专利名称：大容量箱式高转速汽轮发电机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力设备技术领域，特别是一种大容量箱式高转速汽轮发电机。
背景技术：
目前，国内发电机生产以2P发电机为主，但由于结构设计老化，普遍存在以下问 题 (1)发电机通常采用定子与机座整体连接的内装压结构，由于定子铁芯与机座连 为一体，必须先加工好机座后才能进行定子冲片叠压，线圈下线等工作，无法并行作业，导 致生产周期长，效率低，组装麻烦，费时费工。其次，发电机需要分体包装、运输，运输难度 大、费用高。而且发电机的气隙调整必须到使用现场进行安装调调试，由于现场调试装配条 件较差，气隙若调整不好，会导致发电谐波波动大、机体发热等问题。 (2)发电机轴承采用座式轴承，即轴承分别安装在两端盖外部专门设置的轴承座 内，轴承座与机座分别布设安装在底座上，不仅使发电机的整体尺寸大大增加，而且由于发 电机运行过程中轴承座与机座的振动不同步，加之两轴承座之间距离较长，使转子转轴旋 转时产生的桡度过大，由此造成发电机定子和转子之间的气隙变化波动，给发电机的发电 性能带来一系列的不良影响。 (3)在现有的技术中，冷却器通常设置在主发电机的底部，在发电机组安装时，必 须在地面以下构筑庞大的安装室，以容纳冷却器及安装、维修作业空间，由此带来安装工程 复杂，工作量大，周期长，材料消耗高等弊端，给安装调试和维修都带来很大的麻烦。其次， 由于冷却器安装位置与主要冷却部位的定子、转子距离较远，导致冷气传输距离远，压力及 能量损耗较高，影响冷却效果。 (4)发电机的转子转轴一般采用整体锻件切削开槽的方式制作。由于该转轴为细 长结构，因而生产加工周期长，工序多、成本高，制造工艺复杂，而且材料利用率低。转子冷 却缺乏径向通风循环，其内部热量的排散仅靠传导方式传至转子表面，散热性能达不到理 想要求。 (5)目前的励磁系统，单独安装在发电机底座上，结构不紧凑，同时与电机机座振 动不同步，影响励磁机的正常运行和励磁效果。另外，对励磁机一般采用暴露式风冷，冷风 只能吹到其表面，对励磁机内部起不到散热的效果，同时油污、粉尘容易进入机体内部，导 致绝缘失效、短路等事故。 (6)发电机接地检测装置中的集电环通常安装在发电机轴承与端盖之间，并在转 轴上开设径向引线孔，因此，集电环的体积较大，圆周表面线速度过高，电刷磨损快，需要经 常进行维护检修、更换电刷。而频繁的维护检修，常常将护罩弃置不用，使集电环裸露在外 面，导致构件磨损的加速，特别是当发电机室外安装时，雨水、油污、粉尘容易进入径向接线 孔内，造成引线损坏、短路等故障，甚至酿成事故。另外，集电环体大笨重，加工制作费工费 料，占用空间大，维护检修也不方便。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种结构紧凑、合理、运行可靠，安装维修简便，发电波
形优良、稳定，制造、运行成本低，发电效率高的大容量箱式高转速汽轮发电机。
实现本实用新型的目的所采取的技术方案是该机包括主发电机、冷却器和励磁
装置，其中主发电机具有与机座分体套装连接的定子和通过端盖轴承与机座支撑连接的
转子，冷却器位于主发电机机座的顶部，励磁装置通过支架与主发电机端盖连接，励磁装置
的尾部设有接地检测装置。
所述机座采用箱式结构，其顶部设有与冷却器连通的进风口和出风口 ，在机座的 两侧端板内设有用于增强其刚度的加强隔板，并与两侧端板形成发电机冷却进风通道。 所述定子具有一个与定子铁心固定连接的定子支座，其两端与定子端压板固定连 接，在定子铁芯上设有与机座出风口连通的径向回风通道。 所述定子支座是由隔板和连接支板构成，连接支板与发电机机座通过紧固件组装 连接，隔板至少设置两个以上，并与定子铁芯的外圆周连接，隔板之间的间隙形成与冷却器 和定子铁芯径向回风通道连通的发电机冷却回风通道。 所述转子的铁芯采用分组套片式结构，每组转子冲片之间设有带径向通风道的齿
压板，齿压板上的通风道与转子转轴上开设的轴向通风槽及发电机气隙连通。 所述转子的两端均设有与转子转轴套装连接的轴流风扇。 所述励磁装置的外部为与主发电机的机座连接的封闭式壳体，壳体顶部设有与主 发电机冷却进风通道连通的进、出风管道，壳体内部设有与主发电机转子转轴刚性连接的 励磁主轴，主轴上分别通过连接轴套依次套装有随其同步转动的永磁副励磁机、励磁发电 机和旋转整流组件。 所述冷却器内设置有两个换热器，冷却器的底部设有分别与主发电机进风口和出 风口连通的回风口和出风口。 所述端盖轴承采用滑动轴承，并配置有低压润滑油站。 按照上述制成的大容量箱式高转速汽轮发电机，其有益效果为 (1)该发电机采用定子与机座分体式结构，能够方便快捷地进行定子线圈的下线
和气隙的调整，保证气隙同心的精度，并可降低各部构件的制作精度和整体安装调整的难
度，縮短生产周期，而且安装调试均可在出厂前完成，从而能够实现整体运输、整体安装，大
大縮短现场安装调试周期，节省安装、运输费用。 (2)冷却器采用顶置结构，安装维修方便，使用现场无须构筑庞大的沉坑基础，可 节省大量的安装费用，縮短安装周期；而且换热器采用双热交换器结构，可大大增强冷却系 统的运行可靠性和安全性。 (3)发电机内各部风量分配合理，增大了冷却能力，因此能够有效地控制定子、转 子的温升，使发电机各部构件均能得到理想的冷却，消除发电机因发热而导致的各种运行 故障，大大提高发电机的发电效率。同时，对励磁机进行封闭式循环冷却，既能收到良好的 散热效果，又能避免油污、粉尘的侵入，有效地保护励磁系统的正常运行，延长励磁机的使 用寿命。 (4)该发电机的转速可达3000转/分钟，其整体设计合理，结构紧凑，各部功能齐 备完善，运行性能可靠，生产的电压、电流品质优良，安装维修方便，生产、安装效率高、周期短，制造、安装成本低等优点。
图1是本实用新型的结构示意图； 图2是图1中励磁装置的结构示意图； 图3是主发电机转子中齿压板的结构示意图。
具体实施方式参看图1，本实用新型的箱式高速汽轮发电机，该机是由主发电机、冷却器6和励 磁装置组成。其中主发电机的机座1采用箱式结构，不仅制作工艺更加简便，而且便于冷 却器6及内部的组装。在机座1的两侧端板17内设有用于增强其刚度的加强隔板11，并与 两侧端板17之间的间隙构成发电机冷却进风通道，机座1顶部设有与冷却器6连通的进风 口和出风口 (图中未示)。 主发电机的定子7与机座1采用套装连接结构，使发电机气隙的调整更加方便，同 时在制造过程中定子7和机座1可以并行作业，大大縮短生产周期。定子7具有一个与定 子铁心固定连接的定子支座8，其两端与定子端压板9固定连接，在定子铁芯上设有与机座 1出风口连通的径向回风通道。主发电机转子2通过端盖轴承4与机座l连接，可减少发 电机的安装空间，縮短两个轴承之间的距离，增强转子转轴3的刚性，而且在发电机运行过 程中，可使转子2和固定在机座1上的定子7同步振动，从而保证发电机气隙的稳定性和发 电质量。考虑到本发电机转速较高，转子2在旋转过程中对支撑部位产生的径向冲击力较 大，采用滚动轴承振动过大，因而端盖轴承4采用滑动轴承，并配置有低压润滑油站(图中 未示)，以保证轴承良好的润滑和冷却。转子的铁芯采用分组套片式结构，每组转子冲片之 间设有带径向通风道的齿压板2-1 (见图3)，齿压板2-1上的通风道与转子转轴3上开设的 轴向通风槽2-2及发电机气隙连通，这种结构可以使转子2内部得到更好的冷却。在转子 2的两端设有两个与转子转轴3套装连接的轴流风扇5，由此，在主发电机机座1的两端部 位形成两个进风通道和进风区，不仅能够改善转子2和定子铁芯的冷却效果，同时使定子7 和转子2的绕组端部都得到较好的冷却。为了使发电机整机结构更加紧凑，縮短冷却空气 的输送距离，减少输送过程的压力和能量损耗，冷却器6设置在主发电机机座1的顶部，同 时便于安装维修，也可省去在地面以下构筑庞大的基础安装室。冷却器内装有两个换热器 IO，底部设有分别与主发电机进风口和出风口连通的一个回风口和两个出风口。 参看图2，本发电机的励磁装置14通过支架16与主发电机尾部的端盖17连接，励 磁装置14的尾部设有接地检测装置15，不仅可以减小整个发电机的占用空间，同时使励磁 装置14与主发电机连为一个整体，能保持交流励磁机14-2及永磁副励磁机14-3的转子和 定子的同步振动，从而保证励磁电流的波形稳定，提高主发电机的发电质量。励磁装置14 的外部为与主发电机的机座1连接的封闭式壳体14-1，壳体14-1顶部设有与主发电机冷 却进风通道连通的进、出风管道12、13，壳体14-1内部设有与主发电机的转子转轴3刚性 连接的励磁主轴14-4，励磁主轴14-4上分别通过连接轴套依次套装有随其同步转动的永 磁副励磁机14-2、交流励磁机14-3和旋转整流盘14-5。接地检测装置15设置在励磁装置 14的尾部，是由集电环15-1、电刷15-2、接线盒15-3组成，外部设有密闭的护罩15-4。
权利要求一种大容量箱式高转速汽轮发电机，该机包括主发电机、冷却器和励磁装置，其特征在于主发电机具有与机座分体套装连接的定子和通过端盖轴承与机座支撑连接的转子，冷却器位于主发电机机座的顶部，励磁装置通过支架与主发电机端盖连接，励磁装置的尾部设有接地检测装置。
2. 根据权利要求1所述的大容量箱式高转速汽轮发电机，其特征在于所述机座采用 箱式结构，其顶部设有与冷却器连通的进风口和出风口，在机座的两侧端板内设有用于增 强其刚度的加强隔板，并与两侧端板形成发电机冷却进风通道。
3. 根据权利要求1所述的大容量箱式高转速汽轮发电机，其特征在于所述定子具有 一个与定子铁心固定连接的定子支座，其两端与定子端压板固定连接，在定子铁芯上设有 与机座出风口连通的径向回风通道。
4. 根据权利要求3所述的大容量箱式高转速汽轮发电机，其特征在于所述定子支座 是由隔板和连接支板构成，连接支板与发电机机座通过紧固件组装连接，隔板至少设置两 个以上，并与定子铁芯的外圆周连接，隔板之间的间隙形成与冷却器和定子铁芯径向回风 通道连通的发电机冷却回风通道。
5. 根据权利要求1所述的大容量箱式高转速汽轮发电机，其特征在于所述转子的铁 芯采用分组套片式结构，每组转子冲片之间设有带径向通风道的齿压板，齿压板上的通风 道与转子转轴上开设的轴向通风槽及发电机气隙连通。
6. 根据权利要求1所述的大容量箱式高转速汽轮发电机，其特征在于所述转子的两 端均设有与转子转轴套装连接的轴流风扇。
7. 根据权利要求1所述的大容量箱式高转速汽轮发电机，其特征在于所述励磁装置 的外部为与主发电机的机座连接的封闭式壳体，壳体顶部设有与主发电机冷却进风通道连 通的进、出风管道，壳体内部设有与主发电机转子转轴刚性连接的励磁主轴，主轴上分别通 过连接轴套依次套装有随其同步转动的永磁副励磁机、励磁发电机和旋转整流组件。
8. 根据权利要求1所述的大容量箱式高转速汽轮发电机，其特征在于所述冷却器内 设置有两个换热器，冷却器的底部设有分别与主发电机进风口和出风口连通的回风口和出 风口。
9. 根据权利要求1所述的大容量箱式高转速汽轮发电机，其特征在于所述端盖轴承 采用滑动轴承，并配置有低压润滑油站。
专利摘要本实用新型涉及一种大容量箱式高转速汽轮发电机，其主要特点是主发电机具有与机座分体套装连接的定子和通过端盖轴承与机座支撑连接的转子，冷却器位于主发电机机座的顶部，励磁装置通过支架与主发电机端盖连接，励磁装置的尾部设有接地检测装置。该发电机具有整体设计合理，结构紧凑，各部功能齐备完善，安装维修方便，运行性能可靠，生产的电压、电流品质优良，节省制造成本等优点。
文档编号H02K9/00GK201466942SQ200920091340
公开日2010年5月12日 申请日期2009年7月7日 优先权日2009年7月7日
发明者吴宣东, 吴斌, 李银, 赵瑞来, 陈文省 申请人:南阳防爆集团股份有限公司