在水輪發(fā)電機構造課件中介紹了結構與組成，在本課件中介紹水輪發(fā)電機的通風冷卻系統(tǒng)，介紹推力軸承與導軸承。

水輪發(fā)電機的容量很大，由電與磁產生的熱量也很大，通風冷卻非常重要。大型水輪發(fā)電機的冷卻方式有空冷式，水冷式，蒸發(fā)冷卻式。空冷式簡單可靠，是目前的主流方式。空冷即通風冷卻，通風可通過電機之外的鼓風機進行強迫通風，也可以自循環(huán)通風，本課件將介紹自循環(huán)通風的空冷方式。

所謂自循環(huán)通風是相對強迫通風而言，是靠電機本身的部件驅動空氣流動。發(fā)電機的轉子支臂是薄板結構，多塊支臂徑向排列，呈輻射狀，也稱為支架幅板。電機旋轉時，支架幅板像離心風機的葉片一樣驅動空氣向磁軛方向流動，形成轉子徑向風扇。圖1是“水輪發(fā)電機構造”課件中的模型剖視圖，為了更清晰，只顯示發(fā)電機左半部分剖視圖。

圖1中白色箭頭代表空氣流的走向，當發(fā)電機旋轉時，轉子徑向風扇驅動空氣向磁軛方向流動，由于支架幅板兩邊的環(huán)形端面阻擋，氣流只能進入磁軛通風隙，然后通過轉子磁極間的縫隙進入定子鐵芯通風隙，最后到了機座的空間。氣流通過的地方熱量被帶走，實現(xiàn)了轉子磁軛、磁極線圈、定子繞組、定子鐵芯的降溫。熱空氣通過空氣冷卻器降溫為冷空氣，進入發(fā)電機與風罩墻之間的空間，再次被轉子徑向風扇吸入，進行循環(huán)降溫。在冷空氣回流時也對定子繞組的端部進行了降溫。

在轉子旋轉時，轉子磁極間的縫隙也起到離心風機的作用。

空氣冷卻器就是熱交換器，內部排滿冷水管，熱空氣通過時，熱量被冷水帶走，空氣被冷卻。

下面觀看水輪發(fā)電機通風冷卻氣流動畫

圖3是采用帶葉片轉子的水輪發(fā)電機剖視圖，除了轉子加裝風扇葉片，在轉子上葉片的上方加裝了上氣流擋板，固定在機座上，在轉子下葉片的下方加裝了下氣流擋板，固定在機座上。??

圖3中白色箭頭代表空氣流的走向，轉子旋轉時，轉子支架幅板（徑向風扇）驅動空氣向磁軛方向流動，進入磁軛通風隙，然后通過轉子磁極間的縫隙進入定子鐵芯通風隙，最后到了機座空間，通過空氣冷卻器降溫為冷空氣。

同時，轉子旋轉時，轉子風扇葉片驅動空氣進入氣流擋板限定的空間，一路從轉子與定子之間的空隙進入定子通風隙后到機座空間，另一路流過定子繞組的端部到機座空間，通過空氣冷卻器降溫為冷空氣。

回流的冷空氣進入下一次的循環(huán)。

下面觀看水輪發(fā)電機轉子帶風扇通風冷卻氣流動畫。

水輪發(fā)電機的導軸承與推力軸承

水輪發(fā)電機的軸承是水輪發(fā)電機組重要的組成部分之一，下面結合水輪發(fā)電機構造介紹水輪發(fā)電機軸承基本組成。該模型為傘式結構，有上導軸承、下導軸承與推力軸承采用組合的方式，共用一個油槽。見圖4傘式結構示意圖。

水輪發(fā)電機是重型設備，軸承負載很大，滾動軸承承載不了，采用滑動軸承形式。本課件介紹大型水輪發(fā)電機用得較多的浸油式滑動軸承。

上導軸承

導軸承主要承受轉子機械不平衡力和由于轉子偏心所引起的單邊磁拉力，其主要作用是防止軸的擺動。安裝在轉子上側的稱為上導軸承。

導軸承由導軸承瓦、支柱螺栓、軸承座、滑轉子和油冷卻器等主要部件組成。滑轉子是主軸上轉動的部分，其他是靜止部分，見圖5。

軸瓦是與滑轉子（軸領）接觸的部分，是直接摩擦零件。一般采用鋼鍛造，瓦面堆焊鎢金（巴氏合金）層。

本模型有8片軸瓦，圍繞著滑轉子。軸瓦靠軸承座支撐，之間用支柱螺釘連接。支柱螺釘中部是螺帽，一端有螺紋，旋在軸承座中，另一端頂住托盤，托盤與軸瓦連成一體。旋轉螺帽就可調整軸瓦與軸承座間的距離。

圖7是上導軸承的剖視圖，軸承座安裝在軸承油箱中，各軸瓦緊貼滑轉子，油箱安裝在上機架中心體內，油箱與內擋油筒組成油槽，油槽內裝潤滑油，油面低于內擋油筒高度。為了保證潤滑油的低溫，油槽安裝螺旋管式油冷卻器，在外部冷卻的純凈水在螺旋管內流動。

圖8是完整的上導軸承剖視圖。

推力軸承與下導軸承

推力軸承是大型水輪發(fā)電機組最重要的組成部分之一, 整個水輪發(fā)電機組的轉動部分重量以及水的沖擊力全壓在推力軸承上，三峽電站的發(fā)電機推力軸承承載力達6000t，推力軸承的可靠性直接影響水輪發(fā)電機組的可靠運行。

推力軸承主要由推力軸承瓦、支柱螺栓、推力軸承座、推力頭、鏡板和油冷卻器等部件組成。

推力頭固定在發(fā)電機轉子下方，是推力軸承的轉動部分，模型采用推力頭與下端軸為一體結構，直接安裝在發(fā)電機轉子中心體下方。采用推力頭兼滑轉子結構，該滑轉子為下導軸承的轉動部分。

在推力頭下方固定著鏡板，鏡板是直接與推力軸承瓦接觸滑動，要有高光潔度與高精度，采用段鋼制造。見圖9

推力軸承瓦是扇形板狀結構，多個軸瓦排列在推力頭下方，直接與鏡板接觸滑動，軸瓦采用鋼鍛造，上瓦面堆焊鎢金（巴氏合金）層。近些年彈性金屬塑料瓦的應用越來越多。

推力軸瓦靠軸承座支撐，模型采用剛性支撐，用支柱螺釘直接頂住軸瓦與軸承座。支柱螺釘中部是螺帽，一端有螺紋，旋在軸承座中，另一端頂住托盤，托盤與軸瓦連成一體。旋轉螺帽就可調整軸瓦與軸承座間的距離。見圖10。

三峽水輪發(fā)電機的推力軸瓦多達28個，模型采用12片推力軸瓦，圖11為12個推力軸瓦的排列圖。

模型采用推力頭兼滑轉子結構，有8個下導軸承軸瓦包圍在滑轉子周圍。下導軸承的結構與上導軸承一樣，但尺寸大了許多。圖12為下導軸承軸瓦與軸承座結構示意圖。

推力軸承和下導軸承共用一個油槽。油槽由推力軸承油箱與內擋油筒組成。圖13為安裝在油槽內的推力軸承與下導軸承。

為了保證軸瓦運行在規(guī)定的溫度范圍內，在油槽內安裝盤式油冷卻器，外部冷卻器的冷水在盤式冷卻器水管內流動，降低潤滑油的溫度。在每片軸瓦安裝有電阻溫度計，對軸瓦溫度進行監(jiān)視。圖14是安裝在下支架中心體內的推力軸承與下導軸承剖視圖。

水輪發(fā)電機軸承的形式有多種，具體結構（軸瓦的支撐方式）根據實際機型多變，以上是最基本形式剛性支撐的介紹。其他形式可參考水輪發(fā)電機的相關資料。