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同步发电机在高速柴油机上的应用

  -柴油发电机通常用高转速的4极电机,转速为1500转/分(当电网频率为60赫时,为1800转/分)。为适应高速、高功率要求,高速同步发电机在组成上一是采用隐极式转子,二是设置专门的冷却系统。

  隐极式转子:外表呈圆柱形,在圆柱表面开槽以安放直流励磁绕组,并用金属槽楔固紧,使电机具有均匀的气隙。由于高速旋转时巨大的离心力,要求转子有很高的机械强度。隐极式转子一般由高强度合金钢整块锻成,槽形一般为开口形,以便装配励磁绕组。在每一个极距内约有1/3部分不开槽,形成大齿;其余部分的齿较窄,称做小齿。大齿中心即为转子磁极的中心。有时大齿也开一些较小的通风槽,但不嵌放绕组;有时还在嵌线槽底部铣出窄而浅的小槽作为通风槽。隐极式转子在转子本体轴向两端还装有金属的护环和中心环。护环是由高强度合金制成的厚壁圆筒,用以励磁绕组端部不至被巨大的离心力甩出;中心环用以防止绕组端部的轴向移动,并支撑护环。此外,为了把励磁电流通入励磁绕组,在电机轴上还装有集电环和电刷。

  冷却系统:因为电机中能量损耗和电机的体积成正比,它的量级与电机线度量级的三次方成比例,而电机散热面的量级只是电机线度量级的二次方。因此,当电机大小增大时(受材料,增大电机功率就得加大其大小),电机每单位表面上需要散发的热量就会增加,电机的温升将会提升。在高速柴油发电机中,离心力将使转子表面和转子中心孔表面产生巨大的切向应力,转子直径越大,这种应力也越大。因此,在锻件材料允许的应力极限范围内,2极柴油发电机的转子本体直径不能超过1250毫米。大型柴油发电机要增大单机功率,只有靠增加转子本体的长度(即用细长的转子)和增强电磁负荷来解决。转子长度可达8米,已接近极限。要继续提高单机功率,只能是提高电机的电磁负荷。这使大型柴油发电机的发热和冷却问题变得特别突出。

 




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