鐘亞平

摘 要 眾所周知，發(fā)電機(jī)正常工作是水電廠高效運(yùn)營的關(guān)鍵，而通風(fēng)系統(tǒng)的良好設(shè)計(jì)能夠有效提高發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率和能源利用率，并且提高發(fā)電機(jī)的使用壽命。文章重點(diǎn)探討如何改造水電廠的發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)，從而有效提高其工作效率。

關(guān)鍵詞 水電廠；通風(fēng)系統(tǒng)；發(fā)電機(jī)；改造

中圖分類號：TV734 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）02-0168-01

1 通風(fēng)系統(tǒng)出風(fēng)口和進(jìn)風(fēng)口的設(shè)計(jì)改造

出風(fēng)口的寬度按最佳設(shè)計(jì)一般不超出6.5 mm，一般按照5.5 mm的寬度設(shè)計(jì)，這樣做的目的是防止發(fā)電機(jī)塑料件、鋁壓鑄件在開模時，拔模斜度被廠家放的過大而超過了6.5 mm。出風(fēng)口的設(shè)計(jì)還可以按照“標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)指插入風(fēng)口后不能與發(fā)電機(jī)機(jī)內(nèi)任何帶電體和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動部件相觸及”的原則來設(shè)計(jì)進(jìn)風(fēng)口進(jìn)風(fēng)邊緣應(yīng)做成圓角，包括其拐彎處也應(yīng)做圓角，這樣可將風(fēng)損減少噪音。在出風(fēng)口的位置設(shè)計(jì)上，出風(fēng)口位置對準(zhǔn)風(fēng)扇，冷切效果好，但噪音較大，我們一般都不采用這種做法，而是將出風(fēng)口與風(fēng)扇位置錯開風(fēng)扇厚度的2/3距離為好，再把出風(fēng)口做成傾斜的就比較好。在改造進(jìn)風(fēng)口時，一般設(shè)計(jì)成2.5 mm～2.8 mm；或按隱形風(fēng)口設(shè)計(jì)。為防塵設(shè)計(jì)，風(fēng)口的開口應(yīng)盡量避免有利于灰塵，木粉等進(jìn)入的方向。進(jìn)風(fēng)口的邊緣盡量作到圓角，可以有效的減少風(fēng)阻。進(jìn)風(fēng)口面積≈（1.2～1.4）出風(fēng)口面積，當(dāng)然要視機(jī)體內(nèi)部情況而定，如內(nèi)部孔腔大，比例關(guān)系可降低。

2 熱損耗的排出設(shè)計(jì)

對于發(fā)電機(jī)內(nèi)部損耗產(chǎn)生的熱量，可以通過相應(yīng)的冷卻系統(tǒng)進(jìn)行溫度控制，即控制因熱量產(chǎn)生的高溫造成對發(fā)電機(jī)的影響，其中，對于簡接空冷的貫流是水輪發(fā)電機(jī)，有兩種散熱方式：

1）由定子結(jié)構(gòu)件產(chǎn)生的損耗熱直接傳遞到水中.此種方式適合于貼壁結(jié)構(gòu)的電機(jī)。由于燈泡體處于水下，河水是冷卻介質(zhì)，殼體傳遞到水中的損耗包括定子軛部損耗，齒部損耗和槽內(nèi)銅耗等損耗的一部分。

2）全部損耗熱由機(jī)組中的冷風(fēng)排除，即冷卻空氣在循環(huán)過程中，再通過氣隙，極間及定子鐵心背部時將電機(jī)的全部損耗熱帶走。

在電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的損耗熱，全部或部分的傳遞給了空氣。再傳遞過程中冷風(fēng)變成了熱風(fēng)，因此為了使發(fā)電機(jī)的損耗源源不斷地傳遞出去，必須有冷、熱風(fēng)的循環(huán)。燈泡式水輪發(fā)電機(jī)采用密閉循環(huán)通風(fēng)，為了達(dá)到在密閉循環(huán)中的冷卻目的，熱風(fēng)還需變成冷風(fēng)，即冷卻空氣所攜帶的損耗熱還需傳遞出去，可以用以下方式：通過空氣冷卻器將冷卻空氣所攜帶的損耗熱傳遞給冷卻水。這需要建立一套復(fù)雜的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。熱風(fēng)在循環(huán)過程中將熱量傳遞給殼體，由殼體再傳遞給河水進(jìn)行冷卻。然而，因?yàn)樵诮饘偕?，空氣的傳熱系?shù)比較低，所以為了能夠最大 程度的冷卻熱風(fēng)，可在燈泡體內(nèi)側(cè)裝焊散熱筋來增加散熱面。

3 擋風(fēng)板板的設(shè)計(jì)改造

擋風(fēng)板固定在電動工具的機(jī)殼或定子鐵心上，處于風(fēng)扇與定子之間。擋風(fēng)板的作用主要是：歸整流經(jīng)進(jìn)風(fēng)口帶走電機(jī)的熱風(fēng)，以便能很好的被風(fēng)扇排除，達(dá)到冷切電機(jī)的目的。擋風(fēng)板在設(shè)計(jì)改造中，發(fā)展出了更多如下的用處：

1）增加機(jī)殼強(qiáng)度的作用。機(jī)殼是塑料件，及容易變形，有時可以把擋風(fēng)板的外圈與機(jī)殼內(nèi)腔之間放0 mm～0.1 mm的過盈量，讓它們擋風(fēng)圈死死撐住機(jī)殼，防止機(jī)殼變形，增加了機(jī)殼的強(qiáng)度，可以很好的保證整機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。

2）擋風(fēng)圈還可以用做定位元件。在水電發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)中，整體式電機(jī)的運(yùn)用已不足為奇，在整體式電機(jī)設(shè)計(jì)時，擋風(fēng)圈不但有整流作用，還有定位作用，比如將擋風(fēng)圈與定子外圓定位，將電機(jī)轉(zhuǎn)子的前軸承固定在分體式擋風(fēng)圈上。風(fēng)板與風(fēng)扇間的距離最好在2.5 mm～3 mm之間，不宜過大，過大，會使風(fēng)在此處形成渦流，熱風(fēng)不容易排除，過小則對發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子風(fēng)扇安裝尺寸要求高，同時出風(fēng)時風(fēng)流過激容易有哨音。對于擋風(fēng)板內(nèi)孔的設(shè)計(jì)，擋風(fēng)板內(nèi)孔設(shè)計(jì)針對單向串勵電機(jī)，擋風(fēng)板內(nèi)孔設(shè)計(jì)成比定子內(nèi)孔大1 mm，即單面大于0.5 mm，擋風(fēng)板到定子鐵心端面的距離，要求擋風(fēng)板不觸及定子漆包線，一般設(shè)計(jì)時放2 mm～3 mm間隙。但是在設(shè)計(jì)改造時為了盡量縮短轉(zhuǎn)子的長度，這個間隙放得盡可能小。

4 定子鐵心與機(jī)殼間的風(fēng)道設(shè)計(jì)

在機(jī)殼和定子鐵心之間，其風(fēng)道一般設(shè)置為2 mm～3 mm，氣流重這里通過對發(fā)電機(jī)降溫有重要作用，近年來，在水電廠發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)改造中，往往為了成本因素而不設(shè)間隙，前提是溫升域度要很大。特別是以機(jī)身為握持部位的電動工具，如小角磨等。為了工具整體性能著想，我們應(yīng)該考慮這個間隙。關(guān)于定子與轉(zhuǎn)子鐵心間的間隙，定子與轉(zhuǎn)子鐵心間的間隙俗稱為氣隙，對溫升影響很大，氣流往往主要從這里通過，帶走熱量。

圖1 定子鐵心與機(jī)殼間的風(fēng)道設(shè)計(jì)

另外，如圖所示，氣隙設(shè)計(jì)為0.5 mm～0.7 mm的距離，要求氣隙盡量均勻，這就和定子的定位有關(guān)，如果機(jī)殼安裝定子孔（通常由機(jī)殼的八條筋組成）與安裝轉(zhuǎn)子軸承孔不同心，則會引起間隙不均勻，這往往會造成轉(zhuǎn)子在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時，整機(jī)發(fā)生振動；在樣機(jī)裝配時，或模具設(shè)計(jì)時要求做一模擬轉(zhuǎn)子，查看氣隙是否均勻，而修配機(jī)殼模具，這是在首樣試裝時必須檢查的一項(xiàng)指標(biāo)。

5 總結(jié)

對水電站發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，有利于保證水電站發(fā)電機(jī)的安全生產(chǎn)、降低檢修費(fèi)用，同時也是提高水電站經(jīng)濟(jì)性的一種有效途徑。水電站發(fā)電機(jī)的通風(fēng)系統(tǒng)的需要根據(jù)水電站的實(shí)際情況，具體問題具體分析，同時在技術(shù)改造中分清改造的主次，如進(jìn)風(fēng)口，出風(fēng)口的改造，并且利用通風(fēng)系統(tǒng)的良好設(shè)計(jì)有效提高發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率和能源利用率，提高發(fā)電機(jī)的使用壽命，從而有效提水電廠的工作效率。

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