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柴油发电机结构：讲的太清楚了
这里介绍柴油发电机的构造，由于发电机大小不同，结构也不相同，但主要部分的结构与功能相同，本课件就柴油发电机的基本结构与组成进行介绍，为显示清楚，定子与转子槽数都较少，定子线圈外形按导线绕制的线圈绘制(不是用铜条或铜管连接成的线圈)。发电机主要部件结构则参考大中型柴油发电机绘制。
发电机主要由转子与定子组成。柴油发电机是同步发电机，由于柴油机的转速很高，故柴油发电机的转子只有一对磁极，在额定转速每分钟3000转时输出50赫兹的三相交流电。下面通过一个柴油发电机模型来介绍柴油发电机的基本构造与组成。
由于大型柴油发电机转速高，转子磁极表面线速度达150m/s以上，离心力很大，故转子直径不能过大，大型发电机转子都为细长型。转子圆周上没有凸出的磁极，转子铁芯是一个在圆周上开有一些槽的圆柱，在圆周两侧各有一段槽距大的面称为大齿，就是磁极(图1所示)，称之为隐极式转子。在槽中嵌有励磁绕组，隐极式转子将励磁绕组分成多个线圈，便于安装与加固。
励磁绕组两端通过集电环(滑环)接到励磁电源，在转子圆周两侧就形成北极与南极，旋转时就产生旋转磁场。
放大的定子铁芯与转子铁芯截面图，两铁芯间有气隙。定子铁芯的内圆周有嵌放定子线圈的槽，在槽口两侧有固定槽楔的小槽，槽楔用途是压住定子线圈。转子铁芯的外圆周有嵌放转子线圈的槽，在槽口两侧有小槽，用来固定槽楔，在槽底有用于通风的槽。
转子铁芯与轴用高强度高磁导率的合金钢材整体制作，在转子铁芯部分有一些轴向与径向的孔隙，用来通风冷却。由于各种电机冷却方式不同，孔隙布置走向也不同，这里就不作介绍了，见图4。
柴油发电机转子
转子励磁绕组由多个线圈组成，嵌放在转子铁芯的槽中，多个线圈串联起来组成转子绕组，在转子轴的励磁端(简称励端)安装集电环，转子绕组的两个线端分别连接到两个集电环。见图5。
嵌装好绕组的柴油发电机转子
嵌放好线圈后在槽口塞入槽楔，压住槽内线圈，线圈在槽外的端部用护环压住，防止线圈被离心力甩出，见图6。
为减小负序磁场的影响，在转子表面还装有阻尼装置，这里就不介绍了。
转子线圈与护环
为降低发电机的温度，在转子两端还装有轴流风扇对机内气体进行强制循环。见图7，这是整个转子，是发电机中的旋转部件。
安装好集电环与风扇的柴油发电机转子
定子
因为定子铁芯内的磁通是在不停的变化，为防止涡流损耗，定子铁芯采用多层硅钢片叠成，硅钢片涂绝缘漆相互绝缘。硅钢片导磁良好。为通风冷却定子铁芯分成多段，段间有缝隙实现径向通风。在定子铁芯的两端用压圈与穿心螺杆压紧定子铁芯，见图8。
柴油发电机定子铁芯
在定子铁芯槽内嵌放定子的三相绕组，绕组形式一般为双层叠绕。每相绕组由多个线圈组成，按一定规律对称排列，大型发电机的线圈只有几匝，是用一根根铜条或铜管弯成，在端部进行连接形成线圈。本模型简化处理，线圈是由表皮绝缘的导线绕成多匝的线圈。
在24槽电机模型有24个线圈，分为3组，组成三相绕组，6个引出线中3个是A、B、C相输出端，3个为中性线端，一同连接到到电机下方的出线盒的瓷套管端子。
嵌装好线圈还要在槽口插入槽楔，把线圈压紧固定。图11是嵌装好线圈的定子铁芯剖视图。
发电机的实际组装过程是定子铁芯先安装进机座，然后才进行线圈的嵌装工作。
定子与转子装入机座
机座(机壳)由钢板卷制焊接而成，为确保刚度在壳内壁焊有多圈圆环筋与多条轴向筋。本模型圆环筋较宽，为便于冷却气体流动，开有多个通气孔。在机座下方有发电机出线盒，发出的三相交流电从这里引出，见图12。安装好的机壳加端盖应有很好的气密性，以防止冷却介质泄露。
发电机机壳
把定子铁芯安装在发电机机座内，再进行定子线圈嵌装，把各相线圈连接起来组成三相绕组。在定子铁芯的槽口插入定子槽楔，压紧槽内线圈，见图13。三相绕组的6个线端连接到出线盒的六个瓷套管端子，在出线盒外接成 Y 形连接，按三相四线输出。
装入机座的发电机定子铁芯与绕组
把转子插入定子铁芯内是发电机安装的重要工序，要保证不损伤定子与转子的任何部分。图14是插入转子后的状态。
发电机安装转子
本模型的两个转子轴承安装在机壳两侧的端盖上，称为端盖式轴承。每块端盖由上下两块组成，在端盖上安装轴承部件，轴承部件由轴瓦与轴承油密封等组成，循环的密封油可以润滑轴瓦、防止氢气泄露、降低轴瓦温度。
安装好机壳两侧的下端盖，在端盖上安装轴承部件，轴承把转子支撑起来，转子磁极与定子铁芯间留有气隙，转子可自由旋转，见图15。
发电机安装轴承
安装电刷装置
转子的励磁电源连接到电刷，电刷与集电环紧密接触，励磁电流先通过电刷，再通过集电环到转子励磁绕组。电刷由天然石墨制成，有很好的自润滑特性，导电良好，电刷通过刷辫接到励磁端子。电刷装在刷盒内，可自由上下移动，压簧把电刷压向集电环。压簧采用恒压弹簧，在电刷整个行程中压力基本不变，恒压弹簧固定在弹簧夹上，弹簧夹上有楔形卡子，弹簧夹插在刷盒内，卡子进入卡孔就卡住了。图16左图是压簧，右图是较新的电刷在刷盒的状态，中图是磨损较多的电刷(待换电刷)在刷盒的状态。
电刷盒结构
刷盒固定在刷握上，刷握固定在刷握架上，刷辫连接到励磁电源接线端子上，见图17左图，在图17右图中显示了电刷与集电环的相对位置(图中隐去了转子轴)。
电刷装置与集电环
仅为发电机电刷示意图，实际大型发电机的励磁电流很大，每个集电环由几段组成，电刷组相应增多，电刷数量达数十个。集电环采用耐磨的优质合金钢制成，为降低集电环温度，集电环有通风孔，在两集电环之间还装有离心风扇。
电刷装置安装在发电机的励端集电环的两侧。在转子两端还要安装转子上的风扇，为了使风扇的气流按照指定路径流动，必须安装上导风罩，见图18。
发电机安装电刷与风扇
发电机整机
把机座两端的上半端盖安装好，发电机就组装好了，图19是柴油发电机的剖视图。
冷却系统
大型发电机产生的热量很大，必须有强有力的冷却措施，不同型号发电机的定子、转子、机座等主要结构基本一样，但冷却系统五花八门，也较复杂。
主要的冷却介质是氢气与水，也有用空气。氢气比空气的密度小很多、导热系数大很多;水与很大的比热容、导热系数大、价格低廉。冷却方式主要有：
全氢冷发电机，电机定子绕组、转子绕组、定子铁芯均用氢气冷却。
水氢冷发电机，电机定子绕组采用水内冷、转子绕组与定子铁芯用氢气冷却。
水水空发电机，电机定子绕组与转子绕组采用水内冷、定子铁芯用空气冷却。
水水氢发电机，电机定子绕组与转子绕组采用水内冷、定子铁芯用氢气冷却。
全水冷发电机，电机定子绕组与转子绕组采用水内冷、定子铁芯也用水冷却。
空冷发电机，电机定子绕组、转子绕组、定子铁芯均用空气冷却，仅用于中小型发电机。
氢气或水如何在电机内循环则有多种途径，根据循环路线在定子铁芯与转子铁芯上制作冷却介质的通道，绕组水冷采用空心铜管作导线，在管内通水冷却。
，机座完全密封，在机壳靠两端设有氢气冷却器，氢气冷却器就是排管式热交换器，管内是流动的水，水通过电机外设备冷却。在机壳内部充满氢气，风扇向两端抽出热氢气，热氢气经过氢气冷却器降温，再次进入定子与转子带走热量。图中浅蓝色箭头线示意氢气的流动路径。
除了上述的基本部件外，在定子、转子、绕组、轴承等部位分布着许多温度传感器;在一些部位还有压力传感器、振动传感器、位移传感器等，全面监视发电机的工作状态。
在机外还配有发电机的励磁系统、冷却水的净化装置与循环装置、氢气的储存与控制装置、密封油的循环系统等。
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发电机的维护和保养工作的基本要求是一样的吗
发电机组上用到的各类电机，如交流同步发电机（有刷、无刷）、充电发电机、启动电机和励磁机等，它们的维护和保养工作的基本要求是一样的，内容也大同小异，在修理前均应进行整体检查，查明故障原因，并预先估计出必要的修理工作范围，确定电机修理工作的内容和工作量。
当电机故障性质已大体确定，明确修理工作范围之后，如有必要方可把电机拆卸。拆卸过程中还要进一步确定故障点，精确地确定电机修理工作内容。
拆卸前，首先要做好准备工作，如各种工具，以及做好拆卸前的记录和检查工作，然后再进行正确的拆卸。
一、拆卸前的检查与记录
电机拆卸前应先初步对绕组的状态、绝缘电阻、轴承的状态、换向器和滑环、电刷和刷握及转子和定子的配合等情况进行检查和记录，以便对被检修电机的原有故障有所了解，确定检修方案及备料，保证检修工作正常进行。
一、同步发电机的拆装
正确合理地进行同步发电机的拆卸、安装和调整，是维护保养好同步发电机的重要环节之一。在拆装发电机时，首先应了解发电机的构造，然后采用适当的方法和相应的拆装工具，即可顺利地进行电机的维护保养与修理。下面介绍无刷发电机的拆装方法，其他各类电机可参照下述方法进行。
（一）拆卸步骤
①卸下励磁机后罩，拆开整流器直流输出线的接头，用旋具将轴上的弹簧圈取下，顺轴向可看到励磁机转子轴套上有个螺孔，准备几根双头螺杆将励磁机转子拉出。对于励磁机转子安装在两轴承之间的，一般不需拆下。
②卸下后轴承外盖，拆开励磁机定子与主发电机接线板之间的连线，再卸下电机后端盖上的4颗螺栓，将后端盖连同励磁机定子一起卸下来。
③卸下前轴承外盖，再卸下前端盖的4颗螺栓，用撬杠或龙头敲打端盖四角，使端盖退出止口，卸下前端盖。
④小型电机的转子可用手取出，值得注意的是不要擦伤铁芯和绕组。转子风扇若大于定子内孔时，应从右侧取出。有滑环或换向器的电机，应从有滑环或换向器的一侧取出。对于较大型电机，取出转子要使用吊车，转轴一端套人适当内径的钢管。吊起转子，将其慢慢移出定子。
⑤下轴承弹簧圈按照方法，用拉爪将两轴承拉下。
（二）装配步骤
装配时，首先要检查定子内有无杂物，将各部件上的配合面彻底擦拭干净，同步发电机的装配过程与其拆卸过程大致相反。特别注意：将转子装入定子时不可碰到定子线圈，以免损坏其绝缘。
（三）拆装注意事项
①拆开各连线接头时，应注意线头标号，如标号遗失或模糊不清，应重新做好标号。当重新装配时按线路图原位重接，不可调错。
②卸下的零部件应妥善保藏，不可随意乱放，以免丢失，零部件应小心轻放，避免因撞击造成变形或损坏。
③在更换旋转整流器元件时，注意整流元件的导通方向应与原元件方向一致。用万用表测量其正向及反向电阻，可判断硅整流元件是否损坏。整流元件的正向（导通方向）电阻应该很小，用万用表测量应当小于数千欧，而反方向电阻应该很大，一般大于10kΩ。
④如更换发电机的励磁绕组，接头时应注意磁极的极性。磁极线圈应一正一反依次序串联，励磁机定子上的 磁铁，面对转子的一端极性为N，磁铁两旁的磁极为s，主发电机励磁绕组的端部仍应打上钢丝箍。钢丝的直径及匝数应与原来相同。绝缘处理后，发电机转子应在动平衡机上校正动平衡。校正动平衡的方法是：在发电机的风扇上以及非拖动端的平衡环上加重。
⑤拆卸轴承盖及轴承时，注意将拆下的零件用干净的纸张妥善遮盖，避免尘土飞入，如有尘土侵人轴承脂，应将轴承脂全部更换。
⑥重新装配端盖及轴承盖时，为使再次拆卸方便，应在端盖止口上及紧固螺栓上加少许机油。端盖或轴承螺栓应逐个交叉旋入，不能先紧一个再紧其余。
⑦发电机装配完毕后，用手或其他工具慢慢转动转子应转动灵活，无擦碰现象。
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