江苏国信溧阳抽水蓄能发电有限公司 江苏 213300
摘要：抽水蓄能发电的电动机具有大容量、高转速、双转向等基本特点，设计其转子结构的难度较大，因而在设计以及制造转子过程中需要体现出GM技术。磁轭作为转子的一部分，其既是磁路的重要组成，也是固定磁极中的机构部件，其具有复杂的受力情况，在稳定性、机械强度以及可靠性等方面的要求都较高。从基本组成角度来讲，磁轭通常分为环形以及扇形两类结构。本文主要针对发电机转子磁轭的设计、制造以及安装技术进行分析和研究。
关键词：环形磁轭；发电电动机；抽水蓄能
磁轭是发电电动机磁路中的重要组成部分，其也是固定磁极中的结构部件。在其运行的过程中，磁轭具有复杂的受力情况，需要承受自身的磁极离心力、自身离心力、扭矩、磁拉力等作用，一些情况下还需要承受热套所带来的配合力的作用。根据设计理念、技术参数的不同理念，磁轭具有多种结构形式。按照基本的组成的形式，通常其可以分为环形磁轭以及扇形磁轭；根据转子支架以及磁轭配合形式，磁轭通常可以分为浮动磁轭以及热套磁轭。
一、设计磁轭的结构
在抽水蓄能电站发电电动机中磁极具有质量重、尺寸大等特点，这些力量都需要由磁轭来承担。另外因为机组不仅需要正反转、高速旋转，还需要频繁的进行启停机，因而需要综合的考虑和检讨疲劳问题。对各个方面的因素进行综合考虑，以更好的进行制造和安装的过程。整个磁轭轴向被设计为九段，由水轮机侧向上依次是第一段到第九段，各段高度一般设计为350mm或者300mm，段间的设计高度一般为65mm的通风道，段之间的定位是使用叶片上的止口来实现定位的方式的。磁轭各段的设计是由t75mm或者t50mm的环形磁轭磁轭钢板堆砌形成的，通过拉紧螺杆使环形磁轭钢板能够合为一体。
为了使制动环板组装构成以轴向刚度满足要求，使第一刚度增加，将紧螺栓变更为铰制螺栓，将整体性提高。
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为了使转子支架以及磁轭的同心情况得到保证，将现场调心的工作量减少，需要在段与段之间进行定位止口的设计，其一般在通风叶片上布置，使现场叠装定位能够更方面的实现。
为了将转子支架以及磁轭之间的错位情况得到防止，在第八段上有磁轭止浮板的设计，以将转子支架与磁轭之间实现关联。
为了实现制动环安装过程更为方便，需要在第一段磁轭的下表面将一个安装平面加工出来。
转子支架与磁轭之间使用切向磁轭键结构进行配合，该结构是浮动结构，无径向的配合尽量，使用切向键实现周向的楔紧。在转子支架上使用T形键的设计，只需要在现场进行切向键的安装。磁轭在高速旋转的过程中能够与旋转中心仍旧保持同心的状态。
二、加工制造
在制造磁轭的过程中，对于制造加工的水平要求较高，对于尺寸形位公差、磁极键、磁轭键以及其内外径中心度等具有较高的要求，需要对工序、机床等因素进行综合考虑，同时在制造过程中还需要进行工位的转换，导致整个加工过程控制难度大，工艺复杂。
在加工磁极键槽以及磁轭键槽过程中，对于加工精度的要求较高，具有复杂的制作工艺。其整个制造过程概括来讲包括通风叶片、钢板下料以及单段堆叠、导磁块焊接、整体精加工、单段粗加工等大的工序，每道工序都有具有较大的难度。需要对磁轭的精度、质量、尺寸等因素进行综合考虑，进行转移工位、分段加工的方式进行制造。在精加工过程中，需要先对磁轭键槽以及内外圆进行交工，然后以将磁轭键槽作为基准，将磁极键槽的各个换工位校正用基准交工出来。在转移工位时，为来使基准跑位得到防治，需要有必要供应措施。
三、现场叠装
与叠片磁轭不同，环形磁轭叠装需要从转子支架顶端进行向下套装，需要在设计阶段对吊装方式进行考虑，以便于为现场安装过程提供合适的吊绳和吊具。一般具有两种方式，采用长短绳或者设计环形吊的方式。
在第一段使用挂装的方式，其使用的是叠装基准，尽可能将其调到最好。使用转子支架与内圈间使用千斤顶进行相应的调整过程。
外周T尾槽中进行错牙控制磁极的配合面，需要对过程中的段内错牙进行监测，对每一段叠装进行关注，确定底下几段变化的趋势。
控制磁轭偏心值，每叠的一段都需要测量圆度以及对偏心进行计算，满足偏心要求后才能够进行下一段的叠装。
选择测点的数量时，需要保持其与磁极数保持一致。测量段与段之间、内径间隙值、磁轭外圆的错牙情况时，需要满足设计以及国标的要求。
四、结构的优点
电动机的转子磁轭机构具有较好的整体刚度，能够对更大的磁极离心力进行承担，使转子的稳定性提高等优点。另外，浮动结构的采用，磁轭中不需要热套，磁轭在静止时对转子支架不具有径向的箍紧力，转子支架具有简单的受力情况。同时磁轭是分段进行制作的，只需要在现场挂装磁轭段，能够将现场叠片的工作量减少。运行过程中，高速旋转的发电机，使单位时间内的具有幅值较大的交变应力、较多的应力交变次数，磁轭结构能够将疲劳问题得到很好的解决。
五、结束语
抽水蓄能电站中的发电电动机转子中的磁轭结构在安装、设计以及制造方面都具有明显的特点，其已经在实践中应用较为广泛，具有良好的运行情况。
参考文献：
[1]何少润，陈泓宇. 清远抽水蓄能电站主机设备结构设计及制造工艺修改意见综述[J]，水电与抽水蓄能，2016 年第5 期.
[2] 李铁军等. 高速大容量发电电动机转子设计[J]. 西北水电，2012，（增刊1）：110-112.
论文作者:袁文俊
论文发表刊物:《防护工程》2017年第20期
论文发表时间:2017/12/19
标签：转子论文; 磁极论文; 结构论文; 支架论文; 键槽论文; 环形论文; 过程中论文; 《防护工程》2017年第20期论文;