專利名稱：大容量箱式高轉(zhuǎn)速汽輪發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電力設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種大容量箱式高轉(zhuǎn)速汽輪發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)發(fā)電機(jī)生產(chǎn)以2P發(fā)電機(jī)為主，但由于結(jié)構(gòu)設(shè)計老化，普遍存在以下問 題 (1)發(fā)電機(jī)通常采用定子與機(jī)座整體連接的內(nèi)裝壓結(jié)構(gòu)，由于定子鐵芯與機(jī)座連 為一體，必須先加工好機(jī)座后才能進(jìn)行定子沖片疊壓，線圈下線等工作，無法并行作業(yè)，導(dǎo) 致生產(chǎn)周期長，效率低，組裝麻煩，費時費工。其次，發(fā)電機(jī)需要分體包裝、運輸，運輸難度 大、費用高。而且發(fā)電機(jī)的氣隙調(diào)整必須到使用現(xiàn)場進(jìn)行安裝調(diào)調(diào)試，由于現(xiàn)場調(diào)試裝配條 件較差，氣隙若調(diào)整不好，會導(dǎo)致發(fā)電諧波波動大、機(jī)體發(fā)熱等問題。 (2)發(fā)電機(jī)軸承采用座式軸承，即軸承分別安裝在兩端蓋外部專門設(shè)置的軸承座 內(nèi)，軸承座與機(jī)座分別布設(shè)安裝在底座上，不僅使發(fā)電機(jī)的整體尺寸大大增加，而且由于發(fā) 電機(jī)運行過程中軸承座與機(jī)座的振動不同步，加之兩軸承座之間距離較長，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸旋 轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的橈度過大，由此造成發(fā)電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙變化波動，給發(fā)電機(jī)的發(fā)電 性能帶來一系列的不良影響。 (3)在現(xiàn)有的技術(shù)中，冷卻器通常設(shè)置在主發(fā)電機(jī)的底部，在發(fā)電機(jī)組安裝時，必 須在地面以下構(gòu)筑龐大的安裝室，以容納冷卻器及安裝、維修作業(yè)空間，由此帶來安裝工程 復(fù)雜，工作量大，周期長，材料消耗高等弊端，給安裝調(diào)試和維修都帶來很大的麻煩。其次， 由于冷卻器安裝位置與主要冷卻部位的定子、轉(zhuǎn)子距離較遠(yuǎn)，導(dǎo)致冷氣傳輸距離遠(yuǎn)，壓力及 能量損耗較高，影響冷卻效果。 (4)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸一般采用整體鍛件切削開槽的方式制作。由于該轉(zhuǎn)軸為細(xì) 長結(jié)構(gòu)，因而生產(chǎn)加工周期長，工序多、成本高，制造工藝復(fù)雜，而且材料利用率低。轉(zhuǎn)子冷 卻缺乏徑向通風(fēng)循環(huán)，其內(nèi)部熱量的排散僅靠傳導(dǎo)方式傳至轉(zhuǎn)子表面，散熱性能達(dá)不到理 想要求。 (5)目前的勵磁系統(tǒng)，單獨安裝在發(fā)電機(jī)底座上，結(jié)構(gòu)不緊湊，同時與電機(jī)機(jī)座振 動不同步，影響勵磁機(jī)的正常運行和勵磁效果。另外，對勵磁機(jī)一般采用暴露式風(fēng)冷，冷風(fēng) 只能吹到其表面，對勵磁機(jī)內(nèi)部起不到散熱的效果，同時油污、粉塵容易進(jìn)入機(jī)體內(nèi)部，導(dǎo) 致絕緣失效、短路等事故。 (6)發(fā)電機(jī)接地檢測裝置中的集電環(huán)通常安裝在發(fā)電機(jī)軸承與端蓋之間，并在轉(zhuǎn) 軸上開設(shè)徑向引線孔，因此，集電環(huán)的體積較大，圓周表面線速度過高，電刷磨損快，需要經(jīng) 常進(jìn)行維護(hù)檢修、更換電刷。而頻繁的維護(hù)檢修，常常將護(hù)罩棄置不用，使集電環(huán)裸露在外 面，導(dǎo)致構(gòu)件磨損的加速，特別是當(dāng)發(fā)電機(jī)室外安裝時，雨水、油污、粉塵容易進(jìn)入徑向接線 孔內(nèi)，造成引線損壞、短路等故障，甚至釀成事故。另外，集電環(huán)體大笨重，加工制作費工費 料，占用空間大，維護(hù)檢修也不方便。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、合理、運行可靠，安裝維修簡便，發(fā)電波
形優(yōu)良、穩(wěn)定，制造、運行成本低，發(fā)電效率高的大容量箱式高轉(zhuǎn)速汽輪發(fā)電機(jī)。
實現(xiàn)本實用新型的目的所采取的技術(shù)方案是該機(jī)包括主發(fā)電機(jī)、冷卻器和勵磁
裝置，其中主發(fā)電機(jī)具有與機(jī)座分體套裝連接的定子和通過端蓋軸承與機(jī)座支撐連接的
轉(zhuǎn)子，冷卻器位于主發(fā)電機(jī)機(jī)座的頂部，勵磁裝置通過支架與主發(fā)電機(jī)端蓋連接，勵磁裝置
的尾部設(shè)有接地檢測裝置。
所述機(jī)座采用箱式結(jié)構(gòu)，其頂部設(shè)有與冷卻器連通的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口 ，在機(jī)座的 兩側(cè)端板內(nèi)設(shè)有用于增強(qiáng)其剛度的加強(qiáng)隔板，并與兩側(cè)端板形成發(fā)電機(jī)冷卻進(jìn)風(fēng)通道。 所述定子具有一個與定子鐵心固定連接的定子支座，其兩端與定子端壓板固定連 接，在定子鐵芯上設(shè)有與機(jī)座出風(fēng)口連通的徑向回風(fēng)通道。 所述定子支座是由隔板和連接支板構(gòu)成，連接支板與發(fā)電機(jī)機(jī)座通過緊固件組裝 連接，隔板至少設(shè)置兩個以上，并與定子鐵芯的外圓周連接，隔板之間的間隙形成與冷卻器 和定子鐵芯徑向回風(fēng)通道連通的發(fā)電機(jī)冷卻回風(fēng)通道。 所述轉(zhuǎn)子的鐵芯采用分組套片式結(jié)構(gòu)，每組轉(zhuǎn)子沖片之間設(shè)有帶徑向通風(fēng)道的齒
壓板，齒壓板上的通風(fēng)道與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸上開設(shè)的軸向通風(fēng)槽及發(fā)電機(jī)氣隙連通。 所述轉(zhuǎn)子的兩端均設(shè)有與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸套裝連接的軸流風(fēng)扇。 所述勵磁裝置的外部為與主發(fā)電機(jī)的機(jī)座連接的封閉式殼體，殼體頂部設(shè)有與主 發(fā)電機(jī)冷卻進(jìn)風(fēng)通道連通的進(jìn)、出風(fēng)管道，殼體內(nèi)部設(shè)有與主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸剛性連接的 勵磁主軸，主軸上分別通過連接軸套依次套裝有隨其同步轉(zhuǎn)動的永磁副勵磁機(jī)、勵磁發(fā)電 機(jī)和旋轉(zhuǎn)整流組件。 所述冷卻器內(nèi)設(shè)置有兩個換熱器，冷卻器的底部設(shè)有分別與主發(fā)電機(jī)進(jìn)風(fēng)口和出 風(fēng)口連通的回風(fēng)口和出風(fēng)口。 所述端蓋軸承采用滑動軸承，并配置有低壓潤滑油站。 按照上述制成的大容量箱式高轉(zhuǎn)速汽輪發(fā)電機(jī)，其有益效果為 (1)該發(fā)電機(jī)采用定子與機(jī)座分體式結(jié)構(gòu)，能夠方便快捷地進(jìn)行定子線圈的下線
和氣隙的調(diào)整，保證氣隙同心的精度，并可降低各部構(gòu)件的制作精度和整體安裝調(diào)整的難
度，縮短生產(chǎn)周期，而且安裝調(diào)試均可在出廠前完成，從而能夠?qū)崿F(xiàn)整體運輸、整體安裝，大
大縮短現(xiàn)場安裝調(diào)試周期，節(jié)省安裝、運輸費用。 (2)冷卻器采用頂置結(jié)構(gòu)，安裝維修方便，使用現(xiàn)場無須構(gòu)筑龐大的沉坑基礎(chǔ)，可 節(jié)省大量的安裝費用，縮短安裝周期；而且換熱器采用雙熱交換器結(jié)構(gòu)，可大大增強(qiáng)冷卻系 統(tǒng)的運行可靠性和安全性。 (3)發(fā)電機(jī)內(nèi)各部風(fēng)量分配合理，增大了冷卻能力，因此能夠有效地控制定子、轉(zhuǎn) 子的溫升，使發(fā)電機(jī)各部構(gòu)件均能得到理想的冷卻，消除發(fā)電機(jī)因發(fā)熱而導(dǎo)致的各種運行 故障，大大提高發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率。同時，對勵磁機(jī)進(jìn)行封閉式循環(huán)冷卻，既能收到良好的 散熱效果，又能避免油污、粉塵的侵入，有效地保護(hù)勵磁系統(tǒng)的正常運行，延長勵磁機(jī)的使 用壽命。 (4)該發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速可達(dá)3000轉(zhuǎn)/分鐘，其整體設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)緊湊，各部功能齊 備完善，運行性能可靠，生產(chǎn)的電壓、電流品質(zhì)優(yōu)良，安裝維修方便，生產(chǎn)、安裝效率高、周期短，制造、安裝成本低等優(yōu)點。
圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1中勵磁裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子中齒壓板的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式參看圖1，本實用新型的箱式高速汽輪發(fā)電機(jī)，該機(jī)是由主發(fā)電機(jī)、冷卻器6和勵 磁裝置組成。其中主發(fā)電機(jī)的機(jī)座1采用箱式結(jié)構(gòu)，不僅制作工藝更加簡便，而且便于冷 卻器6及內(nèi)部的組裝。在機(jī)座1的兩側(cè)端板17內(nèi)設(shè)有用于增強(qiáng)其剛度的加強(qiáng)隔板11，并與 兩側(cè)端板17之間的間隙構(gòu)成發(fā)電機(jī)冷卻進(jìn)風(fēng)通道，機(jī)座1頂部設(shè)有與冷卻器6連通的進(jìn)風(fēng) 口和出風(fēng)口 (圖中未示)。 主發(fā)電機(jī)的定子7與機(jī)座1采用套裝連接結(jié)構(gòu)，使發(fā)電機(jī)氣隙的調(diào)整更加方便，同 時在制造過程中定子7和機(jī)座1可以并行作業(yè)，大大縮短生產(chǎn)周期。定子7具有一個與定 子鐵心固定連接的定子支座8，其兩端與定子端壓板9固定連接，在定子鐵芯上設(shè)有與機(jī)座 1出風(fēng)口連通的徑向回風(fēng)通道。主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子2通過端蓋軸承4與機(jī)座l連接，可減少發(fā) 電機(jī)的安裝空間，縮短兩個軸承之間的距離，增強(qiáng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸3的剛性，而且在發(fā)電機(jī)運行過 程中，可使轉(zhuǎn)子2和固定在機(jī)座1上的定子7同步振動，從而保證發(fā)電機(jī)氣隙的穩(wěn)定性和發(fā) 電質(zhì)量?？紤]到本發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較高，轉(zhuǎn)子2在旋轉(zhuǎn)過程中對支撐部位產(chǎn)生的徑向沖擊力較 大，采用滾動軸承振動過大，因而端蓋軸承4采用滑動軸承，并配置有低壓潤滑油站(圖中 未示)，以保證軸承良好的潤滑和冷卻。轉(zhuǎn)子的鐵芯采用分組套片式結(jié)構(gòu)，每組轉(zhuǎn)子沖片之 間設(shè)有帶徑向通風(fēng)道的齒壓板2-1 (見圖3)，齒壓板2-1上的通風(fēng)道與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸3上開設(shè)的 軸向通風(fēng)槽2-2及發(fā)電機(jī)氣隙連通，這種結(jié)構(gòu)可以使轉(zhuǎn)子2內(nèi)部得到更好的冷卻。在轉(zhuǎn)子 2的兩端設(shè)有兩個與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸3套裝連接的軸流風(fēng)扇5，由此，在主發(fā)電機(jī)機(jī)座1的兩端部 位形成兩個進(jìn)風(fēng)通道和進(jìn)風(fēng)區(qū)，不僅能夠改善轉(zhuǎn)子2和定子鐵芯的冷卻效果，同時使定子7 和轉(zhuǎn)子2的繞組端部都得到較好的冷卻。為了使發(fā)電機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)更加緊湊，縮短冷卻空氣 的輸送距離，減少輸送過程的壓力和能量損耗，冷卻器6設(shè)置在主發(fā)電機(jī)機(jī)座1的頂部，同 時便于安裝維修，也可省去在地面以下構(gòu)筑龐大的基礎(chǔ)安裝室。冷卻器內(nèi)裝有兩個換熱器 IO，底部設(shè)有分別與主發(fā)電機(jī)進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口連通的一個回風(fēng)口和兩個出風(fēng)口。 參看圖2，本發(fā)電機(jī)的勵磁裝置14通過支架16與主發(fā)電機(jī)尾部的端蓋17連接，勵 磁裝置14的尾部設(shè)有接地檢測裝置15，不僅可以減小整個發(fā)電機(jī)的占用空間，同時使勵磁 裝置14與主發(fā)電機(jī)連為一個整體，能保持交流勵磁機(jī)14-2及永磁副勵磁機(jī)14-3的轉(zhuǎn)子和 定子的同步振動，從而保證勵磁電流的波形穩(wěn)定，提高主發(fā)電機(jī)的發(fā)電質(zhì)量。勵磁裝置14 的外部為與主發(fā)電機(jī)的機(jī)座1連接的封閉式殼體14-1，殼體14-1頂部設(shè)有與主發(fā)電機(jī)冷 卻進(jìn)風(fēng)通道連通的進(jìn)、出風(fēng)管道12、13，殼體14-1內(nèi)部設(shè)有與主發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸3剛性 連接的勵磁主軸14-4，勵磁主軸14-4上分別通過連接軸套依次套裝有隨其同步轉(zhuǎn)動的永 磁副勵磁機(jī)14-2、交流勵磁機(jī)14-3和旋轉(zhuǎn)整流盤14-5。接地檢測裝置15設(shè)置在勵磁裝置 14的尾部，是由集電環(huán)15-1、電刷15-2、接線盒15-3組成，外部設(shè)有密閉的護(hù)罩15-4。
權(quán)利要求一種大容量箱式高轉(zhuǎn)速汽輪發(fā)電機(jī)，該機(jī)包括主發(fā)電機(jī)、冷卻器和勵磁裝置，其特征在于主發(fā)電機(jī)具有與機(jī)座分體套裝連接的定子和通過端蓋軸承與機(jī)座支撐連接的轉(zhuǎn)子，冷卻器位于主發(fā)電機(jī)機(jī)座的頂部，勵磁裝置通過支架與主發(fā)電機(jī)端蓋連接，勵磁裝置的尾部設(shè)有接地檢測裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大容量箱式高轉(zhuǎn)速汽輪發(fā)電機(jī)，其特征在于所述機(jī)座采用 箱式結(jié)構(gòu)，其頂部設(shè)有與冷卻器連通的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，在機(jī)座的兩側(cè)端板內(nèi)設(shè)有用于增 強(qiáng)其剛度的加強(qiáng)隔板，并與兩側(cè)端板形成發(fā)電機(jī)冷卻進(jìn)風(fēng)通道。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大容量箱式高轉(zhuǎn)速汽輪發(fā)電機(jī)，其特征在于所述定子具有 一個與定子鐵心固定連接的定子支座，其兩端與定子端壓板固定連接，在定子鐵芯上設(shè)有 與機(jī)座出風(fēng)口連通的徑向回風(fēng)通道。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的大容量箱式高轉(zhuǎn)速汽輪發(fā)電機(jī)，其特征在于所述定子支座 是由隔板和連接支板構(gòu)成，連接支板與發(fā)電機(jī)機(jī)座通過緊固件組裝連接，隔板至少設(shè)置兩 個以上，并與定子鐵芯的外圓周連接，隔板之間的間隙形成與冷卻器和定子鐵芯徑向回風(fēng) 通道連通的發(fā)電機(jī)冷卻回風(fēng)通道。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大容量箱式高轉(zhuǎn)速汽輪發(fā)電機(jī)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子的鐵 芯采用分組套片式結(jié)構(gòu)，每組轉(zhuǎn)子沖片之間設(shè)有帶徑向通風(fēng)道的齒壓板，齒壓板上的通風(fēng) 道與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸上開設(shè)的軸向通風(fēng)槽及發(fā)電機(jī)氣隙連通。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大容量箱式高轉(zhuǎn)速汽輪發(fā)電機(jī)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子的兩 端均設(shè)有與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸套裝連接的軸流風(fēng)扇。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大容量箱式高轉(zhuǎn)速汽輪發(fā)電機(jī)，其特征在于所述勵磁裝置 的外部為與主發(fā)電機(jī)的機(jī)座連接的封閉式殼體，殼體頂部設(shè)有與主發(fā)電機(jī)冷卻進(jìn)風(fēng)通道連 通的進(jìn)、出風(fēng)管道，殼體內(nèi)部設(shè)有與主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸剛性連接的勵磁主軸，主軸上分別通 過連接軸套依次套裝有隨其同步轉(zhuǎn)動的永磁副勵磁機(jī)、勵磁發(fā)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)整流組件。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大容量箱式高轉(zhuǎn)速汽輪發(fā)電機(jī)，其特征在于所述冷卻器內(nèi) 設(shè)置有兩個換熱器，冷卻器的底部設(shè)有分別與主發(fā)電機(jī)進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口連通的回風(fēng)口和出 風(fēng)口。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大容量箱式高轉(zhuǎn)速汽輪發(fā)電機(jī)，其特征在于所述端蓋軸承 采用滑動軸承，并配置有低壓潤滑油站。
專利摘要本實用新型涉及一種大容量箱式高轉(zhuǎn)速汽輪發(fā)電機(jī)，其主要特點是主發(fā)電機(jī)具有與機(jī)座分體套裝連接的定子和通過端蓋軸承與機(jī)座支撐連接的轉(zhuǎn)子，冷卻器位于主發(fā)電機(jī)機(jī)座的頂部，勵磁裝置通過支架與主發(fā)電機(jī)端蓋連接，勵磁裝置的尾部設(shè)有接地檢測裝置。該發(fā)電機(jī)具有整體設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)緊湊，各部功能齊備完善，安裝維修方便，運行性能可靠，生產(chǎn)的電壓、電流品質(zhì)優(yōu)良，節(jié)省制造成本等優(yōu)點。
文檔編號H02K9/00GK201466942SQ200920091340
公開日2010年5月12日 申請日期2009年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月7日
發(fā)明者吳宣東, 吳斌, 李銀, 趙瑞來, 陳文省 申請人:南陽防爆集團(tuán)股份有限公司