中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：定子是水輪發(fā)電機(jī)組最重要的部件之一，主要包括定子機(jī)座、定子鐵心、定子繞組、銅環(huán)引線、端箍環(huán)、測(cè)溫裝置等。定子機(jī)座是支承定子鐵心和鐵心組件以及定子繞組的構(gòu)件。
早期水輪發(fā)電機(jī)采用開啟式空冷方式，故定子機(jī)座相應(yīng)采用開窗式結(jié)構(gòu)，如GE公司1922年制造的美國(guó)尼亞加拉瀑布第三電站65MV·A機(jī)，機(jī)座為開窗式，鑄鐵結(jié)構(gòu)（機(jī)座外設(shè)有風(fēng)罩）。隨著機(jī)組容量的增加，機(jī)座尺寸越來(lái)越大，由于運(yùn)輸?shù)南拗疲?0世紀(jì)20年代出現(xiàn)了分瓣機(jī)座，例如，美國(guó)GE公司1930年制造的Spiers Falls電站47MV·A、81.8r/min發(fā)電機(jī)，機(jī)座外徑11.3m，分成6瓣。20世紀(jì)50年代后，為解決大型機(jī)組鐵心熱膨脹帶來(lái)的問題，出現(xiàn)了一些具有一定柔性的定子鐵心可以徑向膨脹的機(jī)座。例如，日本帶徑向定位銷的浮動(dòng)式機(jī)座。除常規(guī)圓筒形機(jī)座外，加拿大、蘇聯(lián)、日本、瑞典等還采用過多邊形（8～24邊形）機(jī)座，有些國(guó)家還用過混凝土結(jié)構(gòu)機(jī)座。加拿大1940年在Ship-showⅡ電站90MV·A機(jī)上首次采用正方形機(jī)座，以后在許多電站發(fā)電機(jī)上采用正方形機(jī)座，這種機(jī)座可將空氣冷卻器布置在機(jī)座四角上，發(fā)電機(jī)可進(jìn)行密閉循環(huán)通風(fēng)。日本也采用過正方形機(jī)座。在大容量發(fā)電機(jī)中，日本、法國(guó)等采用過用鋼管或鋼板彎形的盒形柜作加強(qiáng)筋的機(jī)座。
定子機(jī)座型式各廠家不同，各有特點(diǎn)，以下進(jìn)行簡(jiǎn)單分析與交流。定子機(jī)座按形狀分類的話，就直和斜兩種。一種是把鐵芯放在機(jī)座大齒壓板上的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)鐵芯與機(jī)座只有接觸，沒有固定，因此鐵芯可以自由熱膨脹。第二種是鐵芯通過穿心螺桿固定在機(jī)座上。這種結(jié)構(gòu)鐵芯與機(jī)座綁定，鐵芯不容易自由熱膨脹，這種固定方式在機(jī)座采用斜立筋結(jié)構(gòu)比較常見。
（1）機(jī)座應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受雙向運(yùn)行情況下的異步同期、短路、半數(shù)磁極繞組短路等引起的各種力的作用而不發(fā)生損害和超過允許的變形。
（2）懸式機(jī)組的定子機(jī)座應(yīng)能承受水泵水輪機(jī)/發(fā)電電動(dòng)機(jī)的所有轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量和水泵水輪機(jī)最大水推力的組合軸向荷載，并能安全地承受作用于水泵水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪上的不平衡水推力的影響。
（3）機(jī)座應(yīng)能適應(yīng)定子鐵心的熱變形，以防止鐵心松動(dòng)、翹曲。定子機(jī)座適應(yīng)用鐵心熱變形的結(jié)構(gòu)有以下幾種：
1）斜支臂結(jié)構(gòu)。斜支臂徑向不留間隙，鐵心機(jī)座熱膨脹后通過機(jī)座的微小的切向變形吸收，定位筋徑向留間隙形式可適應(yīng)更大的徑向變形，適用于鐵心徑向膨脹量更大的機(jī)組，間隙可根據(jù)需要設(shè)置不同數(shù)值，依靠支承結(jié)構(gòu)的彈性變形減小機(jī)座對(duì)鐵心的反作用徑向力，以適應(yīng)鐵心熱膨脹；能一定程度改善基礎(chǔ)的受力情況；當(dāng)轉(zhuǎn)子發(fā)生短路時(shí)的非穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，有利于穩(wěn)定定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙均勻度。采用此結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)核算機(jī)座剛度是否滿足要求；而且如果機(jī)組結(jié)構(gòu)選擇為半傘式，需復(fù)核推力軸承部位的空間是否滿足檢修維護(hù)要求后優(yōu)選定子機(jī)座結(jié)構(gòu)型式。斜支臂系統(tǒng)，其實(shí)主要還是變形釋放定子機(jī)座熱膨脹力。
2）允許機(jī)座徑向移動(dòng)的浮動(dòng)式結(jié)構(gòu)。機(jī)座中的盒形筋主要是起承受和將力傳遞到機(jī)座支墩部分的作用，機(jī)座剛度好。機(jī)座支墩與基礎(chǔ)板的結(jié)合面涂上長(zhǎng)期穩(wěn)定的潤(rùn)滑劑以減小結(jié)合面的摩擦力，確保機(jī)座沿圓周均勻熱膨脹?；A(chǔ)的固定螺栓僅保證軸向鎖定，機(jī)座徑向可以滑移，機(jī)座切向位置由鍵或銷釘精確定位，可以傳遞可能發(fā)生的、最危險(xiǎn)工況時(shí)所產(chǎn)生的最大作用力或扭矩。此種結(jié)構(gòu)應(yīng)特別關(guān)注加工和安裝工藝。
3）分體式彈性定位筋結(jié)構(gòu)。在“雙鴿尾定位筋”不影響定子鐵心自由膨脹的基礎(chǔ)上增加徑向彈性元件，增強(qiáng)了鐵心和機(jī)座的聯(lián)合剛度，減小鐵芯振動(dòng)。一方面可以保證鐵芯長(zhǎng)徑向自由熱膨脹，而不發(fā)生鐵芯翹曲或機(jī)座變形。一方面通過柔性連接進(jìn)一步借用機(jī)座剛度，減小鐵芯電磁振動(dòng)。此種結(jié)構(gòu)應(yīng)關(guān)注彈性元件的疲勞設(shè)計(jì)以及定子鐵心受到應(yīng)力的安全水平。
4）另兩種結(jié)構(gòu)不同定子機(jī)座對(duì)比。
