2.3结构设计

　　（1）铁心采用轴向弹簧棒装配结构(图7)，定子铁心端部采用铝板屏蔽。

　　（2）为了缩短制造周期，采用铁心及机座平行制造的工艺。铁心叠装时，先将铁心叠片堆叠在铁心笼内，堆叠时用定位筋定位，多次加压后用永久定位棒代替临时定位筋，然后装上压板和绝缘穿心螺杆，再液压压紧，使铁心成为一个坚固的整体。最后把定位块连接到定位棒上，同时机座装上弹簧棒。一切就绪后，即可将铁心笼弹性装入机座内。图8为定子铁心和机座的断面图。

　　（3）对弹簧装配和机座结构的动力学要求是：机座倍频振动不大于铁心振动的1/7；能承受可能产生的最大短路力矩；铁心－弹簧件－机座系统的自然频率不得接近电网频率或两倍电网频率；弹簧棒的尺寸选择应使铁心振动的旋转频率不超过40Hz。

　　（4）由于采用轴向冷却，没有径向通风道，所以铁心具有很高的机械整体性；定子铁心的端部阶梯铁心段设有几条径向风道，以补充轴向冷却；定子铁心两端设有高强度无磁性齿压板及铝压板(兼作磁屏蔽)，采用奥氏体穿心螺杆压紧。

　　（5）机座结构简单，既无大的沟槽，又无铁心箍环。机座底板沿长度方向不是连续的(只有1/3左右)。

　　（6）采用自找正球面座式轴承。对所有发电机而言，轴承座都是一样的(但轴承、密封的直径随发电机功率和发电机轴向长度而变)。

　　（7）主出线盒位于机座励端，为不锈钢盒。电流互感器采用简单紧凑的板上安装型结构。

　　3美国通用电气公司(GE)的NHI全氢冷透平发电机

　　GE公司是世界上最大的电气公司，其透平发电机技术水平，在相当长一段时间里，居世界前茅。GE公司大型汽轮发电机的传统冷却方式为水氢氢冷却方式。但是，近年来，GE公司为适应发电设备结构简单、成本低廉、可靠性高等的要求，在1998年推出了采用新型全氢冷的NHI透平发电机(图9)。

　　3.1发电机主要参数

　　NHI汽轮发电机有50Hz和60Hz两种机型，其主要参数见表1。

　　3.2冷却系统

　　NHI发电机的转子绕组采用直接氢冷，定子采用氢外冷。

　　发电机通风型式采用7段设计。立式冷却器直接布置在端罩后。

　　发电机转子绕组通风一改GE公司传统的气隙取气方式而采用带副槽的径向通风型式。气体从护环下进入，经副槽然后通过转子导体中加工出的许多径向风道流出，并带走铜导线中的热量。

　　为了降低通风损耗、改善通风冷却性能，GE公司对风路各部分的风量、风压降，气隙中的气流分布，热交换状态等采用CFD(计算流体动力学)技术进行仿真分析和实验；对转子副槽和径向风道进行了仿真分析和优化；对循环冷却氢气用轴流风扇叶片进行CFD分析和实物实验(图10)。

　　3.3设计及结构特点

　　（1）在整个设计、制造、发运过程中，应用“六σ”法，建立严格的质量临界值(CTQ)轨道。通过严格的设计评审和每道工序质量的严格控制及改进，将产品缺陷座控制在百万分之三以下。

　　采用面向用户设计方法，通过去掉或合并一些零件将发电机的零部件数减少10％；注意设计通用性，不但零件通用，而且一些较大部件(如端罩、冷却器、电刷装置)也能通用；采用装配设计，改善机组的可拆卸性和可维护性。

　　（2）采用先进的设计手段和设计方法

　　（3）与空气冷却发电机比，由于NHI发电机的电负荷较高，故体积可缩小20％～30％，x′d也较高；与相同容量的水氢氢冷却发电机相比，由于NHI发电机的系统数较少，故机组可靠性较高，可维修性也较好，且发电机的效率由98.7％提高到99％。

　　（4）NHI发电机可用蒸汽轮机驱动，也可采用燃气轮机驱动，可用于燃气—蒸汽联合循环。

　　（5）定子铁心与机座间采用弹性连接，铁心的弹性采用带沟槽的定位筋设计。机座为柔性结构，减少了零部件和紧固件数。铁心和机座结构不但考虑了它们的加工性，而且考虑它们是否便于清理，以提高其清洁度。

　　（6）转子设计中应用了基于转子动态特性的有限元法和精确的高速平衡程序，因此转子具有极好的振动性能。转子线圈采用C形线圈，简化了结构。

　　（7）绝缘系统设计不但考虑绝缘的电气性能，而且注意绝缘的机械性能和热性能。NHI发电机的转子绕组采用F级绝缘，定子绕组采用F级及以上的绝缘，但温升按B级绝缘设计(50Hz机按IEC标准，60Hz机按ANSI标准)。

　　（8）励磁系统采用GE公司传统的母线供电静止励磁系统。

　　（9）NHI发电机与燃气轮机相连时，可作为燃气轮机的启动电动机用。

　　4阿尔斯通(Alstom)公司的模块化全氢冷透平发电机

　　阿尔斯通电力公司是近年来迅速扩张的一家发电设备公司。1998年和2000年将英国通用电气公司(GEC)和ABB公司的发电设备业务纳入麾下后，已成为一个与GE公司和Siemens公司三足鼎立的西方最大的发电设备企业之一。

　　20世纪80年代前，阿尔斯通(Alsthom)公司(含阿尔斯通—大西洋公司时期)仅在100～250MW范围内部分采用全氢冷冷却方式(实际上，GEC，ABB，Alsthom公司在20世纪60年代都曾生产过250MW全氢冷机)。90年代后，随着燃气－蒸汽联合循环技术的发展和燃气轮机单机功率的增大，阿尔斯通公司针对燃气－蒸汽联合机组的需要，进行了模块化全空冷和全氢冷系列透平发电机的研制，完成了250MW全氢冷模型机的设计、制造和运行试验工作。下面介绍这种250MW模型机的特点。

　　4.1冷却方式

　　（1）采用定子绕组间接氢冷，定子铁心氢冷。氢气流经径向风沟，再由两端的轴向风扇扇入气隙。

　　（2）转子直接氢冷，采用阿尔斯通公司传统的副槽通风结构。