Die Drehzahl von Wasserturbinen ist relativ niedrig, insbesondere bei vertikalen Wasserturbinen. Um 50 Hz Wechselstrom zu erzeugen, verfügt der Wasserturbinengenerator über eine mehrpaarige Magnetpolstruktur. Für einen Wasserturbinengenerator mit 120 Umdrehungen pro Minute werden 25 Magnetpolpaare benötigt. Da die Struktur zu vieler Magnetpole schwer zu erkennen ist, wird in diesem Kurs ein Modell eines hydraulischen Turbinengenerators mit 12 Magnetpolpaaren vorgestellt.
Der Rotor des Hydrogenerators weist eine ausgeprägte Polstruktur auf. Abbildung 1 zeigt das Magnetjoch und den Magnetpol des Generators. Der Magnetpol ist auf dem Magnetjoch montiert, welches den Verlauf der magnetischen Feldlinie des Magnetpols darstellt. Das Generatormodell verfügt über 24 Magnetpole zwischen Nord und Süd, und jeder Magnetpol ist mit einer Erregerspule umwickelt. Die Erregerleistung wird vom Erregergenerator am Ende der Hauptwelle oder vom externen Thyristor-Erregersystem bereitgestellt (der Schleifring versorgt die Erregerspule mit Strom).
Das magnetische Joch ist auf der Rotorhalterung installiert, die Hauptwelle des Generators ist in der Mitte der Rotorhalterung installiert und der Erregergenerator oder Kollektorring ist am oberen Ende der Hauptwelle installiert.
Der Statorkern des Generators besteht aus Siliziumstahlblechen mit guter magnetischer Leitfähigkeit und im inneren Kreis des Kerns sind viele Schlitze gleichmäßig verteilt, um die Statorspule einzubetten.
Die Statorspule ist in den Statorschlitz eingebettet und bildet eine dreiphasige Wicklung. Jede Phasenwicklung besteht aus mehreren Spulen und ist nach einem bestimmten Gesetz angeordnet.
Der Wasserkraftgenerator wird auf dem Turbinenpfeiler aus Beton montiert, der mit dem Turbinensockel verbunden ist. Der Turbinensockel dient als Montagebasis für den Statorkern und das Gehäuse des Wasserkraftgenerators. Die Wärmeableitungsvorrichtung ist am Gehäuse des Turbinensockels angebracht, um die Temperatur der Kühlluft des Generators zu senken. Der untere Rahmen ist ebenfalls auf dem Pfeiler montiert. Der untere Rahmen ist mit einem Axiallager ausgestattet, das zur Montage des Generatorrotors dient. Das Axiallager kann das Gewicht, Vibrationen, Stöße und andere Kräfte des Rotors aufnehmen.
Der Statorkern und die Statorspule sind auf der Basis montiert. Der Rotor ist in der Mitte des Stators eingesetzt und weist einen kleinen Abstand zum Stator auf. Der Rotor wird vom Axiallager des unteren Rahmens getragen und kann sich frei drehen. Der obere Rahmen ist montiert, und das Führungslager befindet sich in der Mitte des oberen Rahmens, um ein Wackeln der Hauptwelle des Generators zu verhindern und ihn stabil in der Mittelposition zu halten. Nach dem Verlegen des oberen Plattformbodens und dem Einbau der Bürstenvorrichtung oder des Erregermotors wird ein Hydrogeneratormodell installiert.
Die dreiphasige elektromotorische Wechselstromkraft von 12 Zyklen wird durch die Rotation des Modellrotors des Hydrogenerators induziert. Bei einer Rotordrehzahl von 250 Umdrehungen pro Minute beträgt die Frequenz des erzeugten Wechselstroms 50 Hz.
Veröffentlichungszeit: 14. April 2022
