工业生产中所应用到的抽水蓄能发电机容量较大，实际运行时转速也很高，很容易发生运行故障。为了避免水轮发电机运行故障的发生，需要在水轮发电机结构设计上做出相应的改进。考虑到转子结构的设计质量是影响水轮发电机发生故障的重要原因，所以在设计时一定要做好严格的发电机转子结构设计，切实提高水轮机转子结构的强度和刚度。以某蓄能水电站为例，本文对抽水蓄能水轮发电机转子结构设计进行了分析，并对比了多种不同方式的转子结构设计，得出相关结论，以供同行参考。 
　　抽水蓄能水轮发电机转子结构的强度与刚度决定了水轮机运行的稳定性。一般情况下，为了满足水轮发电机大容量、高转速的运行要求，在设计发电机转子结构时会将转子结构中的磁轭和转抽设为一体，材料采用强度比较高的锻钢，将磁极结构设置为向心磁极结构，以便消除转子离心力对线圈的影响。这种结构形式能起到一定保障作用，但是设计相对复杂，在加上设计成本较高，所以实践时还需慎用。下面，笔者以两种容量相同、极数对也相同的水轮机转子结构为例，对二者进行对比研究，详细结论如下。 
　　一、抽水蓄能水轮发电机转子结构设计概况 
　　1、水轮发电机转子结构设计的作用 
　　在探讨抽水蓄能水轮发电机转子结构的设计之前，我们先对抽水蓄能水轮发电机会转子结构作用进行分析。从功能作用上来看，水轮发电机本身在电力系统中起调缝调相的作用，对电力系统的安全、稳定运行起着重要的保障、控制作用。而发电机中的转子结构则主要负责推动水轮运转，实现发电。如果水轮发电机的转子结构设计不当，水轮发电质量也会随之受到影响，甚至导致发电无法完成。所以说在抽水蓄能水轮发电机运行中，做好转子结构设计，充分保障转轴的稳定运行对水轮发电是极有意义的。 
　　2、传统方案和与新方案的比较 
　　在传统的设计方案中，设计人员在设计水轮发电机电子结构时大多采用向心磁极方案，即将结构中的转子磁轭与转轴连为一体，实现转轴转动，结构运行的目的。但在实践应用中，由于这种设计方案比较耗费成本，且设计工艺又相对比较复杂，所以并没有得到普遍的应用。后来，随着国内设计事业的不断进步，人们开始对水轮发电机转子结构进行重新设计，本着降本增效的原则大幅度降低转子结构的设计难度，简化了原先的设计方法，通过技术改进这一方式成功降低了设计成本。 
　　二、两种发电机转子结构介绍 
　　1、A市蓄能电站水轮发电机转子结构 
　　A市蓄能电站所使用的水轮发电机转子结构在设计时采用了分段轴结构，用多个圆环锻钢筋构件来组成转子磁轭，将线圈外圈从螺杆中穿心而过，与径向键紧紧固定在一起。线圈内部内圈中的穿心螺杆则与键、转轴顶轴以及主轴固定在一起，不设计转子支架，磁轭表面牢牢固定住磁极及T尾相关键；另外，对于磁极线圈材料的选择上，通常采用普通型的平线圈，必要时候会在线圈外部添加磁极围带作支撑，防止转子结构运转时所产生的离心力切向分量对线圈质量造成损坏。下图1是A市蓄能电站水轮发电机的转子结构设计示意图。 
　　2、B市蓄能电站转子结构设计分析 
　　采用分段轴结构，顶轴与转子支架一体，与主轴靠螺拴及径向销紧固。顶轴部分为锻件，转子支架分上下两部分铸件，三件焊接为一体；磁轭为叠片磁轭加穿心螺杆结构，通过复合键固定于转子支架；磁极通过T尾及相关键固定于磁轭；磁极采用改进型向心线圈，大幅降低了工艺难度。下图2是B市蓄能电站水轮发电机的转子结构设计示意图。 
　　三、结构设计的对比 
　　1、轴系结构（轴、转子支架、磁轭） 
　　A市蓄能电站：分段轴结构，磁轭由多个圆环锻件组成，通过外圈穿心螺杆及径向键紧固为一体，通过内圈的穿心螺杆及轴向键与顶轴及主轴紧固为一体。 
　　B市蓄能电站：采用分段轴结构，顶轴与转子支架为一体结构，与主轴靠螺拴及径向键紧固。顶轴部分为锻件，转子支架分上下两部分铸件，三件焊接为一体。 
　　分析结论：磁轭多个高强度圆环锻件结构，其材料成本及制造难度均高于叠片磁轭，且由于此结构磁轭无径向紧量，在起停机过程中圆环锻件间存在搓动现象，对机组安全运行带来隐患。 
　　2、磁极线圈 
　　A市蓄能电站：磁极采用普通平线圈，加有围带及极间支撑以避免离心力切向分量对磁极线圈造成损害。 
　　B市蓄能电站：磁极采用改进型向心线圈，在大幅降低工艺难度的同时，仍具备传统向心线圈避免离心力切向分量对磁极线圈造成损害的优点。 
　　分析结论：B市蓄能电站水轮发电机所采用的改进型向心线圈，其长端整体内侧平行，单铜排分别向心，线圈焊接难度虽有增加，但取消了线圈围带及极间支撑，整体成本降低。 
　　四、结束语 
　　综上所述，随着水轮发电重要程度的越来越大，市场对水轮发电机整体性能的要求也越来越高，为了能充分满足市场要求，提高水轮发电机性能与质量，设计时必须做好每一个部件结构的设计，尤其是影响水轮发电机运行稳定性的转子结构。本篇文章着重对两种不同转子结构设计方案进行了对比分析，并得出了相关结论，希望对同行工作有所帮助。