根据承载性质,发电机机架可分为负荷机架和非负荷机架;按市置位置,有上机架、下机架之分。
早期水轮发电机容量较小,推力负荷不大,当发电机组直径小于8m,推力负荷小于300时,多采“桥式“机架当机组尺寸较大时采用支臂式机架,最早的支臂式机架是1903年意大利Festi-Rasin电站600kW,84r/min机的上机架(负荷机),这种机架由机架轮和径向支臂组成。早期的机轮袭和支臂均为铸造结构。如1920年GE公司制造的美国Conowingo电站40MVA机,即采用铸造轮毂和支臂结构。
1924年,美国GE公司为巴西生产33MVA,125min机组时,首先采用全焊接结构机架,该机制(商机架)的轮爱由上下钢板闻焊上径向组成。支臂为钢结构,轮毅与支臂用螺检把合在一起。1930年代后,径向支骨式煤接结构机架成为大中型水轮发电机的一种基本机架结构。1930年代-1940年代的一种典型负荷机架结构(推力轴承-导轴承装在机架里面)。目前绝大部分大中报水轮发电机仍采用支臂式机架,但是,中小型机中也有采用桥式结构机架的。非负荷机架中,井字型机架应用较多。1982年GEC公司为英国Dirwig电站制造的330MVA发电电动机的“桥式”机架。
另外,从1979年开始。BBC等公司在大中型水轮发电机中普遍采用斜支臂式机架,,中国三峡电站700MW水轮发电机的斜支臂式上机架。日立公司从1972年起,在大容量250MW高转速(>300min)的悬式发电机及发电电动机中普遍采用了环形机架,BBC公司在伊泰普700MW机等机组中还采用了一种分叉支臂式机架。
抽水蓄能上下机架
上、下机架应有足够的刚度和强度,并有适应热变形和不平衡磁拉力的结构。推力轴承机架应能承受机组所有转动部分的重量和水泵水轮机最大水推力叠加后的动荷载,在最大推力负荷作用时,推力轴承机架的垂直挠度值应符合GB/T7894的规定(一般小于1或1.5mm)。
上、下机架应能安全地承受作用于水泵水轮机转轮上的不平衡水推力,以及由于绕组短路,包括半数磁极短路引起的不平衡力,而不发生有害变形。提供在各种工况下作用在上、下机架上的力的大小和方向,提出机墩土建尺寸建议。
在各种运行工况和事故情况下,上机架支臂的传力设计应尽可能将径向力转化为切向力作用在机坑混凝土墙上或采用联合受力的办法,在保证稳定的情况下,尽可能减少机坑混凝土墙所受的径向力。下机架结构设计应为轴承、转子、制动装置检查和维修提供足够的空间和方便的通道。
上机架的设计应满足不需要取出集电环就可以取出上导轴承及其他部件。上机架支臂传力的设计,应保证在各种运行工况和事故情况下(包括半磁极短路、发电电动机出口短路等)发电电动机的稳定性。
机架、机座及其它结构件的固有频率应予以核算,以避免与机组的振动频率和它的倍频、或与不对称运行时转子和定子铁心的振动频率产生任何可能的共振。
有一个问题:上机架支臂焊接好,还是把合好?
把合、焊接的结构都有,早期的抽蓄焊接多,现在螺栓多,应该是工艺能达到要求了,把合的更适合现场施工。我个人喜欢工地把合的。工地焊接总觉着会有变形。当然这个变形对上机架也许并没有什么影响。把合的有人觉得刚度会不会影响?从实际机组运行表明也不会有什么影响。