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一、水輪發(fā)電機(jī)組基本工作原理

水流通過水輪機(jī)時(shí)，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪將水能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，通過主軸傳送給發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)再將其轉(zhuǎn)換成電能，然后通過輸變電設(shè)備送向使用者。當(dāng)使用者負(fù)荷變化時(shí)，通過調(diào)速器控制的接力器，操縱導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)水輪機(jī)流量，使水輪機(jī)出力與負(fù)荷相適應(yīng)。

二、水輪發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

大型或巨型軸流式水輪發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)一般采用立式布置。如圖2所示，水輪發(fā)電機(jī)組主要由發(fā)電機(jī)和水輪機(jī)這兩部分組成的，上面是機(jī)組發(fā)電機(jī)部分，下面是水輪機(jī)部分。發(fā)電機(jī)部分由主軸、轉(zhuǎn)子支臂、磁軛組成。發(fā)電機(jī)部分和水輪機(jī)部分通過發(fā)電機(jī)軸和水輪機(jī)軸等軸段連接形成一個(gè)整體。

立式水輪發(fā)電機(jī)組布置有2個(gè)或3個(gè)導(dǎo)軸承，用于承受軸系上各種徑向不平衡力，使機(jī)組軸線在規(guī)定范圍內(nèi)擺動(dòng)。它們跟推力軸承一起作為主軸的邊界條件，推力軸承主要用來承受整個(gè)機(jī)組的重量和軸向水推力，并把它們傳遞給機(jī)架。大型水輪發(fā)電機(jī)組的導(dǎo)軸承大多采用分塊瓦結(jié)構(gòu)。分塊瓦結(jié)構(gòu)又可以分為可傾瓦和固定瓦，水導(dǎo)軸承一般采用可傾瓦，上導(dǎo)軸承和下導(dǎo)軸承可采用可傾瓦，也可采用固定瓦。

導(dǎo)軸承的工作狀態(tài)跟臥式機(jī)組的徑向軸承大不一樣，臥式機(jī)組的徑向軸承要承受機(jī)組的重量，軸頸在軸承中的位置是相對比較固定的，所以臥式機(jī)組的徑向軸承所受的都是固定的靜載荷，都是轉(zhuǎn)速和負(fù)荷為常數(shù)的穩(wěn)態(tài)軸承。而導(dǎo)軸承的轉(zhuǎn)速雖然是固定的，但軸頸在導(dǎo)軸承中的位置并不是固定的，導(dǎo)軸承所要承受的是動(dòng)載荷(質(zhì)量不平衡力、水力不平衡力、電磁拉力等)，所以導(dǎo)軸承是非穩(wěn)態(tài)軸承。

大型水輪發(fā)電機(jī)組主軸多采用兩端帶法蘭的結(jié)構(gòu)形式，如圖3所示，水輪機(jī)軸和發(fā)電機(jī)軸是通過法蘭連接起來的。水輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)軸一般是空心軸，這樣，不僅可大大減輕主軸的重量，提高軸的剛度和強(qiáng)度，而且可以消除軸心部分組織疏松等缺陷。