水輪發電機定子是水輪發電機的靜止部件。由機座、鐵芯、繞組、銅環及基礎螺桿等組成。機座是固定鐵芯的結構件，鐵芯和繞組是定子為了產生旋轉磁場和保證磁通及電流通路必備的電磁部分，繞組由許多線棒按一定規律排列而成，線棒通常分兩層嵌入鐵芯的槽內，以一定的接線方式連線成迴路，通過銅環引線匯流後輸出電功率。
基本介紹
- 中文名：水輪發電機定子
- 外文名：stator of hydro generator
- 釋義：水輪發電機的靜止部件
- 地位：水輪發電機重要組成部分
- 領域：工程技術
- 學科：水利水電
簡介,機座,定子鐵芯,定子繞組,銅環,基礎螺桿,發展簡況,
簡介
水輪發電機定子是水輪發電機的靜止部件。由機座、鐵芯、繞組、銅環及基礎螺桿等組成。機座是固定鐵芯的結構件，鐵芯和繞組是定子為了產生旋轉磁場和保證磁通及電流通路必備的電磁部分，繞組由許多線棒按一定規律排列而成，線棒通常分兩層嵌入鐵芯的槽內，以一定的接線方式連線成迴路，通過銅環引線匯流後輸出電功率。
機座
主要用子固定鐵芯，呈圓形或多邊形。小容量水輪發電機多採用鑄鐵整圓機座，或採用鋼板焊接的箱形機座。大、中容量水輪發電機的機座由鋼板焊接組裝而成。作用在機座上的力有:運行中額定扭矩產生的切向力和鐵芯熱膨脹引起的徑向力;定子繞組短路時短路扭矩產生的切向力和轉子繞組兩點短路時引起的單向磁拉力。對懸式水輪發電機，機座上還承受上機架和機組轉動部分(包括水推力)等重量引起的軸向力，這些力均通過機座傳至混凝土荃礎上。因此機座應有足夠的強度和剛度，鐵芯外徑很大的機座還應考慮適應鐵芯熱變形的措施。
定子鐵芯
水輪發電機定子鐵芯是磁路的主要組成部分，並用以固定繞組。由扇形沖片、通風槽片、定位筋、齒壓板、拉緊螺桿等零部件裝壓而成。①扇形沖片常用0.5mm或0.35mm厚的低損耗、高導磁矽鋼片沖制而成。小容量水輪發電機鐵芯通常採用拉緊螺桿或用弧鍵壓圈結構進行軸向緊固;大、中容量機組則多採用定位筋與螺桿分開，或定位筋與螺桿合一的軸向緊固和周向定位結構。為了減小鐵芯中的渦流損耗，扇形沖片通常噴絕緣漆。②通風槽片是為改善徑向通風而設定的，對採用徑向通風系統的大、中容量水輪發電機，通風槽片的間隔距離通常為30~45 mm，其他通風系統可採用較長的間隔距離。通風槽片以厚0.5~0.75mm的扇形片作為底板，其上點焊固定通風槽鋼。大容量水輪發電機一般每齒放置兩根，以形成高10mm、寬10~15mm的通風溝，小容量發電機每齒放一根。③定位筋由方鋼加工而成，呈鴿尾形，扇形片就是通過定位筋和托塊固定在機座上的。④齒壓板由齒壓片與壓板焊接而成，它通過拉緊螺桿軸向壓緊鐵芯，通常在每張扇形片上布置兩根定位筋、兩塊齒壓板和四根拉緊螺桿。為了提高鐵芯裝壓質量，提高機座剛度，大、中容量水輪發電機的機座下端多採用與機座連成一體的大壓板結構。
定子繞組
水輪發電機定子繞組有條式波繞組和框式疊繞組兩種型式，前者端部連線線少，適用於大容量水輪發電機;後者端部焊接量小，適用於中、小容量水輪發電機。繞組的絕緣結構要綜合考慮耐熱等級、電氣強度、熱老化、介質損失、機械性能、耐電暈等因素。為使定子繞組能承受正常條件下電磁力和振動力的作用，短路條件下不致產生有害的位移和變形，造成絕緣損傷或匝間短路等故障，繞組在槽部和端部都應固定牢。通常槽部採用槽楔壓緊。端部一般採用玻璃絲繩或無緯玻璃絲帶將繞組與槽口墊塊、斜邊墊塊和端箍等綁牢。檢修時還需注意檢查立式水輪發電機線棒下沉、磨損情況。
銅環
繞組出線的匯流排，並由此引接出線。銅環數量由定子相電流大小確定:對子疊繞組，當支路電流為2000~8000A時，兩支路或四支路用一個銅環引出;對於波繞組，當支路電流為1000~3000時，每支路用一個銅環引出。
基礎螺桿
定子機座與基礎底板的連線件，其一端埋入定子基礎孔中，另一端通過基礎板與基座連線固定。
發展簡況
大容量水輪發電機的定子外徑已超過20m。為減小熱應力，研究採用了定子浮動式機座或定子機座與基礎板、上機架連線處設定斜翼板結構，但對鐵芯溫升高於機座而產生的壓應力施加子機座的間題仍未解決好。有的製造廠採用了無機座結構，利用定子垂直梁和力矩板使鐵芯熱應力產生的徑向力和切向力獲得補償，但仍存在著結構複雜和現場組裝工作量大的特點。
