La velocidad de rotación de las turbinas hidráulicas es relativamente baja, especialmente en el caso de las turbinas verticales. Para generar corriente alterna de 50 Hz, el generador de turbina hidráulica adopta una estructura con múltiples pares de polos magnéticos. Un generador de turbina hidráulica con 120 revoluciones por minuto requiere 25 pares de polos magnéticos. Dado que resulta difícil visualizar una estructura con demasiados polos magnéticos, este artículo presenta un modelo de generador de turbina hidráulica con 12 pares de polos magnéticos.
El rotor del hidrogenerador adopta una estructura de polos salientes. La figura 1 muestra el yugo y el polo magnético del generador. El polo magnético está instalado en el yugo magnético. El yugo magnético constituye la trayectoria de la línea de campo magnético del polo. Cada polo está bobinado con una bobina de excitación, y la potencia de excitación es suministrada por el generador de excitación instalado en el extremo del eje principal, o bien por un sistema de excitación de tiristores externo (alimentado por el anillo colector a la bobina de excitación).
La horquilla se instala en el soporte del rotor, el eje principal del generador se instala en el centro del soporte del rotor y el generador de excitación o el anillo colector se instala en el extremo superior del eje principal.
El núcleo de hierro del estator del generador está fabricado con láminas de acero al silicio de buena conductividad magnética. En el interior del núcleo hay numerosas ranuras distribuidas uniformemente, que sirven para alojar las bobinas del estator.
Las bobinas del estator están incrustadas en las ranuras del estator para formar bobinados trifásicos; cada bobinado de fase está compuesto por múltiples bobinas y dispuestas según ciertas reglas.
El hidrogenerador se instala sobre un pilar de hormigón, y la base del generador se ubica sobre dicho pilar. La base sirve de soporte para el núcleo de hierro del estator y la carcasa del hidrogenerador, reduciendo la temperatura del aire de refrigeración. Asimismo, se instala un bastidor inferior sobre el pilar, el cual cuenta con un cojinete de empuje para la instalación del rotor del generador. Este cojinete soporta el peso del rotor, así como vibraciones, impactos y otras fuerzas.
Instale el núcleo de hierro del estator y la bobina del estator en el bastidor. El rotor se inserta en el centro del estator, dejando un pequeño espacio entre ambos. El rotor se apoya en el cojinete de empuje del bastidor inferior y puede girar libremente. Instale el bastidor superior, cuyo centro incorpora un cojinete guía que evita que el eje principal del generador vibre y lo mantiene estable en la posición central. Coloque la plataforma superior, instale el dispositivo de escobillas o el motor de excitación, y así se instala el generador hidráulico.
Una rotación del rotor del modelo de hidrogenerador induce 12 ciclos de fuerza electromotriz de corriente alterna trifásica. Cuando el rotor gira a 250 revoluciones por minuto, la frecuencia de la corriente alterna es de 50 Hz.
Fecha de publicación: 28 de marzo de 2022
