芯两端装有由无磁性材料制成的端压板和齿压板。齿压板压住铁芯的每个齿，端压板压紧齿压板和铁芯的轭部，然后由鸠尾筋两端的螺母压紧紧定。有的铁芯端部阶梯部分用环氧胶先胶合整体，通过弹簧板和机座固定成一体。

7、发电机定子绕组的一般结构型式与作用是什么？

答：发电机定子绕组一般由多根扁铜线并绕而成。匝间用云母纸带绝缘，整个绕组采用连续的B级绝缘或F级绝缘。将云母带半叠绕地包在绕组上，为主绝缘。其层数视发电机的电压而定。主绝缘缠绕后，再在槽部绝缘的表面半叠绕地缠一层0.3㎜厚的玻璃丝带,端部和出线端半叠绕地缠一层黄蜡绸带,再缠一层斜纹布带,用以保护主绝缘。连续式绝缘的绕组需真空浸漆、热压干燥，防止绝缘氧化。

定子绕组在铁芯槽中是双层布置的，每个绕组的两个边布置在不同的层内，其中一边布置在槽内的上层，另一边则在另一槽的下层。用垫条和槽楔将绕组固定于铁芯槽中。然后将属于同一绕组的两根线棒的端部焊接起来。进行绝缘包扎。为防止产生电晕在绕组整体还涂以半导体漆，槽内部分还加装半导体垫条。

定子绕组端部是用端箍来套紧，端箍固定在三角形支架上，三角形支架又用螺钉固定在定子铁芯的端压板上，线棒端部用扎带和端箍扎紧，上下层线棒间垫上绝缘垫块，并与线棒、端箍扎紧。也有的机组端箍与线棒之间不采用扎带固定，而用绝缘压板由螺杆压紧。从而避免或减少由于绕组端部产生振动，引起铜线疲劳和绝缘的磨损，尤其在电力系统或发电机发生短路故障时，避免发电机损坏。

8、发电机转子铁芯的结构型式与作用是什么？

答：发电机转子上主要有导电的激磁绕组和导磁的铁芯两部分组成。转子铁芯由于导磁和固定激磁绕组的要求，所以是由高机械强度和导磁较好的合金钢锻成，与轴锻成一个整体。转子铁芯上有嵌放激磁绕组的槽。这种槽是辐射式。而且槽较多，齿较窄，叫做小齿。这种槽的转子约有三分之一的部分没有开槽而构成大齿，发电机的主磁通就通过这一部分。

在转子导体的中心，沿轴向有一个对穿的中心孔，以消除或减小运转时产生的危险应力，以及引出激磁绕组的引线。

9、发电机转子激磁绕组的一般结构形式和作用是什么？

答：发电机转子激磁绕组一般都是用宽20～40㎜和厚不超过8㎜的扁铜线绕成，绕组嵌放在转子槽中。每一绕组在端部用铜板连接或直接焊接起来。绕组间用云母作衬垫绝缘或用云母带进行连续绝缘。转子槽用压制的衬套进行绝缘。转子绕组嵌入槽后，打入非磁性的青铜或硬铝做成的槽楔压紧绕组。绕组端部间衬以绝缘隔离块，并用护环和中心环来固定。中心环有两个作用，一是防止绕组端部沿轴向移动，二是支撑护环，使护环紧固。

激磁绕组的引线是通过转子滑环与外面的直流电源接通的。滑环与转子轴向间有绝缘套，布置在转子一侧。