柴油發電機組有刷三相交流發電機基本結構

國外交流發電機總體結構兒乎都是鋼板殼式，我國目前自主開發的由柴油機或汽油機驅動的中小型三相交流發電機總體結構，也越來越多采用鋼板殼式，如圖3-3所示。有刷三相交流發電機主要由定子、轉子、端蓋、軸承、出線盒等組成，其主耍零部件如圖3-4所示。

   （1）定子。定子由機座、定子鐵心、定子繞組組 成，如圖3-5所示。機座是發電機的整體支架，用以固定帶繞組的定子鐵心，并和前端蓋、后端蓋及軸承一道支承轉子。新型發電機機座由鋼板壓制而成，機座內壁有沿圓周均勻分布的若干軸向筋條，用以支撐、 固定定子鐵心。機座兩端面加工有與端蓋配合的止口及螺孔。機座下部有支撐定子及整機的底腳。機座頂 部或側面一般裝有出線盒，出線盒內裝有接線板，從這里接出交流電輸出引線、勵磁繞組引線和定子副繞組引線。有的發電機出線盒中裝有勵磁調節器。

定子鐵心是交流發電機磁路的組成部分，由一定數量的0.5mm厚硅鋼片沖制成的鐵心沖片疊裝而成。靠近鐵心內腔處沿圓周開有一定數量的均勻分布的槽，以嵌放定子繞組。 為了減少鐵心的渦流損耗，沖片兩由涂有絕緣漆。定子鐵心按外壓裝和內壓裝兩種方式之一固定于機座內圓上。外壓裝就是鐵心沖片疊壓成一定長度后，在一定壓力下由壓圈和扣片裝成一個鐵心整體，再經定子繞組嵌線、浸漆、烘干處理后，壓人機座。內壓裝則是鐵心沖片 直接疊壓在機座內腔，并加以固定。較大容量交流發電機定子鐵心，為了增加散熱面積，常在沿軸向長度上把定子鐵心分成若干段，每段之間設有通風溝。

   定子繞組是交流發電機中感應電壓、輸出電能的部分，是發電機的核心。定子繞組按規定方法嵌人定子鐵心梢內，并按規定方法連接成三相繞組。小型交流發電機定子繞組由離強度聚酯漆包圓銅線繞制而成，導線規格、繞組匝數、并繞根數、并聯路數等由設計規定。繞組形式有雙層疊式、單層鏈式、單雙層式等。三相交流發電機一般為雙層疊式繞組。定子繞組按設計規定的方式嵌于鐵心槽中，嵌線之前必須在每個槽內放置槽絕緣。三相繞組還須有相間絕緣、層間絕緣。交流發電機運行時，定子繞組在鐵心槽中受到交變電磁力及平行于導線的電動力的作用，可能使繞組振動和位移，因此繞組要緊固，不得松動，一般用玻璃布板加工成的槽楔打人槽內壓緊繞組，同時在定子繞組兩端部用玻璃纖維帶把端部扎牢。

(2) 轉子。轉子一般由轉軸、磁極鐵心、磁極繞組、集電環、軸承及風扇等組成，如圖 3-6所示。

① 轉軸。轉軸一般由35號或45號圓鋼加工而成，轉子的所有零部件都按設計規定壓裝在轉軸上。交流發電機軸伸上裝有聯軸器，通過聯軸器使交流發電機與柴油機或汽油機對接， 因此，轉軸是將機械能變成電能的關鍵零件。小型交流發電機轉 軸上—般熱套有磁軛，它們一起經精加工后，再把其他各零部件壓裝于轉軸上。

② 磁極鐵心。磁極鐵心一般 由1mm厚的低碳鋼薄板沖制成的磁極沖片疊裝而成。由國外引 進技術生產的發電機的整體式磁極沖片，則用0.5mm厚的硅鋼片沖制而成。磁極鐵心是發電機 轉子磁路的主要組成部分。

中小型交流發電機不論是單 相還是三相，其磁極鐵心都可分為凸極式和隱極式兩種結構。凸 極式指磁極鐵心每極的極身呈凸起狀，磁極繞組就套裝在極身上或直接繞制在絕緣極身上。凸極式磁極鐵心有分體凸極式和鋃 體凸極式之分，它由如圖3-7所示的凸極式磁極鐵心沖片疊裝而成，圖3-7a為分體凸極式磁極鐵心，每個極鐵心套裝上磁極繞組后，用磁極螺釘固定在磁軛上；圖3-7b為整體凸極式磁極鐵心，每個極與磁軛部分為一體，磁極繞組直接繞制在已包扎好絕緣物的極身上。國外引進技術生產的發電機都采用整體凸極式結構，其磁極繞組散熱條件好，機械強度高，轉子無第二氣隙，減少了勵磁安匝，而且阻尼繞組布置方便，斜極方便，可用斜極結構消除齒諧波。

隱極式轉子鐵心由外圓均勻分布或大小槽分布線槽的整 張沖片疊裝而成，如圖3-8所示。鐵心直接壓裝在轉軸上， 兩端設有端板和支撐磁極繞組的支架。為了削弱發電機電壓波形中的齒諧波分量，轉子鐵心一般裝成斜槽。為了提高發電機并機運行性能和承受不對稱三相負載運行能力，在鐵心齒部還沖有阻尼孔，用以埋設阻尼繞組。

③ 磁極繞組。磁極繞組安裝于凸極式轉子極身上或嵌放在隱極式轉子鐵心槽中。該繞組中通過勵磁電流時，磁極鐵心通過磁通，建立發電機主磁場。磁極繞組的形式因鐵心結構不同，也有凸極式和隱極式之分，凸極式的一般采用高強度聚酯漆包圓銅線或扁銅線繞制而成。分體凸極式轉子的每個極套裝上一個預先繞制成形的磁極繞組，整體凸極式轉子的磁極 繞組則直接繞在已包好絕緣的極身上，在相鄰兩磁極之間應裝設極間撐塊，以防止發電機運 行中繞組受離心力作用向外甩起變形而損壞。極間撐塊應采用非導磁材料，如鑄鋁合金或鑄 黃銅合金等。

隱極式轉子繞組為單層同心式，用高強度漆包圓銅線繞制成形后，嵌人放好槽絕緣的轉子鐵心槽中，用玻璃纖維絲管把繞組端部與轉子支架扎牢，再用無緯玻璃纖維帶沿端部圓周綁扎，經轉子浸潰烘干處理便固化定形。

④ 軸承。軸承支撐轉子，使轉子輕快運轉。發電機一般在轉軸兩端裝有軸承，軸承外圈 固定在前、后端蓋的軸承室或軸承套內。由于受力不同，軸伸端（即傳動端）常用滾柱軸承，非傳動端則用滾珠軸承。軸承必須加裝潤滑脂，常用潤滑脂為3號鋰基脂。軸承兩端用軸承蓋密封。采用帶防護蓋密封的軸承，只要轉軸和端蓋有軸向止推措施的，可不裝內軸承蓋。軸承內圈與轉軸采用過盈配合，用熱套法把軸承加熱膨脹后套到轉軸軸承擋。軸承外圈與端蓋（或軸承套）采用過渡配合，但加工端蓋軸承室徑向尺寸時，不宜出現與軸承外圈的間隙配合，以防發電機運轉中軸承外圈打滑。

⑤風扇。發電機運行時，由于各種損耗會引起發熱，必須進行通風冷卻。通常在轉軸上 裝設風扇，發電機旋轉時熱時經風扇排出。為了降低噪聲、提高效率，風扇常制成后傾離心式。風扇葉片有鑄鋁和鋼板焊接兩種。

⑥集電環。集電環由互相絕緣的兩個導電環組合而成。發電機運行時，勵磁電源輸出的勵磁電流經電刷、集電環輸給轉子繞組，因此，集電環起著把勵磁電流從非旋轉到旋轉狀態的傳輸作用。為了保證集電環工作狀態良好，當它壓到轉軸上的規定位置后，必須進行圓周表面的精加工。在發電機總裝配時，還必須對電刷工作面進行磨削，使電刷與集電環接觸面不少于電刷橫截面的70%。

（3）端蓋。端蓋與機座配合后用于支撐轉子。端蓋中心有軸承室孔，用以安裝軸承。與 柴油機連接的發電機，其軸伸端的端蓋端面加工有端面止口，其與軸承室的間軸度要求很

高，以保證整機裝配后能正常運行。端蓋有鑄鐵鑄造和鋼板焊接兩種。有的三相發電機端蓋內孔不直接與軸承配合，而是經軸承套與軸承配合，軸承套材料為鑄鐵。

(4) 軸承蓋。每個軸承兩端均配備軸承蓋，用以保護軸承，并阻止潤滑脂外甩。軸承蓋材料一般為鑄鐵，也有用鋼材加工而成。

（5）出線盒。出線盒包含接線板和外殼。接線板由U、V、W、N接線柱和絕緣體組裝或壓制而成。發電機定子繞組感應發出的三相交流電必須經接線板上的接線柱輸出。新型發電機一般不設置出線盒的外殼，而是把接線板安裝在勵磁裝置箱體內或小成套控制箱體內。