发电机原理和结构

4.1 发电机安装交接试验

中华人民共和国国家标准GBGB 50150－2006 <<电气装置安装工程电气设备交接试验标准>>

1 定子绕组的绝缘电阻和吸收比或极化指数；

2 定子绕组的直流电阻；

3 定子绕组直流耐压试验和泄漏电流

4 定子绕组交流耐压试验；

5 转子绕组的绝缘电阻；

6 转子绕组的直流电阻；

7 转子绕组交流耐压试验；

8 发电机或励磁机的励磁回路连同所连接设备的绝缘电阻，不包括发电机转子和励磁机电枢；

9 发电机或励磁机的励磁回路连同所连接设备的交流耐压试验，不包括发电机转子和励磁机电枢；

10 发电机、励磁机的绝缘轴承和转子进水支座的绝缘电阻；

11 埋入式测温计的检查；

12 灭磁电阻器、自同步电阻器的直流电阻；

13 转子绕组的交流阻抗和功率损耗（无刷励磁机组，无测量条件时，可以不测量）；

14 测录三相短路特性曲线；

15 测录空载特性曲线；

16 测量发电机定子开路时的灭磁时间常数和转子过电压倍数；

17 测量发电机自动灭磁装置分闸后的定子残压；

18 测量相序；

19 测量轴电压；

20 定子绕组端部固有振动频率测试及模态分析；

21 定子绕组端部现包绝缘施加直流电压测量。

4.2 定子直流耐压和泄露电流

在直流耐压试验过程中，可以从电压和电流的对应关系中观察绝缘状态，在大多数情况下，可以在绝缘尚未击穿前就能发现或找出缺陷，直流试验时，对发电机定子绕组绝缘是按照电阻分压的，因而能较交流耐压更有效地发现端部缺陷和间隙性缺陷，另外击穿时绝缘的损伤程度较小。

直流耐压试验的试验电压为3Un=72kV，各相泄漏电流值的差别不应大于最小值的100%，当最大泄漏电流值在20μA以下，各相差值与出厂试验值比较不应有明显差别

4.3 定子交流耐压试验

交流耐压试验电压和工作电压的波形、频率一致，作用于绝缘内部的电压分布及击穿性能能够适应发电机的工作状态，无论从劣化或热击穿的观点来看，交流耐压试验对发电机主绝缘是比较可靠的检查考验方法。

要求：

a 交流耐压试验电压为：（2Un+1000V）*0.8;

b 水内冷电机在通水情况下进行，水质应合格，氢冷电机必须在冲 氢前或排氢后且含氢量3%以下时进行试验，严禁在置换过程中进行。

图文了解发电机的内部结构

发电机作为一种输出电能的设备，其内部主要是由定子、转子、端盖、机座和轴承等部分构成的。不同类型的发电机其内部结构有所区别。

1.直流发电机的内部结构

直流发电机主要是由静止的定子和旋转的转子两个主要部分构成的。其中定子部分包含了主磁极（定子永磁铁）、励磁绕组、附加磁极、附加励磁绕组、磁轭、衔铁、端盖和电刷等部分，转子部分包含了转子铁芯、转子绕组、转轴、换向器、轴承等部分。图1所示为典型直流发电机的内部结构。

（1）直流发电机的定子部分

直流发电机的定子部分主要由主磁极（定子永磁铁）、衔铁、端盖和电刷等部分组成，如图2所示。其中主磁极是由定子永磁铁和衔铁构成的，用于建立主磁场。有些直流发电机中，主磁极部分是由主磁极铁芯和套装在铁芯上的励磁绕组构成的。电刷是由石墨或金属石墨合金构成的导电块，用于为转子绕组供电。

（2）直流发电机的转子部分

直流发电机的转子部分主要是由转子铁芯、转子绕组、转轴、换向器、轴承等部分构成的，如图3所示。

转子绕组是由一定数目的绕组按一定规律连接构成的，它们按一定规则嵌放在转子铁芯槽内，它是直流发电机的电路部分，也是电磁转矩形成感应电动势进行能量转换的部分。

换向器是由许多换向片构成的圆柱体或圆盘，换向片之间隔有云母绝缘片，每个换向片按一定规则与转子绕组连接。换向器的表面压有电刷，可以使转动的转子绕组与静止的外电路相连接，将绕组内的交变电动势转换为电刷端上的直流电动势（直流电）。

转轴一般是用中碳钢制成的，转轴的两端用轴承支撑。

2.交流发电机的内部结构

交流发电机多为交流同步发电机，其按基本结构形式可分为旋转定子式和旋转磁场式。旋转定子绕组发出的电能一般采用电刷和滑环来引接，所以不易引接出大电流，并容易产生火花及磨损，只适用于小容量、低电压交流发电机。目前交流同步发电机多采用旋转磁场式结构。图所示为典型交流同步发电机的内部结构。

从图中可以看到，交流同步发电机内部主要是由定子、转子、励磁部分等组成的。

（1）交流同步发电机的定子部分

交流同步发电机的定子部分主要由定子绕组、定子铁芯部分构成，如图4所示。其中定子绕组通过一定的方式绕在定子铁芯上，绕组的输出导线经接线端子引出，用于产生感应电动势，进而输出交流电源。根据定子绕组的相数及输出交流电源的类型不同，交流同步发电机又可分为单相交流同步发电机和三相交流同步发电机。

（2）交流同步发电机的转子部分

交流同步发电机中，采用原动机类型不同，其转子的结构也有所不同，但基本都包括了转子铁芯、励磁绕组、散热风扇、转轴和轴承部分，如图2-42所示。转子部分是交流同步发电机产生磁场的部分。

此外，还有一类小型交流发电机，如汽车用交流发电机，该类发电机的核心部件也主要是定子和转子部分。图5所示为典型汽车用交流发电机的结构。除此之外，汽车用交流发电机还连接有整流装置，用于将发电机输出的交流电转换为直流电，供给汽车蓄电池及其他需要电源的部分（发动机除外）。

来源：网络

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