根据水轮发电机容量大小和转速高低,转子磁钜可分为两大类:圆盘式磁钜和叠片式磁。从水轮发电机结构发展看,1920年代初期,两种结构已基本定型,但随着发电机容量的增大和材料的发展.不断有所改进。

圆盘式磁轭具有转子整体机械强度高、刚度好、结构简单等优点,它主要用于高转速水轮发电机1940年代前已出现4种基本结构:

(1)与发电机为一体的整锻式(或轴向分段)这种结构在小型水轮发电机中应用较广,以后主要用于转速大于600/min的高速水轮发电机中

(2)厚钢板环或锻钢环用螺栓把紧,然后热套在轴上的结构,这种结构经不断改进、发展,在大型高速发电机中应用很广，一般用在400r/min以上;

(3)空心锻钢圆环与两端短轴把合的结构1940年代BBC公司制成的50MVA428min机即采用这种结构;

(4)两端短轴与锻钢支架把合，锻钢磁圆环紧套在支架上或与支架把合的结构这种结构1960年代前在欧洲应用较广。

叠片式转子磁钜是大中型水轮发电机中应用最广的一种结构300r/min以下的大中型水轮发电机均采用这种结构,20世纪初在水轮发电机中就出现了叠片式转子磁。例如,1924年美国GE公司为巴西制造的33MVA机,即为当时典型的叠片磁结构,磁由扇形冲片堆叠而成,扇形冲片用软钢板冲成,用穿心螺杆把紧磁与转子支架间用键连接采用最原始的浮动磁结构(free-rimcomstruction),这种结构使磁辄在离心力作用下的膨胀不会传到转子支架。另外磁钜圆周还冲有许多方孔用于放置支撑转子线圈的弹簧,这种结构1950年代前在美国苏联都有采用的一种早期浮磁结构。1930年代后,随着设计技术的进步和冲片材料的不断改进,扇形冲片的极限周速不断提高1950年代初期达到127m/s,1960年代初达到152m/s。1960年代后磁结构上有两大发展一是为采用高强度钢板如屈服强度达500MPa~600MPa的高强度钢板,使磁钜极限周速达到170m/s 以上;二是采用浮动磁钜结构(以日本欧美应用最多)使磁在热力和离心力的作用下保持均匀外涨,以保持磁钜的圆度。伊泰普电站700MW机中采用的浮动磁辄结构，日本还采用一种“弹性键结构”其保持磁扼圆度的效果也很好。

国内抽水蓄能电站厚钢板磁轭方式，有浮动和热加垫的方式，浮动磁轭的设计一般考虑以下因素：

1.磁轭宽度与半径的比有要求；主要是考核磁轭的机械刚度，防止磁轭在磁拉力作用下产生椭圆变形。通常这点很容易满足。有些厂家用一个磁轭稳定系数来衡量磁轭刚度，通常计算下来，这个系数远远大于判定值，尤其是对整体磁轭圈而言。抽蓄磁轭的特点是为满足高转速应力的要求，磁轭的径向宽度较大（600mm-1000mm），且直径较小。

2.组合键的使用，尤其是切向键的使用，保证圆心一致；

3.转子支架的周向刚度高。不能用支臂式，只能是圆盘式；QX是圆盘式，且直臂非常粗，短，片宽与半径的比非常大。转子支架的周向刚度“要求”高，圆盘式转子支架或厚板（大于200mm）支臂均可满足要求

4.单独支架的频率要计算，不能与水力振动一样。总之，浮动设计要求高些，打键方式可少考虑或不考虑以上因素。

抽蓄机组频繁启停，正反转的特性，过盈配合的转子支架及磁轭将收到较大压缩、拉伸应力的频繁转换，设计时须充分考虑疲劳应力，这是其技术上难以克服的弱点。而浮动磁轭在静态几乎不受力（重力引起的应力很小），其抗疲劳和性能就很ok了，至于在运行工况，磁轭过盈与否，应力状态几乎一致的。关键是浮动磁轭要确保停止，及启动中磁轭要同心伸缩，及轴系稳定。

来源：抽水蓄能与储能技术

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