发电机空冷器结构及原理

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直流发电机的结构及原理

直流发电机是把机械能转化为直流电能的机器。它主要作为直流电动机、电解、电镀、电冶炼、充电及交流发电机的励磁等所需的直流电机。下面简单介绍一下直流发电机的结构及原理。

一、结构

1、旋转电机结构形式，必须有满足电磁和机械两方面要求的结构，旋转电机必须具备静止和转动两大部分。

①直流电机静止部分称作定子

作用——产生磁场

由主磁极、换向极、机座和电刷装置等组成

②直流电机转动部分称作转子（通常称作电枢）

作用——产生电磁转矩和感应电动势

由电枢铁心和电枢绕组、换向器、轴和风扇等组成

2、直流电机的静止部分

①主磁极是一种电磁铁，用1-1.5毫米厚的钢板冲片叠压紧固而成的铁心

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②换向极（又称附加极或间极）

作用——改善换向

换向极装在两主磁极之间，也是由铁心和绕组构成

铁心一般用整块钢或钢板加工而成；换向极绕组与电枢绕组串联

③机座机座通常由铸铁或厚铁板焊成，有两个作用：

固定主磁极、换向极和端盖

作为磁路的一部分。机座中有磁通经过的部分称为磁轭

④电刷装置

作用——把直流电压、直流电流引入或引出

由电刷、刷握、刷杆座和铜丝辫组成

3、直流电机的转动部分

①电枢铁心两个用处：

作为主磁路的主要部分

嵌放电枢绕组，通常用0.5mm厚的硅钢片冲片叠压而成

②电枢绕组

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直流电机的主要电路部分，用以通过电流和感应产生电动势以实现机电能量转换，由许多按一定规律联接的线圈组成，元件及嵌放方法

③换向器

直流电机的重要部件，作用——-将电刷上所通过的直流电流转换为绕组内的交变电流或将绕组内的交变电动势转换为电刷端上的直流电动势

二、工作原理

用电动机拖动电枢使之逆时针方向恒速转动，线圈边ab和cd分别切割不同极性磁极下的磁力线，感应产生电动势。

空冷系统在伊拉克一电厂中的设计应用

刘夙 余钢捷

提要: 结合空冷系统在电厂中的设计应用，指出了工业企业在节约用水、合理使用水资源、保护自然环境等方面的发展方向。

关键词: 空冷 湿冷 干式冷却塔 湿式冷却塔 干球温度 湿球温度 电厂 应用

1 工程概况及气候特征

伊拉克MULLA ABDULLAH电厂位于伊拉克北部的MULLA ABDULLAH，该地区为戈壁滩，具有典型的中东气候特点，最高环境气温为50℃，最低为0℃，全年降雨极少，相对湿度为20%～80 %，水在当地是极其珍贵的资源。

电厂装机容量为6×38MW燃煤机组。电厂水工部分的设计均采用中国设计标准。为满足主机发电所需的冷却用水，水工配套部分需冷却总水量为1770m3/h，每台燃煤机组为295m3/h。

在用水量较大的发电厂中，应用冷却塔循环供水系统是非常必要的，因为它不仅可以节约用水、降低发电成本，而且在环境保护及水资源合理应用上意义重大，故冷却水系统设计为单循环供水系统。

2 空冷原理及特点

水的冷却过程是通过蒸发散热和传导散热实现的，水温随之降低。冷却塔是利用空气与水的接触来冷却水的装置。按循环供水系统中循环水与空气是否直接接触，冷却塔可分为三种：敞开式(湿式)、密闭式(干式)和混合式(干湿式)。湿式冷却塔是指热水与空气直接接触、蒸发散热和传导散热同时进行的敞开式循环供水系统；干式冷却塔是指热水和空气不直接接触，冷却介质为空气，热水的冷却是在空气冷却器中实现的，所以只单纯传导散热；干湿式冷却塔是指热水与空气进行干式冷却后再进行湿式冷却的构筑物。

传统的电厂循环水冷却方式通常采用湿式冷却塔，其设计是以湿球温度为基础，采用敞开式系统；而空冷系统则是采用干式冷却塔作为循环水冷却的一种方式，是一个密闭式的循环水系统，即循环水通过空冷器中的盘管和散热翅片与空气进行热交换，达到循环水降温的目的，其设计是以干球温度为基础的。

空冷器结构及原理

一、引言

空冷器是一种常见的散热设备，用于将热量从热源传递到周围环境中，以保持设备的正常工作温度。本文将介绍空冷器的结构和工作原理。

二、结构

空冷器的结构主要包括散热片、风扇、散热管和散热底座等组件。

1. 散热片：散热片是空冷器的主要散热部件，通常采用铝合金材料制成。散热片的表面通常呈现大面积的鳍片状结构，以增加散热面积，提高散热效率。

2. 风扇：风扇是空冷器中的关键组件之一，用于产生气流并增加空气对散热片的流动速度。风扇一般由电机、叶片和外壳组成。电机提供动力，叶片通过旋转带动空气流动，外壳则保护电机和叶片。

3. 散热管：散热管是用于传导热量的管道，通常采用铜或铝材料制成。散热管内部充满了导热介质，当热源与散热管接触时，导热介质将热量传导到散热管的表面，然后通过散热片和风扇散发出去。

4. 散热底座：散热底座是空冷器与热源之间的接触面，通常采用导热材料制成，以确保热量能够有效地传递到散热管。

三、工作原理

空冷器的工作原理基于热传导和对流散热的原理。

当热源产生热量时，散热底座与热源接触，热量通过导热材料传递到散热管内的导热介质中。导热介质具有较高的导热性能，能够快速将热量传导到散热管的表面。

热量传导到散热管表面后，散热片的鳍片结构增加了散热面积，使热量更容易散发到空气中。同时，风扇产生的气流加速了空气在散热片上的流动速度，增强了热量的对流散热效果。

通过这样的工作原理，空冷器能够快速而有效地将热量从热源传导到空气中，使热源保持在一个合适的温度范围内，确保设备的正常运行。

四、总结

空冷器是一种常用的散热设备，通过散热片、风扇、散热管和散热底座等组件的配合工作，实现了将热量从热源散发到周围环境的目的。其工作原理基于热传导和对流散热的原理，通过导热介质和散热片的结构设计，以及风扇产生的气流，实现了高效的散热效果。

空冷器的结构和工作原理的理解对于正确选择和使用空冷器具有重要意义，同时也对于了解其他散热设备的原理具有一定的参考价值。通过合理设计和使用空冷器，我们可以有效地控制设备的温度，提高设备的稳定性和可靠性。

专论　发电机空冷器改造效果浅析　费志斌　唐山三友热电有限责任公司０６３３０５　【摘　要】简述我公司发电机空冷器的工作原理、结构特征及其　在实际应用中存在的一些问题。空冷器作为冷却发电机的主要器件，我公　司对其进行改造，换热效果显著，为发电机的正常运行提供了可靠的保　障。　【关键词ｌ发电机空冷器；改造；增效　１　引言　发电机在运行中，铜和铁的损耗均转变成热能，使发电机各部分　发热，尤其是定子绕组。为了保证发电机的绕组绝缘材料能在允许温　度下（我公司要求定子不能超过１２０￣Ｃ）长期运行，必须把铜损和铁损　产生的热量排除出去，因此，对发电机必须不断地进行冷却。发电机冷　却效果的好坏，对发电机的容量有极大的影响，因此，冷却介质不同，发　电机出力也不同。唐山三友热电公司共有６０ＭＷ发电机２台３０ＭＷ发　电机１台，全部采用空气冷却。　２，发电机空冷器的工作原理　发电机采用空气冷却系统的情况在机组容量较小的发电厂比较　普遍。发电机空气冷却系统其实质就是一个热量交换器（见图１）。它由　外部框架、两端封盖和换热管组成。循环水从空冷器进水Ｉ：１进入，经　过铜管吸收空气热量后，从出水口出来进凉水塔水池。发电机出口的　热空气经过换热管外部，并释放出热，从而变成冷却空气，然后进入发　电机两端口，对发电机本体进行冷却，如此循环往复。　冷　器　艘．电村Ｌ出｝：　热窀气　

缴　魄桃进　冷空气　图１空冷器工作原理图　冷龆水　ｃ：ｌ　冷却水避￡：ｊ　我公司发电机入口风温额定为４０￣Ｃ，最低不低于２０℃，当入口风　温低于４０＂Ｃ时，每降低１℃，允许定子电流升高额定值的０．５％，转子电　流也相应增加；入ＩＺｌ风温最高不得超过５５＂Ｃ，当发电机入Ｉ：Ｉ风温超过　４０￣Ｃ时，静子电流要相应降低：见下表１，对上述情况应加强对发电机　温度的监视。　表１入口风温与颧定电流调整关系　发电机入口风温　４０℃～４５℃　４５℃～５Ｏ℃　５０３２以上　入口风温每升Ｉ℃静子电　１．５％　２％　３％　流降低额定电流的％　发电机出口风温不予规定，但出、入口温度差为２０～３０￣Ｃ，当与　过去相比有明显的增加，则说明冷却系统已不正常或发电机内部损　耗有所增加，应检查冷却系统。　３，我公司空冷器存在的问题　我公司总装机容量为２×６０ＭＷ＋３０ＭＷ。发电机采用的是封闭　循环，径向双流式通风冷却系统。冷空气经空气过滤器后沿发电机两　端进入发电机本体，然后再从发电机中部出来，经空冷器进行冷却。我　公司两台６０ＭＷ发电机所配置的空冷器型号均为５Ｅ６４３０５１１２Ｃ，其各　项参数指标见表２。　裹２三友热电公司２＃发电机机空冷器技术指标　项目　数值　换热容量（ｋＷ）　４×２５０　工作水压（ＭＰａ）　Ｏ．２　耗水量（ｍ　／ｈ）　４×５０　水压降（Ｐａ）　１０８７８　进水温度（℃）　３３　风量（ｍ　／ｓ）　４ｘ５．７５　风压降（Ｐａ）　３２８　安装初期，由于把空冷器热交换器安装在４．５米平台，换热管内的　冷却水是经循环泵供给，循环水泵的出口水压是０．３ＭＰａ，但是在循　环泵坑内Ｎ４．５米平台水压已经达不到０．３ＭＰａ了，并且发电机的的空　冷器和凝汽器使用同一给水母管，压力只有０．１８ＭＰａ，空冷器根本没　有达到额定参数运行。空冷器的冷却效果并不理想，发电机只能减少　负荷运行来降低发电机静子温度。若是在夏季，环境温度也比较高，　空冷器进口水温平均为３５￣Ｃ，出口水温平均为４２℃，发电机平均出力为　６０ＭＷ，最低时在５５ＭＷ左右，发电机定子温度达到１１６￣Ｃ，对发电机　的安全稳定运行造成极大威胁。随着集团用电量增加，并且在用电高　’峰时段尽可能的多发电，减少购网电量，降低集团运行成本的大方针　下，借大修机会停运２＃发电机组决定对我公司２＃发电机空冷器进行　实验性改造。　４．空冷器改造的方法及分析　４．１改造方法　我公司发电机自运行以来，静子温度最高达到过１２１￣Ｃ。决定将　２＃发电机的空冷器换热器下移到０米平台，并且增加一组换热管，采　用五组换热管。降低了换热管的高度，超少了冷却水的水压衰减，使　其达到额定水压０．２ＭＰａ。　４．２效果分析　改造后的空冷器其水压较改造前增加了０．０２ＭＰａ，达到其额定　参数，并且经过增加的一组换热管，水流量加大，流速变快，换热量　达Ｎ５×２５０ｋＷ，在发电机负荷带：￣ｔＪ６５ＭＷ（超出额定负荷５ＭＷ）时，　静子温度较同时期下降了１０＂Ｃ还多，冷却效果非常理想。发电机进口　风温比改造前下降了５。Ｃ，达３１１３８。Ｃ（夏季）；空冷器进水温度３３。Ｃ，　出水温度达￣１］４２。Ｃ。　５．经济效益　我公司立足自身条件，不断改善了发电机的运行环境，积累了丰　富的实践经验。在今年，每台发电机平均比以前提高负荷５ＭＷ，全年　累计多发电４３８００ＭＷ・ｈ，直接经济效益达到近３００万元，取得了较大　的经济效益。并且能使发电机静子温度控制在ｌ０５℃左右，极大的增　加了发电机的使用寿命。　参考文献　［１