سرعة توربينات المياه منخفضة نسبيًا، وخاصةً التوربينات العمودية. لتوليد تيار متردد بتردد 50 هرتز، يعتمد مولد التوربينات المائية على بنية أقطاب مغناطيسية متعددة الأزواج. بالنسبة لمولد التوربينات المائية بسرعة 120 دورة في الدقيقة، يتطلب 25 زوجًا من الأقطاب المغناطيسية. ونظرًا لصعوبة رؤية بنية الأقطاب المغناطيسية الكثيرة، تقدم هذه الدورة التدريبية نموذجًا لمولد توربين هيدروليكي مزود بـ 12 زوجًا من الأقطاب المغناطيسية.
يعتمد دوار المولد الكهرومائي على بنية قطب بارز. يوضح الشكل 1 النير المغناطيسي والقطب المغناطيسي للمولد. يُركّب القطب المغناطيسي على النير المغناطيسي، وهو مسار خط المجال المغناطيسي للقطب المغناطيسي. يحتوي نموذج المولد على 24 قطبًا مغناطيسيًا بين الشمال والجنوب، وكل قطب مغناطيسي ملفوف بملف إثارة. تُوفّر طاقة الإثارة من مولد الإثارة المثبت في نهاية العمود الرئيسي أو من خلال نظام إثارة الثايرستور الخارجي (حلقة التجميع تُزوّد ملف الإثارة بالطاقة).
يتم تثبيت النير المغناطيسي على دعامة الدوار، ويتم تثبيت العمود الرئيسي للمولد في وسط دعامة الدوار، ويتم تثبيت مولد الإثارة أو حلقة المجمع في الطرف العلوي من العمود الرئيسي.
يتكون قلب الجزء الثابت للمولد من صفائح الفولاذ السيليكوني ذات الموصلية المغناطيسية الجيدة، ويتم توزيع العديد من الفتحات بالتساوي في الدائرة الداخلية للقلب لتضمين ملف الجزء الثابت.
يُدمج ملف الجزء الثابت في فتحة الجزء الثابت لتشكيل لف ثلاثي الطور. يتكون كل لف طور من عدة ملفات، مرتبة وفقًا لقانون معين.
يُركَّب المولد الكهرومائي على دعامة التوربين الخرسانية المصبوبة، وتُركَّب دعامة التوربين مع قاعدة التوربين. قاعدة التوربين هي قاعدة تثبيت قلب الجزء الثابت وهيكل المولد الكهرومائي. يُركَّب جهاز تبديد الحرارة على هيكل قاعدة التوربين لخفض درجة حرارة هواء التبريد في المولد؛ كما يُركَّب الهيكل السفلي على الدعامة. الهيكل السفلي مُزوَّد بمحمل دفع يُستخدم لتثبيت دوار المولد. يتحمل هذا المحمل وزن الدوار واهتزازه وصدماته وقوى أخرى.
يُركَّب قلب الجزء الثابت وملفه على القاعدة. يُدخَل الدوار في منتصفه، مع وجود فجوة صغيرة بينه وبين الجزء الثابت. يُدعَّم الدوار بمحمل الدفع للإطار السفلي، ويمكنه الدوران بحرية. يُركَّب الإطار العلوي، ويُركَّب محمل التوجيه في منتصفه لمنع اهتزاز العمود الرئيسي للمولد، والحفاظ عليه ثابتًا في الوضع المركزي. بعد وضع أرضية المنصة العلوية وتركيب جهاز الفرشاة أو محرك الإثارة، يُركَّب نموذج المولد الهيدروليكي.
سيتم توليد قوة دافعة كهربائية ثلاثية الطور، مؤلفة من ١٢ دورة، من خلال دوران دوار نموذج المولد المائي. عندما تكون سرعة الدوار ٢٥٠ دورة في الدقيقة، يكون تردد التيار المتردد المولّد ٥٠ هرتز.
وقت النشر: ١٤ أبريل ٢٠٢٢
