660MW发电机培训教材

2.2 发电机转子结构

转子由转轴、转子绕组、转子绕组电气连接件、护环、中心环、风扇、半联轴器等部件构成。转子结构图见图2-8。

图2-8 转子结构图

660MW发电机转子本体直径1130mm，本体长6250mm，转子总长12025mm，转子槽分度为32/48。 2.2.1 转轴

转轴材料为25Cr2Ni4MoV合金钢锻件，材料的屈服强度为660~760MPa。 转子本体上共有32个转子嵌线槽，槽形为开口半梯形槽，即槽形的上半部是开口的平行槽，下半部是梯形槽，以尽可能增加槽内布置的铜线面积，降低转子铜耗。为了削弱电机运行时，气隙磁通和转子轭部磁通在近磁极中心部分的局部饱和，改善气隙磁通的波形，在设计中分别加宽了转子大齿附近二个齿的宽度，即1号转子嵌线槽和2号转子嵌线槽分别向磁极中心偏移2.345o和0.746o，并减小了1号转子嵌线槽的深度。

在转子本体每一磁极的大齿部分，各开有22个横向槽，以均衡转子X轴方向和Y轴方向的刚度。同时，因为在励磁机端轴柄的磁极中心线位置有二条磁极引线槽，所以在该处轴柄的几何中心线位置上，也开有二条均衡槽，以均衡该二个中心线方向的刚度差，从而降低倍频振动。

在转子本体每一磁极大齿上，开有三条阻尼槽，其中一条在磁极中心线上，二条靠近横向槽的尖角部分。在发电机承受不平衡负载时，可减小在横向槽尖角处的

17

阻尼电流和由此引起的尖角处温度急剧升高，使得100HZ涡流部分流经由阻尼绕组构成的回路中，有效地提高发电机承受负序能力。

在转子1号嵌线槽和阻尼槽的中间，转子本体每一磁极上还开有二个探伤槽，用于对转子本体的槽底部分进行超声波探伤。

探伤槽的两端，即转子本体每一磁极的大齿两端，共开有4个月亮形轴向通风槽。

转子轴设计要求如下：

在超速20%时，中心孔最大应力必须小于材料屈服强度的80%。

在起动到额定转速10000次时，超声波可采测到最小裂纹不会增长到临界裂纹长度。

在超速20%时，齿头、齿根、齿缘处最大应力不超过材料屈服强度的50%。考虑应力集中后，最大应力应低于材料屈服强度，否则应估算低周疲劳寿命，从起动到额定转速至少10000次。

在超速20%时，转轴分别计算了铝槽楔部位和铜槽楔部位转轴的应力，所有的应力都满足设计要求。

2.2.2 转子线圈

转子线圈采用冷拉无氧含银铜线，含银量为0.085%，转子线圈直线部分铜线的抗张强度为235～262MPa，转子线圈端部的铜线的抗张强度为241MPa。

每一磁极下，有8组转子线圈，其中1号转子线圈为6匝，2～8号线圈均为8匝。每匝铜线之间垫以一层0.4mm厚的玻璃布板作为匝间绝缘。每匝铜线由上、下二根铜线组成，每一圈铜线由2段直线部分，2段圆弧部分和4个圆角经钎焊拼成，焊接处采用舌榫接头，以确保焊接质量。转子线圈的直线部分共有9种铜线规格，端部共有5种铜线规格，每台转子线圈共有14种铜线规格。 转子绕组的极间连接线由弯成两个半圆的对扣凹型导线构成，两半圆之间的连接由高强度含银薄铜带构成柔性连接，这样有利于两极的重量平衡，具有良好的变形能力，从而减小应力。

转子线圈的槽内直线部分共分为11个风区，其中5个为进风区，6个为出风区。

18

每个风区设置二排径向斜流的通风孔，每个通风孔的尺寸为4.5×55mm，通风孔用铣刀加工而成，1号线圈的铣刀半径为R51.8mm，2～8线圈的铣刀半径为R46.3mm。

转子线圈端部设有二路侧面进风孔，一路是将风流经二根铜线中间的通风凹槽引入直线部分槽内的端部径向斜流出风区，另一路是将风流经二根铜线中间的通风凹槽引向端部线圈的圆弧部分，经近磁极中心线的侧面出风孔排出。所有转子线圈端部进风孔的截面积为110mm(1号线圈)，125mm(2～4号线圈)，和150mm(5～8号线圈)，端部出风孔的截面积均为130mm。组成直线部分铜线二端的通风凹槽是在铜线二端加工而成的，端部铜线的通风凹槽由拉制成型。 转子端部通风示意图见图2-9。

槽内的楔下垫条，由一面贴有聚四氟乙烯滑移层的玻璃布板做成，在楔下垫条上，根据转子线圈的进、出风孔位置，开有通风孔。转子槽绝缘厚度为1.2～1.4mm，槽绝缘内与转子线圈接触面也敷有聚四氟乙烯滑移层。转子线圈护环下的绝缘由玻璃布卷成的玻璃布筒加工而成，在护环下绝缘与端部铜线接触的内圆，也贴有聚四氟乙烯滑移层。使铜线在离心力高压下能自由热胀冷缩，避免永久性残余变性，以适应调峰运行工况的需要。

转子绕组槽部绝缘结构如图2-9。

2

2

2

2

2

图2-9 转子端部通风示意图见

19

2.2.3转子槽楔

在转子嵌线槽中，除两端采用铍铜槽楔外，中间均为铝槽楔（在转子线槽内第一槽的槽楔也采用铜合金槽楔）。铝槽楔的材料为LY12，屈服强度为305MPa。铍铜槽楔的屈服强度为590MPa。

铝槽楔的有效厚度为34.5mm，两端的铍铜槽楔，厚度为28.5mm。转子槽楔与转子齿顶部采用45o的斜面配合。

660MW发电机转子嵌线槽内直线部分采用气隙取气，斜流式通风，为了减小风阻，有利于导风作用，所有铝槽楔的通风孔都要根据其所处的进、出风区位置，在铝槽楔的顶部设有进风或出风的风斗，该槽楔风斗的高度高出转子外圆表面10mm。 除了两端铍铜槽楔不开有风斗以及靠近两端铍铜槽楔的槽楔上开有8个风斗外，其余的槽楔上都开有7个风斗槽楔。

转子线圈嵌线槽内的每两根槽楔设置镀银的搭接块，来保证槽楔良好的电连接。

在阻尼槽放置具有导电率高、强度高和抗火花能力强的铜合金槽楔，可以分流很多的负序电流，并在接缝处设有镀银的铜合金搭接块，并在搭接块的底部的凹槽内放入两个弹簧以顶住槽楔，保证搭接块和两根槽楔之间的良好电连接。在阻尼槽中间防止长的槽楔，而两端放置较短的槽楔。 2.2.4 护环、中心环和风扇

护环材料为18Mn18Cr高强度反磁钢锻件，该材料具有较好的抗应力腐蚀性能和断裂韧性，材料的屈服强度为1070MPa，中心环材料为34CrNi3Mo合金钢锻件，材料的屈服强度为860MPa。 风扇叶片为铝合金锻件。单级螺旋桨式风扇对称布置在转子两端向铁心背部、转子护环等处送风。

护环外径为φ1228mm，内径为φ1041mm，长825mm。中心环外径为φ1028mm，内径为φ812mm，厚81mm。护环为悬挂式结构，其与转子本体热套面处采用环键作为轴向固定。护环与中心环热套后也采用环键作为轴向固定。

20