異步發(fā)電機運行時與其他同步發(fā)電機并聯(lián),或并接相當數(shù)量的電容器。直流發(fā)電機有換向器,結(jié)構(gòu)復雜,價格較貴,易出故障,維修困難,效率也不如交流發(fā)電機。故自20世紀50年代以后,直流發(fā)電機逐漸為交流電源經(jīng)功率半導體整流獲得的直流電所取代。
汽輪發(fā)電機是與汽輪機配套的發(fā)電機 。其轉(zhuǎn)速通常為3000轉(zhuǎn)/分(頻率為50赫茲)或3600轉(zhuǎn)/分(頻率為60赫茲)。高速汽輪發(fā)電機為了減少因離心力而產(chǎn)生的機械應力以及降低風磨耗,轉(zhuǎn)子直徑一般較小,長度較大(即細長轉(zhuǎn)子)。這種細長轉(zhuǎn)子使大型高速汽輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)子尺寸受到限制。20世紀70年代以后,汽輪發(fā)電機的大容量達130~150萬千瓦。
火力發(fā)電廠或核能發(fā)電廠的汽輪發(fā)電機皆采用臥式結(jié)構(gòu),發(fā)電機與汽輪機、勵磁機等配套組成同軸運轉(zhuǎn)的汽輪發(fā)電機組。汽輪發(fā)電機基本的組成部件是定子、轉(zhuǎn)子、勵磁系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。定子鐵芯。定子鐵芯是構(gòu)成磁路并固定定子繞組的重要部件,通常由0.5mm或3.5mm厚、導磁性能良好的冷軋硅鋼片疊壓而成。大型汽輪發(fā)電機的定子鐵芯尺寸很大,硅鋼片沖成扇形,再用多片拼裝成圓形。
定子繞組。定子繞組嵌放在定子鐵芯內(nèi)圓的定子槽中,分三相布置,互成120°角度,以轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時在三相定子繞組中產(chǎn)生互成120°相位差的電動勢。每個槽內(nèi)放有上下兩組絕緣導體(亦稱線棒),每個線棒分為直線部分(置于鐵芯槽內(nèi))和兩個端接部分。直線部分是切割磁力線并產(chǎn)生感應電動勢的導體有效邊,線棒端接部分則起到連接作用,把相關(guān)線棒按照一定的規(guī)律連接起來,構(gòu)成發(fā)電機的定子三相繞組。
勵磁繞組。勵磁繞組為若干個線圈組成的同心式繞組,線圈則用矩形扁銅線繞制而成。勵磁繞組放在槽內(nèi)后,繞組的直線部分用槽楔壓緊,端部徑向固定采用護環(huán),軸向固定采用云母塊和中心環(huán)。勵磁繞組的引出線經(jīng)導電桿連接到集電環(huán)上,再經(jīng)過電刷引出。護環(huán)和中心環(huán)。汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)速很高,勵磁繞組端部承受很大的離心力,所以要用護環(huán)和中心環(huán)來緊固。護環(huán)把勵磁繞組端部套緊,使繞組端部不發(fā)生徑向位移和變形;中心環(huán)用以支持護環(huán),并防止端部的軸向移動。
安裝調(diào)試不到位。汽輪發(fā)電機組在運輸、安裝、調(diào)試的環(huán)節(jié)中出現(xiàn)問題,造成設(shè)備故障缺陷。譬如,汽輪發(fā)電機在安裝或大修后,如果軸系對中不好,或者發(fā)電機定子和轉(zhuǎn)子的中心不重合,極易引起軸系的彎曲振動,破壞機組轉(zhuǎn)子本體及轉(zhuǎn)子絕緣。運行操作管理問題。運行人員沒有按照操作規(guī)程正確調(diào)控發(fā)電機組,或者采取了錯誤的操作方法,造成人為故障等。譬如,使發(fā)電機組長期超負荷運行,會引起發(fā)電機過熱,使發(fā)電機絕緣過早老化。