سرعة دوران التوربينات الهيدروليكية منخفضة نسبيًا، خاصةً التوربينات الهيدروليكية العمودية. لتوليد تيار متردد بتردد 50 هرتز، يعتمد مولد التوربينات الهيدروليكية على بنية مكونة من أزواج متعددة من الأقطاب المغناطيسية. بالنسبة لمولد توربين هيدروليكي بسرعة 120 دورة في الدقيقة، يلزم 25 زوجًا من الأقطاب المغناطيسية. ونظرًا لصعوبة رؤية البنية ذات الأقطاب المغناطيسية الكثيرة، تقدم هذه المادة التعليمية نموذجًا لمولد توربينات هيدروليكية مزود بـ 12 زوجًا من الأقطاب المغناطيسية.
يعتمد دوار المولد الهيدروليكي على بنية قطب بارز. يوضح الشكل 1 نير المولد والقطب المغناطيسي. يُركّب القطب المغناطيسي على النير المغناطيسي، وهو مسار خط المجال المغناطيسي للقطب. يُلف كل قطب بملف إثارة، وتُوفّر طاقة الإثارة بواسطة مولد الإثارة المُركّب في نهاية العمود الرئيسي، أو بواسطة نظام إثارة ثايرستور خارجي (يُزوّده حلقة التجميع بملف الإثارة).
يتم تثبيت النير على حامل الدوار، ويتم تثبيت العمود الرئيسي للمولد في وسط حامل الدوار، ويتم تثبيت مولد الإثارة أو حلقة المجمع على الطرف العلوي للعمود الرئيسي.
قلب الجزء الثابت الحديدي للمولد مصنوع من صفائح فولاذ السيليكون ذات موصلية مغناطيسية جيدة. توجد فتحات متعددة موزعة بالتساوي في الدائرة الداخلية للقلب الحديدي، تُستخدم لدمج ملفات الجزء الثابت.
يتم تضمين ملفات الجزء الثابت في فتحات الجزء الثابت لتشكيل لفات ثلاثية الطور، وتتكون كل لفافة طور من ملفات متعددة ومرتبة وفقًا لقواعد معينة.
يُركَّب المولد الكهرومائي على دعامة الآلة الخرسانية، وتُركَّب قاعدته عليها. قاعدة الآلة هي قاعدة تثبيت قلب الجزء الثابت الحديدي وهيكل المولد الكهرومائي. لخفض درجة حرارة هواء التبريد في المولد، يُركَّب إطار سفلي على الدعامة، ويحتوي على محمل دفع لتثبيت دوار المولد. يتحمل هذا المحمل وزن الدوار والاهتزاز والصدمات والقوى الأخرى.
ركّب قلب الحديد الثابت وملف الجزء الثابت على الهيكل، ثم أدخل الدوار في منتصفه، مع ترك فجوة صغيرة بينه وبين الجزء الثابت. يُدعّم الدوار بمحمل دفع الهيكل السفلي، ويمكنه الدوران بحرية. ركّب الهيكل العلوي، وثبت في مركزه محمل توجيه يمنع اهتزاز العمود الرئيسي للمولد، ويحافظ على ثباته في الوضع المركزي. افرش أرضية المنصة العلوية، وركّب جهاز الفرشاة أو محرك الإثارة، ثم ركّب نموذج المولد المائي.
دورة واحدة لدوار نموذج المولد المائي تُحدث ١٢ دورة من القوة الدافعة الكهربائية المترددة ثلاثية الطور. عند دوران الدوار بسرعة ٢٥٠ دورة في الدقيقة، يكون تردد التيار المتردد ٥٠ هرتز.
وقت النشر: ٢١ فبراير ٢٠٢٢
