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浅谈水轮发电机的工作原理


龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 浅谈水轮发电机的工作原理 作者:石海英 来源:《科技创新与应用》2013 年第 13 期 摘 要:当前的水轮发电机有两个大的类型,分别是冲击式的和反击式。第一种是结合水 的动能,第二种是结合动能。文章分析了其具体的特征等要素。 关键词:水轮发电机;分类;特征 引言 水轮发电机由转子、定子、机架、推力轴承、导轴承、冷却器、制动器等主要部件组成。 定子主要由机座、铁芯和绕组等部件组成。定子、转子、端盖、电刷、机座及轴承等通常是水 轮发电机构成的部件。定子由定子铁芯、机座、线包绕组以及固定这些部分的其他结构件组 成。转子由转子磁极、转子铁芯、风扇、转子磁极及转轴等部件组成。发电机的转子、定子由 轴承、机座及端盖连接组装起来。由于水能的存在,所以转子可以在定子中活动,经由滑环吸 收一些电流,此时就变成磁场,定子线圈做切割磁力线的运动,进而出现势能,经由端子来释 放,连接到回路之中,就出现了电流。接下来重点的分析其活动的原理。 1 反击式水轮发电机 1.1 具体的特点 转轮的叶片为空间扭曲面,流过转轮的水流式连续的,同时在一样的时间之中,全部的经 由叶片的流道都是经由水流来开展的,水流存在于整个的区域之中。 1.2 关于其原理 当水经过叶片的时候,其速度的高度和趋势等都会出现改变,所以,动量出现了很多的变 化,此时水流就会出现了反向的力,其会反映到所有的叶片之中,此时转轮就会出现一种旋转 的力,进而出现活动。 1.3 关于其种类的区分 1.3.1 混流式:水流径向流入转轮,轴向流出。 适用范围:H=30~700m,单机容量:几万千瓦~几十万千瓦 它的优势是它使用的领域很宽泛,而且构造不繁琐,运行安稳,功效较高,能用到那些水 头较高的,流量不是很大的电站里。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 1.3.2 轴流式:水流沿转轮轴向流入,轴向流出,水流方向始终平行于主轴。 a.轴流定浆式:叶片不能随工况的变化而转动。改变叶片转角时需要停机进行。这类型虽 然结构简单,但是效率低。适用 H、Q 变化不大的情况,H:3~50m。b.轴流转浆式:叶片能 随工况的变化而转动,进行双重调节。它适合用到那些流量存在显著的改变,而且效率较高 的,大规模的设备之中。 1.3.3 斜流式:当水经过转轮的时候,其是斜的。而且叶片会伴随着工况的改变而出现变 化。其效率非常好。 1.4 关于其构成要素 (1)进水(引水)部件-蜗壳:将水流均匀、旋转,以最小水头损失送入转轮。(2)导 水机构(导叶及控制设备):控制工况。(3)转轮:能量转换,决定水轮机的尺寸、性能、 结构。(4)泄水部件——尾水管:回收能量、排水至下游。 1.5 关于其动作步骤 通过上方的水库之中获取水分,首先到达引水区域,进而经由通道进入到叶片之中,此时 水灰对生成一种反向的力,此时叶轮开展转动,将水能变为动能,此时水就会自动的排放。其 有很多的类型,比如混流式、斜流式、轴流式,它们的主要差异是齿轮的构造模式存在差异。 1.5.1 混流式转轮一般由 12~20 个流线型的扭曲叶片和轮冠、下环等主要部件组成,此时 水是从辐向进入的,而从轴向出来的,其适合是用的范围非常宽,而且它的规模不是很大,成 本不高,可以用到很多区域之中。 轴流式又分螺浆式和转浆式,两者的差异是第一个的叶片不是变化的,但是第二个是能够 变化的。轴流式转轮一般由 3~8 个叶片,转轮体、泄水锥等主要部件组成。其过水的水平较 之于混流模式的要高很多。针对那些转浆模式

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