发电机工艺知识

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1、1. 什么是同步发电机，已知磁极总数为48个，频率为60Hz,求额定转速？ 答:发电机在正常运行时,在发电机定转子气隙间有一个旋转的合成磁场 ,这个磁场由两 个磁场合成:转子磁场和定子磁场.所谓同步发电机,就是指发电机转子磁场的转速（原 动机产生）与定子磁场的转速（电力系统频率决定）相等.n=120f / 2P=120X60/48=150r/min（式中:p为转子磁极对数本题为48/2=24;f为电力系统频率;n为机组转速）.我国电力系统的频率也是固定的，即50Hz（也称工频），国外电网有60HZ.2. 什么是叠绕组 有何特点 什么是波绕组 有何特点 答:叠绕组是任何两个相邻的线圈都是后一个线

2、圈叠在前一线圈的上面 .在制造上，这种 绕组的一个线圈多为一次制造成，这种形式的线圈也称为框式绕组.这种绕组的优点是1.短矩时节省端部用铜。2.也便于得到较多的并联支路. 其缺点是端部的接线较长，在多极的大电机中这些连接线较多，不便布置且用量也很大，故 多用于中小型电机.波绕组是任何两个串联线圈沿绕制方向象波浪似的前进.在造上，这种绕组的一个线圈多 由两根条式线棒组合而成，故也为棒形绕组.其优点是线圈组之间的连接线少，故多用于大型轮发电机.在现场，波绕组的元件直接称呼 为线棒.本书述中，多以线棒代替线圈.3已知有功为3375kW，无功为1635kVar,绘制出简单功率曲线。答：容量3“=有功平

3、方+无功平方=（33752+16352） 0.5=3750kVA功率因数二有功/容量=0.9具体功率园图，略。4什么是涡流 发电机定子冲片、线棒如何克服涡流效应 答:当交流电流通过导线时，在导线周围产生交变的磁场 .处在交变磁场中的整块导体的 内部会产生感应电流，由于这种感应电流在整块导体内部自成闭合回路，形似水的旋涡，所 以称做涡流.因为金属导体电阻很小，因此这种感生电流很大，造成发热损耗.1. 冲片 发电机在运行时，定子铁芯是处在交变磁场的作用之下 ，因此，会在铁芯材 料内产生磁滞损耗和涡流损耗，其结果是使铁芯发热，能量以热的形式消耗掉.发电机为了 减少磁滞损耗，就要求定子铁芯采用导磁性能

4、良好的硅钢片 ;为了减少涡流损耗，需要使 硅钢片片问相互绝缘，且硅钢片越薄越好铁芯损耗中的涡流损耗与电源频率f2,硅钢片厚 度d2,最大磁感应强度B成正比;与硅钢片电阻率p成反比所以硅钢片厚度每增加一倍, 损耗增加4倍.理论上电机采用的硅钢片越薄越好，但太薄将增加生产成本，且机械强度减 弱,变薄后硅钢片的绝缘层所占比例增大,导致叠装系数降低,减少了磁路的有效面积.所 以发电机所采用的硅钢片厚度多为0.350.5mm,两面漆膜总厚度约为0.020.025ram. 即冲片一要满足强度情况下薄，二要求绝缘。2 线棒 发电机的线棒截面都比较大,涡流和集肤效应都会使线棒造成严重的发热 ,所以 克服发电机

5、线棒发热的办法是将线棒内的导体设计成由若干股相互绝缘的细小导线并 联组成如某发电机其设计的支路电流为2000A，其每根线棒由44股2.5x8mm规格的双 玻璃丝包线并联并经换位编织而成.5.发电机定子使用什么类型的主绝缘材料 答:发电机使用的主绝缘材料基本是云母制品 ,云母制品中主要成分是云母 .发电机主绝 缘由云母,胶黏剂和补强材料这三部分构成.以前主绝缘采用天然的剥片云母,为了提高原 材料的性能和利用率,现广泛采用粉云母.粉云母厚度均匀,电气性能稳定,生产成本较片 云母低.主绝缘的电气性能和机械性能在某种程度上取决于主绝缘的固化工艺和参数 ,而其固化 的工艺参数又是由绝缘带内所含的黏接胶剂

6、决定的.根据绝缘带内的黏接胶的含量,目前 主绝缘用的云母带可分为多胶粉云母带(含胶量为32%40%)和少胶粉云母带(6% 8%).两者的绝缘固化成型工艺有很大的区别,其固化工艺根据胶的含量有液压和模压的 方式.6什么是循环电流 发电机线棒如何克服循环电流引起的损耗 答:定子绕组的线棒是由多股相互绝缘的导线组成的 ,线棒放置在线槽中,由于每根导线 所处的位置不一样,则其所交链的磁通也不一样,故感应的电势也不一样.由于组成线棒的 各根股线在线棒两端是并联在一起的,因而会在单根线棒内产生环流,引起附加的发热和 损耗,这个环流称为循环电流.由循环电流引起的附加损耗比集肤效应产生的附加损耗大 得多.因此

7、,发电机线棒通过内部导线换位来减少这种由循环电流引起的损耗.一、发电机在运行过程中，绕组受到电动力、热及机械力的综合作用，绝缘会逐渐老化。 为保证电机安全可靠运行，延长电机使用寿命，在进行线圈绝缘结构设计时，特别是对 高压定子线圈的绝缘设计，必须考虑哪些问题？答：(1)耐热等级 线圈应符合该电机所要求的耐热等级，由于绕组绝缘的寿命随温 度的升高而呈指数下降，故在电机设计时，通常最高允许留有510C的余量。线圈绝 缘的耐热等级及其允许温度见下表： 耐热等级 A E B F H允许温度C100(105)110(120)120(130)140(150)165(180)(2) 电气强度 要求线圈绝缘在

8、电气强度方面有一定的裕度，以承受可能产生的大气 及事故过电压。突然短路时的机械力会损伤绝缘，在高温高压的长期作用下，线圈的电 气强度也会随时间的增加而下降。因此为保证电机安全可靠运行及使用年限，在进行线 圈绝缘结构设计时，应使绝缘的电器强度有一个安全系数：k=Ub/UN式中：Ub绝缘击穿电压(KV)UN(kv) 6.310.515.75k71158.556.8(3) 热老化 要求线圈绝缘在工作温度的长期作用下不易老化，不降低绝缘性能。(4) 介质损失 在工作温度和电压的作用下线圈绝缘的介质损失要小，不然由介质损失 所产生的附加热量会加速绝缘的老化，以致损坏绝缘。高压电机的绝缘层厚、散热条件 差

9、，必须严格控制tg3 (介质损耗角正切)值，防止因介质损失过大而发生热击穿。(5) 机械性能 发电机自同步合闸或突然短路时，都会产生强大的冲击电流，使得定子 绕组槽部和端部受到强大的电动力作用；由于交变磁场的作用，会使铁心及绕组振动。 因此，要求线圈绝缘具有一定得机械强度，能够承受一定得机械应力。此外，下线时敲 打、弯曲的机械力，运行时因导体热胀冷缩的热应力均会是绝缘变形及损伤，因此还要 求绝缘具有一定得弹性和强度。(6) 耐电晕 在高电场的作用下，在绝缘表面电场分布不均匀的部位，气体发生电离而 产生臭氧。在臭氧、水汽及氮的氧化物的联合作用下使绝缘受到腐蚀，从而降低绝缘的 介电及机械性能。因此

10、要求高压电机的绝缘具有耐电晕能力。（7）在保证绝缘电气强度的前提下，尽可能的选用较薄的绝缘厚度，以提高槽利用率， 缩小电机主要尺寸，提高经济指标，节省材料并使散热良好。二、发电机电晕与哪些因素有关系?答：（1） 与海拔高度有关。海拔越高，空气越稀薄，则起晕放电电压越低。（2）与湿度有关。湿度增加，表面电阻率降低，起晕电压下降。（3）端部高阻防晕层与温度有关。如常温下高阻防晕层阻值高，则温度升高其起晕电 压也提高。常温下如高阻防晕层阻值偏低，起晕电压随温度升高而下降。（4）槽部电晕与槽壁间隙有关。线棒与铁芯线槽壁间的间隙会使槽部防晕层和铁芯间 产生电火花放电。环氧粉云母绝缘最易产生局部放电的危险

11、间隙在是0.20.3mm 左右。目前我国高压大电机采用的环氧粉云母绝缘的线膨胀系数很小，在正常运 行条件下，环氧粉云母绝缘的线棒的膨胀量不能填充线棒和铁芯间的间隙。（5）与线棒所处部位的电位和电场分布有关。越高越易起晕，电场分布越不均匀越易 起晕。三、简述表面电阻率、体积电阻率、相对介电常数、介质损耗角正切、击穿电压、电 气强度的基本概念。答：（1）表面电阻率：在绝缘材料的表面的直流电场强度除以电流线密度所得的商，即 单位面积内表面电阻。（2）体积电阻率：在绝缘材料内的直流电场强度除以稳态电流密度所得的商。即单位 体积内的体积电阻。（3）相对介电常数：绝缘材料的电容值与同样的真空电容值的比。（

12、4）介质损耗角正切：绝缘材料在交流电场下产生介质损耗的大小与电场强度的平方、 电场频率成正比。（5）击穿电压：在某一个强电场下绝缘材料发生破坏，失去绝缘性能变成导电状态， 称为击穿，击穿时的电压为击穿电压。（6）电气强度：在规定的试验条件下发生击穿时电压与承受外施电压的两电极间距离 之商，也就是单位厚度所承受的击穿电压。一、“基孔制”的基本概念？（什么叫基孔制？） 孔的极限尺寸一定，与不同极限尺寸的轴配合，以得到各种配合性质的，称为基孔制配合。基孔制配合的孔成为基准孔。代号为“H”二、“基轴制”的基本概念？（什么叫基轴制？）轴的极限尺寸一定，与不同极限尺寸的孔配合，以得到各种配合性质的，称为基

13、轴 制配合。基轴制配合的轴称为基准轴，代号为“h”三、基孔制或基轴制的配合种类有几种？是什么？它们各有三种配合：即间隙配合、过渡配合、过盈配合；四、以下各粗糙度符号各代表什么意义？并举例说明。符号：表示工件表面是用不去除材料的方法获得；例如：铸件、锻件、冲压变形、热 轧、冷轧等用于保持原供应状态的工件表面。符号：表示工件表面是用去除材料的方法获得。例如：车、铣、刨、磨、抛光、气割 等方法获得的工件表面。符号：表示工件所有表面具有相同的表面粗糙度要求。符号：用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2um。五、以下各符号分别代表什么公差？ 符号：为“形状公差”中的“平面度”公差。 符号

14、：为“形状公差”中的“圆柱度”公差。 符号：为“位置公差”中的“垂直度”公差。 符号：为“位置公差”中的“同轴度”公差。六、金属材料的分类：列举常用的牌号1 普通碳素结构钢Q215A（B、 C）、 Q235A（B、 C）2 优质碳素结构钢20、 35、 45、 15Mn、 20Mn、 65Mn3 低合金结构钢Q295A（B、 C）Q345A（B、 C、 D）4 合金结构钢20Cr、 40Cr、 35CrMo、 42CrMo5 不锈钢1Cr18Ni9、 1 Cr136 工具钢T7、 T8、 T9、 T10、 T11七、零件的热处理方法有几种？列举一、退火、正火、回火、淬火、调质、时效处理等 八、

15、零件的表面处理方法有几种？列举一二。电镀、电刷度、热喷涂、塑料喷涂、化学镀、热浸镀、真空镀膜、金属的氧化、磷化和 钝化处理、喷丸处理、滚压处理。什么是牛顿流体，什么是非牛顿流体，并举例说明。答案：各物理量关系构成牛顿内摩擦定律,T=y*du/dy。具体：上式说明流体在流动过程中流体 层间所产生的剪应力与法向速度梯度成正比，与压力无关。符合牛顿内摩擦定律的属于牛顿流体，不符合牛顿内摩擦定律的属于非牛顿流体。牛顿流体：水、空气、汽油、煤油、甲苯、乙醇等非牛顿流体：牙膏、泥浆、血浆、橡胶、油漆、尼龙 水轮机一般都包含哪些部件？答案：埋入（固定）部分装配、导水机构装配、转动装配、主轴密封装配、轴承装配、导叶接 力器装配等。水力机械产生的空蚀是什么原因造成的，如何有效避免空蚀？答案： 在流动的液体中，当局部区域的压力因某种原因而突然下降至与该区域液体温度相应的 气化压力以下时，部分液体气化，溶于液体中的气体逸出，形成液流中的气泡（或称空 泡），这一过程称为蚀。水电站避免空蚀的措施一般有：（1）改变叶型，调整通道形式；（2）采用抗空蚀材料 （3）降低安装高程，即增加负压区压力； 水轮机大概分几大类？各使用的水头段是多少？ 答案：分为冲击式和反击式 冲击式：适用水头 300m 以上 反击式：分为贯流式、轴流式、混流式、斜流式等贯流式：适