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目 录1

前言1

第一章初步设计1

一、概述1

1．结构型式2

2．额定容量8

3．额定电压10

4．额定功率因数12

5．额定转速及飞逸转速倍数12

6．飞轮力矩16

7．短路比18

8．直轴同步电抗xd和瞬变电抗x′d21

9．阻尼绕组22

10．励磁系统23

11．水轮机的水推力和转子重24

12．其他要求24

二、对高水头机组设计的综合分析28

1．概述28

2．水轮机调节保证计算参数与发电机28

电磁参数的关系28

第二章 电磁计算、机械结构计算与热计算33

的综合分析33

一、概述33

二、电磁负荷的选择33

1．电磁负荷与电机常数和主要尺寸的关系33

2．电磁负荷与发电机损耗、温升的关系43

3．电磁负荷与励磁数据的关系45

的影响47

4．电磁负荷对三相冲击短路电流和机座设计47

5．电磁负荷对电磁参数的影响48

6．选择电磁负荷举例48

三、中小型水轮发电机主要尺寸的选取56

1．概述56

2．主要尺寸计算举例60

四、中小型水轮发电机气隙长度的选取68

1．概述68

2．气隙偏离平均值所产生的危害68

3．微型和中小型水轮发电机气隙数据的选取74

五、磁路计算76

1．概述76

2．总槽数和每极每相槽数的选择76

3．通用性91

六、磁极冲片尺寸的选择94

1．极弧系数ap95

2．极身高度hm95

3．极身宽度bm96

4．综合分析97

七、磁路计算和饱和程度的分析97

1．概述97

2．空载特性曲线的计算98

3．额定负载励磁磁势的计算101

4．短路比Kc的计算110

5．负载励磁磁势与空载励磁磁势之比和110

短路比的相互关系110

6．改善空载电压波形的若干措施113

八、水轮发电机损耗、效率、发热与温升118

1．概述118

2．发电机各部分损耗的分析119

3．温升限度128

4．温升估算131

九、微型、中小型水轮发电机结构分析137

1．概述137

2．磁极铁心结构的分析139

3．定子铁心结构的分析143

4．磁极结构型式和固定方式152

十、对小型立式水轮发电机设计改进的举例165

第三章 中小型水轮发电机的绕组与绝缘171

一、概述171

二、分数槽绕组174

三、分数槽绕组接线180

1．分数槽叠绕组180

2．分数槽双层波绕组181

四、中小型水轮发电机阻尼绕组的设计189

1．概述198

五、发电机绕组绝缘198

2．定子线圈的防晕结构200

3．定子线圈的电腐蚀及其防止措施201

4．定子绕组和励磁绕组的试验202

5．高压线圈的匝间绝缘试验206

6．绕组绝缘交流介电强度试验208

第四章微型及中小型水轮发电机的211

励磁方式211

一、概述211

二、用直流励磁机励磁211

三、双绕组电抗分流式自励恒压励磁212

1．分流装置剩磁电压的计算214

2．空载电压的建立217

3．励磁回路的计算221

4．晶闸管励磁调节器的原理226

四、电抗移相式相位复式励磁229

五、三次谐波励磁231

1．概述231

2．谐波励磁发电机并车后的负载分配和转移233

3．并联运行中对振荡的分析234

4．谐波励磁发电机晶闸管自动励磁调节器的特点234

5．晶闸管分流工作原理236

6．晶闸管自动励磁调节器的工作原理236

六、无刷励磁241

1．概述241

2．交流励磁机242

3．旋转整流器244

4．永磁发电机245

七、静止晶闸管励磁245

一、概述247

1．电压变化时的运行情况247

第五章微型及中小型水轮发电机的特殊运行方式247

和温升试验247

2．频率变化时的运行情况248

3．功率因数变化时的运行249

4．调相运行252

5．进相运行252

6．不对称运行的分析252

二、水轮发电机的温升试验254

1．概述254

2．发电机发热的基本温升曲线254

3．温升试验方法和绘制运行限额图262

参考文献268

附录 中小型水轮发电机主要产品简介273