由軸承及端蓋將發(fā)電機的定子,轉(zhuǎn)子連接組裝起來,使轉(zhuǎn)子能在定子中旋轉(zhuǎn),做切割磁力線的運動,從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢,通過接線端子引出,接在回路中,便產(chǎn)生了電流。
因大多數(shù)發(fā)電機與原動機同軸聯(lián)動,火電廠都用高速汽輪機作原動機,所以汽輪發(fā)電機通常用高轉(zhuǎn)速的2極電機,其轉(zhuǎn)速達3000轉(zhuǎn)/分(在電網(wǎng)頻率為60赫時,為3600轉(zhuǎn)/分)。核電站多用4極電機,轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分(當(dāng)電網(wǎng)頻率為60赫時,為1800轉(zhuǎn)/分)。為順應(yīng)高速、高功率請求,高速同步發(fā)電機在構(gòu)造上一是采用隱極式轉(zhuǎn)子,二是設(shè)置特地的冷卻系統(tǒng)。
隱極式轉(zhuǎn)子:表面呈圓柱形,在圓柱外表開槽以安放直流勵磁繞組,并用金屬槽楔固緊,使電機具有平均的氣隙。由于高速旋轉(zhuǎn)時宏大的向心力,請求轉(zhuǎn)子有很高的機械強度。隱極式轉(zhuǎn)子普通由高強度合金鋼整塊鍛成,槽形普通為啟齒形,以便裝置勵磁繞組。在每一個極距內(nèi)約有1/3局部不開槽,構(gòu)成大齒;其他局部的齒較窄,稱做小齒。大齒中心即為轉(zhuǎn)子磁極的中心。有時大齒也開一些較小的通風(fēng)槽,但不嵌放繞組;有時還在嵌線槽底部銑出窄而淺的小槽作為通風(fēng)槽。隱極式轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)子本體軸向兩端還裝有金屬的護環(huán)和中心環(huán)。護環(huán)是由高強度合金制成的厚壁圓筒,用以維護勵磁繞組端部不至被宏大的向心力甩出;中心環(huán)用以避免繞組端部的軸向挪動,并支撐護環(huán)。此外,為了把勵磁電流通入勵磁繞組,在電機軸上還裝有集電環(huán)和電刷。
冷卻系統(tǒng):由于電機中能量損耗和電機的體積成正比,它的量級與電機線度量級的三次方成比例,而電機散熱面的量級只是電機線度量級的二次方。因而,當(dāng)電機尺寸增大時(受資料限制,增大電機容量就得加大其尺寸),電機每單位外表上需求分發(fā)的熱量就會增加,電機的溫升將會進步。在高速汽輪發(fā)電機中,向心力將使轉(zhuǎn)子外表和轉(zhuǎn)子中心孔外表產(chǎn)生宏大的切向應(yīng)力,轉(zhuǎn)子直徑越大,這種應(yīng)力也越大。因而,在鍛件資料允許的應(yīng)力極限范圍內(nèi),2極汽輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)子本體直徑不能超越1250毫米。大型汽輪發(fā)電機要增大單機容量,只要靠增加轉(zhuǎn)子本體的長度(即用細長的轉(zhuǎn)子)和進步電磁負荷來處理。轉(zhuǎn)子長度可達8米,已接近極限。要繼續(xù)進步單機容量,只能是進步電機的電磁負荷。這使大型汽輪發(fā)電機的發(fā)熱和冷卻問題變得特別突出。關(guān)于50000千瓦以下的汽輪發(fā)電機,多采用閉路空氣冷卻系統(tǒng),用電機內(nèi)的風(fēng)扇吹拂發(fā)熱部件降溫。關(guān)于容量為5~60萬千瓦的發(fā)電機,普遍運用氫冷。氫氣(純度99%)的散熱性能比空氣好,用它來取代空氣不只散熱效果好,而且可使電機的通風(fēng)摩擦損耗大為降低,從而能顯著進步發(fā)電機的效率。但是,采用氫冷必需有防爆和防漏措施,這使電機構(gòu)造更為復(fù)雜,也增加了電極資料的耗費和本錢。此外,還可采用液體介質(zhì)冷卻,例如水的相對冷卻才能為空氣的50倍,帶走同樣的熱量,所需水的流量比空氣小得多。因而,在線圈里采用一局部空心導(dǎo)線,導(dǎo)線中通水冷卻,就能夠大大降低電機溫升,延緩絕緣老化,增長電機壽命。
總結(jié):發(fā)電機通常由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋及軸承等部件構(gòu)成。定子由定子鐵芯、線包繞組、機座以及固定這些部分的其他結(jié)構(gòu)件組成。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯(或磁極、磁扼)繞組、護環(huán)、中心環(huán)、滑環(huán)、風(fēng)扇及轉(zhuǎn)軸等部件組成。