高速同步發(fā)電機(jī)；

　　由于大多數(shù)發(fā)電機(jī)和原動機(jī)是同軸聯(lián)動的，火力發(fā)電廠采用高速汽輪機(jī)作為原動機(jī)，所以渦輪發(fā)電機(jī)通常采用高速2極電機(jī)，轉(zhuǎn)速為3000 rpm(電網(wǎng)頻率為60 Hz時(shí)為3600 rpm)。核電站常用四極電機(jī)，轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)/分(電網(wǎng)頻率60 Hz時(shí)1800轉(zhuǎn)/分)。為了滿足高速大功率的要求，高速同步發(fā)電機(jī)采用隱極轉(zhuǎn)子和特殊的冷卻系統(tǒng)。

　　隱極轉(zhuǎn)子:外形為圓柱形，在圓柱面上開槽放置DC勵磁繞組，并用金屬槽楔緊固，使電機(jī)具有均勻的氣隙。由于高速旋轉(zhuǎn)時(shí)離心力巨大，要求轉(zhuǎn)子具有較高的機(jī)械強(qiáng)度。隱極轉(zhuǎn)子一般由高強(qiáng)度合金鋼一體鍛造而成，槽形一般為開口形，以便安裝勵磁繞組。每極距約1/3不開槽，形成大齒；其余牙齒較窄，稱為小齒。大齒中心是轉(zhuǎn)子磁極的中心。有時(shí)大齒也開一些較小的通風(fēng)槽，但繞組不嵌； 有時(shí)在槽底銑一個(gè)窄而淺的槽作為通風(fēng)槽。隱極轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)子體的軸向兩端還設(shè)有金屬擋圈和中心環(huán)。擋圈是由高強(qiáng)度合金制成的厚壁圓筒，保護(hù)勵磁繞組端部不被巨大離心力甩出；中心環(huán)用于防止繞組端部的軸向移動，并支撐擋圈。此外，為了使勵磁電流流入勵磁繞組，集電環(huán)和電刷也安裝在電機(jī)軸上。

　　冷卻系統(tǒng):由于電機(jī)中的能量損失與電機(jī)的體積成正比，所以其大小與電機(jī)線性公制級別的三次方成正比，而電機(jī)冷卻面的大小只是電機(jī)線性公制級別的二次方。因此，當(dāng)電機(jī)尺寸增大時(shí)(受材料限制，需要增大尺寸來增加容量)，電機(jī)單位表面需要散發(fā)的熱量會增加，電機(jī)的溫升也會增加。在高速汽輪發(fā)電機(jī)中，離心力會在轉(zhuǎn)子表面和轉(zhuǎn)子中心孔表面產(chǎn)生很大的切向應(yīng)力，轉(zhuǎn)子直徑越大，應(yīng)力越大。因此，在鍛件材料的許用應(yīng)力極限范圍內(nèi)，2極汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子體的直徑不應(yīng)超過1250 mm。為了增加大型渦輪發(fā)電機(jī)的容量， 只有增加轉(zhuǎn)子體的長度(即采用細(xì)長轉(zhuǎn)子)，增加電磁載荷，才能解決。旋翼長度可以達(dá)到8米，已經(jīng)接近極限。要繼續(xù)提高單機(jī)容量，只能增加電機(jī)的電磁負(fù)載。這使得大型汽輪發(fā)電機(jī)的加熱和冷卻問題尤為突出。對于5萬千瓦以下的汽輪發(fā)電機(jī)，往往采用閉路空冷系統(tǒng)，電機(jī)中的風(fēng)扇對發(fā)熱部件進(jìn)行吹風(fēng)降溫。50 ~ 60萬千瓦發(fā)電機(jī)廣泛采用氫冷。氫氣(純度99%)的散熱性能優(yōu)于空氣。用它代替空氣不僅散熱效果好，還能大大降低電機(jī)的通風(fēng)摩擦損耗，從而顯著提高發(fā)電機(jī)的效率。然而， 采用氫冷卻時(shí)必須采取防爆、防漏措施，使電機(jī)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。而且增加了電極材料的消耗和成本。此外，液體介質(zhì)也可用于冷卻。比如水的相對制冷量是空氣的50倍，需要的水的流量比空氣小很多。因此，在線圈中使用一部分空心導(dǎo)線，在導(dǎo)線中使用冷卻水，可以大大降低電機(jī)的溫升，延緩絕緣老化，延長電機(jī)的壽命。

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