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主要内容目录 发电机的发热与冷却 同步发电机的内部损耗 主要包括 铁损 定子 铜损 转子 机械损耗 附加损耗 电机的冷却方式分为气冷和液冷两大类 空气 气冷 氢气 水 液冷 油 蒸发冷却介质（氟里昂类、氟碳） 氢气和空气、水与油之间的冷却性能表 发电机结构 发电机以氢气作为主要冷却介质，采用径向多流式密闭循环通风方式运行，定子绕组采用单独的水冷却系统 发电机氢气系统 发电机氢冷系统的功能是用于冷却发电机的定子铁芯和转子，并采用二氧化碳作为置换介质。发电机氢冷系统采用闭式氢气循环系统，热氢通过发电机的氢气冷却器由冷却水冷却。 转子与铁芯的冷却通道为多进多出结构，采用径向和轴向气隙隔板，从而使气体分为不同的冷热区域，可以有效的遏止冷热风的混合，沿转子轴向温度分布比较均匀。 发电机通风系统 发电机采用径向多流式密闭循环通风，定子铁芯沿轴向分为十三个风区，六个进风区和七个出风区相间布置。安装在转轴上的两个轴流式风扇(汽、励端各一个)将氢气分别鼓入气隙和铁芯背部；进入铁芯背部的氢气，沿铁芯径向风道冷却进风区铁芯后，进入气隙；少部分氢气进入转子槽内风道，冷却转子绕组；其他大部分氢气再折回铁芯，冷却出风区铁芯，最后从机座风道进入冷却器；被冷却器冷却后的氢气进入风扇前，进行再循环。为了防止风路的短路，常在定转子之间气隙中冷热风区间的定子铁芯上加装气隙隔环，以避免由转子抛出的热风吸入转子再循环。 机壳和定子铁芯之间的空间是发电机通风（氢气）系统的一部分。 发电机定子采用径向通风，将机壳和铁芯背部之间的空间沿轴向分隔成若干段，每段形成一个环形小风室，各小风室相互交替分为进风区和出风区。这些小室用管子相互连通，并能交替进行通风。氢气交替地通过铁芯的外侧和内侧，再集中起来通过冷却器，从而有效地防止热应力和局部过热。 定子线棒由绝缘空心股线和实心股线混合编织换位组合而成。 定子线棒是通过空心股线中的水介质来冷却的。冷却水从励端的汇流管和绝缘引水管并通过线棒端头的水接头进入线圈，冷却线圈后再经过汽端的绝缘引水管和汇流管排入外部水系统。冷却水流通道为单向型 对于大型汽轮发电机主要采用三相双层绕组，并采用短距叠绕组，双层绕组构成如左图。在每个槽内有上下两个线圈边，线圈的一个边嵌在某个槽的下层，则另一边则嵌在相隔y1槽（节距：一个线圈的有效边在定子铁芯上跨的槽数）的上层。采用双层绕组可以很方便地把绕组型式设计成短距绕组。短距绕组具有改善电势波形和节约材料的优点。 60°相带槽电势星形图 叠绕组：绕组嵌线时，相邻得两个串联线圈中，后一个线圈紧“叠”在前一个线圈上。 极相组的电动势、电流方向与极相组的电动势电流方向相反，为避免电动势或电流所形成的磁场互相抵消，串联时应将极相组和极相组反向串联，即首－首相连把尾端引出，或尾－尾相连把首端引出。 在实际的电机中，由于磁极磁场是不可能完全按正弦规律分布，因此，在定子绕组内的感应电势也不完全是正弦波形，即除了正弦波形的基波外，还包含着一系列的谐波。谐波的次数越高，它的幅值越小，对电势波形的影响越小。高次谐波的存在，对发电机会产生许多不良的影响： 1）发电机本身的损耗增加，效率降低，温升增高。 2）可能引起输电线路的电感和电容产生谐振，产生过电压。 3）对邻近的通讯线路产生干扰。 削弱谐波的常用方法如下： 1）隐极汽轮发电机的气隙是均匀的，因此只要把每极范围内安放的励磁绕组与极距之比设计在0.7～0.8范围内，就可使发电机磁极磁场的波形比较接近于正弦形。 2）采用Y形连接，由于3次谐波及其倍数奇次谐波是同大小、同相位的，采用这种接线可把这些谐波抵消掉。 3）采用短距绕组，可削弱5、7次谐波。 4）采用分布绕组，即增大每极每相槽数q，可显著削弱高次谐波电势。但随着q值的增大，电枢槽数增多，这将引起冲剪工作和绝缘材料的消耗量增加，使成本上升。所以，一般隐极汽轮发电机的q取6～12之间。 转子通风系统 转子绕组槽部采用气隙取气斜流内冷方式。利用转子自泵风作用，从进风区气隙吸入氢气。通过转子槽楔后，进入两排斜流风道，以冷却转子铜线。氢气到达底匝铜线后，转向进入另一排风道，冷却转子铜线后再通过转子槽楔，从出风区排入气隙。在转子线棒凿了两排不同方向的斜流孔至槽底，于是，沿转子本体轴向就形成了若干个平行的斜流通道。通过这些通道，冷却用氢气交替的进入和流出转子绕组进风口的风斗，迫使冷却氢气以与转子转速相匹配的速度通过斜流通道到达导体槽的底部，然后拐向另一侧同样沿斜流通道流出导体。从每个进风口鼓进的冷风是分成两