柴油發(fā)電機(jī)組有刷三相交流發(fā)電機(jī)基本結(jié)構(gòu)

國(guó)外交流發(fā)電機(jī)總體結(jié)構(gòu)兒乎都是鋼板殼式，我國(guó)目前自主開(kāi)發(fā)的由柴油機(jī)或汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)的中小型三相交流發(fā)電機(jī)總體結(jié)構(gòu)，也越來(lái)越多采用鋼板殼式，如圖3-3所示。有刷三相交流發(fā)電機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)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(jī)座、定子鐵心、定子繞組組 成，如圖3-5所示。機(jī)座是發(fā)電機(jī)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(zhuǎn)子。新型發(fā)電機(jī)機(jī)座由鋼板壓制而成，機(jī)座內(nèi)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(jī)座兩端面加工有與端蓋配合的止口及螺孔。機(jī)座下部有支撐定子及整機(jī)的底腳。機(jī)座頂 部或側(cè)面一般裝有出線盒，出線盒內(nèi)裝有接線板，從這里接出交流電輸出引線、勵(lì)磁繞組引線和定子副繞組引線。有的發(fā)電機(jī)出線盒中裝有勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。

定子鐵心是交流發(fā)電機(jī)磁路的組成部分，由一定數(shù)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(nèi)腔處沿圓周開(kāi)有一定數(shù)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(nèi)壓裝兩種方式之一固定于機(jī)座內(nèi)圓上。外壓裝就是鐵心沖片疊壓成一定長(zhǎng)度后，在一定壓力下由壓圈和扣片裝成一個(gè)鐵心整體，再經(jīng)定子繞組嵌線、浸漆、烘干處理后，壓人機(jī)座。內(nèi)壓裝則是鐵心沖片 直接疊壓在機(jī)座內(nèi)腔，并加以固定。較大容量交流發(fā)電機(jī)定子鐵心，為了增加散熱面積，常在沿軸向長(zhǎng)度上把定子鐵心分成若干段，每段之間設(shè)有通風(fēng)溝。

   定子繞組是交流發(fā)電機(jī)中感應(yīng)電壓、輸出電能的部分，是發(fā)電機(jī)的核心。定子繞組按規(guī)定方法嵌人定子鐵心梢內(nèi)，并按規(guī)定方法連接成三相繞組。小型交流發(fā)電機(jī)定子繞組由離強(qiáng)度聚酯漆包圓銅線繞制而成，導(dǎo)線規(guī)格、繞組匝數(shù)、并繞根數(shù)、并聯(lián)路數(shù)等由設(shè)計(jì)規(guī)定。繞組形式有雙層疊式、單層鏈?zhǔn)健坞p層式等。三相交流發(fā)電機(jī)一般為雙層疊式繞組。定子繞組按設(shè)計(jì)規(guī)定的方式嵌于鐵心槽中，嵌線之前必須在每個(gè)槽內(nèi)放置槽絕緣。三相繞組還須有相間絕緣、層間絕緣。交流發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，定子繞組在鐵心槽中受到交變電磁力及平行于導(dǎo)線的電動(dòng)力的作用，可能使繞組振動(dòng)和位移，因此繞組要緊固，不得松動(dòng)，一般用玻璃布板加工成的槽楔打人槽內(nèi)壓緊繞組，同時(shí)在定子繞組兩端部用玻璃纖維帶把端部扎牢。

(2) 轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子一般由轉(zhuǎn)軸、磁極鐵心、磁極繞組、集電環(huán)、軸承及風(fēng)扇等組成，如圖 3-6所示。

① 轉(zhuǎn)軸。轉(zhuǎn)軸一般由35號(hào)或45號(hào)圓鋼加工而成，轉(zhuǎn)子的所有零部件都按設(shè)計(jì)規(guī)定壓裝在轉(zhuǎn)軸上。交流發(fā)電機(jī)軸伸上裝有聯(lián)軸器，通過(guò)聯(lián)軸器使交流發(fā)電機(jī)與柴油機(jī)或汽油機(jī)對(duì)接， 因此，轉(zhuǎn)軸是將機(jī)械能變成電能的關(guān)鍵零件。小型交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn) 軸上—般熱套有磁軛，它們一起經(jīng)精加工后，再把其他各零部件壓裝于轉(zhuǎn)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(guó)外引 進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的發(fā)電機(jī)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(fā)電機(jī) 轉(zhuǎn)子磁路的主要組成部分。

中小型交流發(fā)電機(jī)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(jié)構(gòu)。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(gè)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(gè)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(guó)外引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的發(fā)電機(jī)都采用整體凸極式結(jié)構(gòu)，其磁極繞組散熱條件好，機(jī)械強(qiáng)度高，轉(zhuǎn)子無(wú)第二氣隙，減少了勵(lì)磁安匝，而且阻尼繞組布置方便，斜極方便，可用斜極結(jié)構(gòu)消除齒諧波。

隱極式轉(zhuǎn)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(zhuǎn)軸上， 兩端設(shè)有端板和支撐磁極繞組的支架。為了削弱發(fā)電機(jī)電壓波形中的齒諧波分量，轉(zhuǎn)子鐵心一般裝成斜槽。為了提高發(fā)電機(jī)并機(jī)運(yùn)行性能和承受不對(duì)稱三相負(fù)載運(yùn)行能力，在鐵心齒部還沖有阻尼孔，用以埋設(shè)阻尼繞組。

③ 磁極繞組。磁極繞組安裝于凸極式轉(zhuǎn)子極身上或嵌放在隱極式轉(zhuǎn)子鐵心槽中。該繞組中通過(guò)勵(lì)磁電流時(shí)，磁極鐵心通過(guò)磁通，建立發(fā)電機(jī)主磁場(chǎng)。磁極繞組的形式因鐵心結(jié)構(gòu)不同，也有凸極式和隱極式之分，凸極式的一般采用高強(qiáng)度聚酯漆包圓銅線或扁銅線繞制而成。分體凸極式轉(zhuǎn)子的每個(gè)極套裝上一個(gè)預(yù)先繞制成形的磁極繞組，整體凸極式轉(zhuǎn)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(yīng)裝設(shè)極間撐塊，以防止發(fā)電機(jī)運(yùn) 行中繞組受離心力作用向外甩起變形而損壞。極間撐塊應(yīng)采用非導(dǎo)磁材料，如鑄鋁合金或鑄 黃銅合金等。

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

④ 軸承。軸承支撐轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子輕快運(yùn)轉(zhuǎn)。發(fā)電機(jī)一般在轉(zhuǎn)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(nèi)。由于受力不同，軸伸端（即傳動(dòng)端）常用滾柱軸承，非傳動(dòng)端則用滾珠軸承。軸承必須加裝潤(rùn)滑脂，常用潤(rùn)滑脂為3號(hào)鋰基脂。軸承兩端用軸承蓋密封。采用帶防護(hù)蓋密封的軸承，只要轉(zhuǎn)軸和端蓋有軸向止推措施的，可不裝內(nèi)軸承蓋。軸承內(nèi)圈與轉(zhuǎn)軸采用過(guò)盈配合，用熱套法把軸承加熱膨脹后套到轉(zhuǎn)軸軸承擋。軸承外圈與端蓋（或軸承套）采用過(guò)渡配合，但加工端蓋軸承室徑向尺寸時(shí)，不宜出現(xiàn)與軸承外圈的間隙配合，以防發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中軸承外圈打滑。

⑤風(fēng)扇。發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，由于各種損耗會(huì)引起發(fā)熱，必須進(jìn)行通風(fēng)冷卻。通常在轉(zhuǎn)軸上 裝設(shè)風(fēng)扇，發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)熱時(shí)經(jīng)風(fēng)扇排出。為了降低噪聲、提高效率，風(fēng)扇常制成后傾離心式。風(fēng)扇葉片有鑄鋁和鋼板焊接兩種。

⑥集電環(huán)。集電環(huán)由互相絕緣的兩個(gè)導(dǎo)電環(huán)組合而成。發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，勵(lì)磁電源輸出的勵(lì)磁電流經(jīng)電刷、集電環(huán)輸給轉(zhuǎn)子繞組，因此，集電環(huán)起著把勵(lì)磁電流從非旋轉(zhuǎn)到旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的傳輸作用。為了保證集電環(huán)工作狀態(tài)良好，當(dāng)它壓到轉(zhuǎn)軸上的規(guī)定位置后，必須進(jìn)行圓周表面的精加工。在發(fā)電機(jī)總裝配時(shí)，還必須對(duì)電刷工作面進(jìn)行磨削，使電刷與集電環(huán)接觸面不少于電刷橫截面的70%。

（3）端蓋。端蓋與機(jī)座配合后用于支撐轉(zhuǎn)子。端蓋中心有軸承室孔，用以安裝軸承。與 柴油機(jī)連接的發(fā)電機(jī)，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(jī)裝配后能正常運(yùn)行。端蓋有鑄鐵鑄造和鋼板焊接兩種。有的三相發(fā)電機(jī)端蓋內(nèi)孔不直接與軸承配合，而是經(jīng)軸承套與軸承配合，軸承套材料為鑄鐵。

(4) 軸承蓋。每個(gè)軸承兩端均配備軸承蓋，用以保護(hù)軸承，并阻止?jié)櫥馑Α］S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(fā)電機(jī)定子繞組感應(yīng)發(fā)出的三相交流電必須經(jīng)接線板上的接線柱輸出。新型發(fā)電機(jī)一般不設(shè)置出線盒的外殼，而是把接線板安裝在勵(lì)磁裝置箱體內(nèi)或小成套控制箱體內(nèi)。