大型空冷汽轮发电机定子线棒制造工艺研究

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1、大型空冷汽轮发电机定子线棒制造工艺研究　　摘要：在世界节能环保主题的引领下，高效环保的发电方式越来越得到广泛的接受。空冷电机较氢冷电机和水冷电机有很多优点：不需要氢气密封装置和置换装置等，简化了发电系统，增加了电机的可靠性，减少了工作量，大大的提高了工作效率。除此之外，空冷发电机的气体来源是空气，而氢冷发电机的气体来源是氢气，相对来说，空气的来源较氢气比较广泛，更容易获得。但是，空冷发电机还存在预弯成型困难、导线端部尺寸不好控制、线圈引线位置需要焊接成一体而引线的空间形状难以控制等现象。本文就这些棘手的问题提出了一些解决

2、方式。　　关键词：发电机；定子；线棒　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.153　　0前言　　随着社会主义现代化建设的不断加强，我国经济发展的不断提高，我国农业、工业、以及现代化服务业有了很大的改善。科学技术水平逐步提高，影响着各行各业的发展，对发电也技术有着不小的影响，大型发电技术水平也不断地提高。就目前来看，空冷汽轮发电机的冷却定子的介质是空气，氢冷汽轮发电机的冷却定子的介质是氢气，水冷大型汽轮发电机定子线圈采用冷水直接冷却。但是在这些发电机当中，空冷发电机的冷却介质有来源广

3、泛、装置简单、而且投资相对较少等优点，被越来越多的发电厂所接受。空冷发电机具有气体来源容易、维护方便、费用低等优点。目前国产空冷汽轮机发电机主要有100MW、135MW、150MW、200MW、350MW。本文就大型空冷汽轮发电机定子线棒制造工艺进行分析与研究。　　1空冷汽轮发电机定子线圈的制造难点　　1.1预弯成型困难　　端部渐开线形状愈加复杂，预弯成型困难。目前，汽轮发电机定子绝缘体多用环氧粉云母材料，环氧粉云母的硬度以及刚度较大，如果热压后想要改变形状，无论采用何种方式，都难以达到预想效果。除此之外，还容易造成绝缘

4、体的损伤，失去绝缘体的使用效果。而且在绘制样板图时，由于渐开线的最后一段圆弧与引线转角圆弧不能相切。按照线圈图的画法进行多次测量，其结果算出的角度与实际的角度一直不相符。模型设计计算出的各值与实际的值都都很大的差别，甚至出现误差，以致预弯成型困难。　　1.2导线端部尺寸难控制　　空冷汽轮发电机是采用蒸汽轮机直接驱动，其转子线圈通常为两极隐极式结构。并且采用空气直接冷却的方式进行冷却，与氢冷汽轮发电机相比较为经济。但是在确定电机有效部分的?L度和直径时，会出现一定的误差，以致在选择关联的定子槽数、定子铁芯外径、转子槽数和转

5、子槽分度数等也会受到误差的影响出现一些差错。除此之外，标准转子外径尺寸还会作为电磁设计主要尺寸的选择。还要考虑转子齿的应力水平以及是否会受到，过大谐波的影响。这些都会影响定子导线端部尺寸难以控制。　　2解决措施以及工艺方法　　2.1端部形状控制工艺　　因为空冷汽轮发电机线圈的匝数较多，截面高度尺寸较大，弯型使上压板如果固定不牢很容易上翘，致使线匝不规整，线圈此部位容易脱离预想效果，严重影响导线质量。因此，必须要在预弯时增加线圈小面上压夹紧装置，才能保障预弯预弯达到预期的效果。同时，需要对夹紧工具加以改进，保障在弯型时型腔

6、的尺寸能随着引线高度而变化。当引线达到一定高度时，使空间形状保持正确的形态。　　2.2导线端部尺寸工艺　　由于电机绕组有相同和相隔之分，会产生两种相反的电流，通电线圈会产生磁场，致使端部相邻线圈两线棒间就会有相互吸引和排斥作用力产生，为避免由于作用力产生的位移。所以对端部这个部位在切向正确的固定，应是在相邻绕组线棒间侧面间隙中，选择厚度与间隙大小相近的涤纶绳绑紧。根据空冷汽轮发电机定子线圈的结构特点、质量要求以及设备加工能力等各个方面，可以改进冲孔工序的一些技术。冲孔工序一直是空冷型定子线圈加工工序的重点和难点。其中热处

7、理一定要保证淬火，保证硬度达到60-64HRC。钳工精修一定要符合标准，达到一定要求。　　2.3定子通风结构工艺　　定子的通风结构可以提高空气传导介质的利用率，降低电机升温。空冷汽轮机的容量增加，其系统可以合理的优化定子的通风结构。这里有两个可实行的方案。第一，保持电机总尺寸和通风沟的数量不变，改变铁芯的厚度。第二，保持电机总数不变，增加通风沟的数量。优化后的两种结构可以让流体带走更多电机产生的热量。还可以增加通风槽上片及下片的数量。上通风槽上倾斜设置有至少两列由多个翅片组成的翅片列，下通风槽片上倾斜设置有至少两列由多个

8、翅片组成的翅片列，每个翅片上设置有多个通孔。这样能够提高冷却气体在通风流沟内的流动紊流度，还能提高冷却气体与通风槽片的接触度和接触面积，这样可以增加气体与定子之间的充分热交换，提高空气冷却的效率，达到空冷汽轮发电机的预期使用效率。　　2.4不对称支路绕组技术　　由于空冷汽轮发电机的冷却介质是空气，空气的冷却效果并不如