La velocidad de las turbinas hidráulicas es relativamente baja, especialmente la de las turbinas verticales. Para generar corriente alterna de 50 Hz, el generador de turbina hidráulica utiliza una estructura de polos magnéticos multipar. Para un generador de turbina hidráulica con 120 revoluciones por minuto, se requieren 25 pares de polos magnéticos. Dado que la estructura de tantos polos magnéticos resulta difícil de visualizar, este material didáctico presenta un modelo de generador de turbina hidráulica con 12 pares de polos magnéticos.
El rotor del generador hidroeléctrico adopta una estructura de polos salientes. La Figura 1 muestra el yugo magnético y el polo magnético del generador. El polo magnético está instalado en el yugo magnético, que constituye la trayectoria de la línea de campo magnético del polo. El modelo del generador tiene 24 polos magnéticos entre el norte y el sur, y cada polo magnético está bobinado con una bobina de excitación. La potencia de excitación la proporciona el generador de excitación instalado en el extremo del eje principal o el sistema de excitación de tiristores externo (el anillo colector suministra energía a la bobina de excitación).
El yugo magnético 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 anillo colector se instala en el extremo superior del eje principal.
El núcleo del estator del generador está fabricado con láminas de acero al silicio de buena conductividad magnética, y en el círculo interior del núcleo se distribuyen uniformemente numerosas ranuras para alojar la bobina del estator.
La bobina del estator está incrustada en la ranura del estator para formar un devanado trifásico. Cada devanado de fase está compuesto por múltiples bobinas dispuestas según una ley determinada.
El generador hidroeléctrico se instala sobre un pilar de hormigón armado, el cual alberga la base de la turbina. Esta base sirve de soporte para el núcleo del estator y la carcasa del generador. El dispositivo de disipación de calor se instala sobre la carcasa de la base para reducir la temperatura del aire de refrigeración. El bastidor inferior también se instala sobre el pilar. Este bastidor inferior está equipado con un cojinete de empuje, que se utiliza para instalar el rotor del generador. El cojinete de empuje soporta el peso, las vibraciones, los impactos y otras fuerzas del rotor.
El núcleo y la bobina del estator se instalan en la base. El rotor se inserta en el centro del estator, dejando un pequeño espacio entre este y el mismo. El rotor se apoya en el cojinete de empuje del bastidor inferior y puede girar libremente. Se instala el bastidor superior, y el cojinete guía se coloca en el centro del mismo para evitar vibraciones en el eje principal del generador y mantenerlo estable en su posición central. Tras colocar la plataforma superior e instalar el dispositivo de escobillas o el motor de excitación, se instala el generador hidráulico.
La fuerza electromotriz de corriente alterna trifásica de 12 ciclos será inducida por la rotación del rotor modelo del generador hidráulico. Cuando la velocidad del rotor es de 250 revoluciones por minuto, la frecuencia de la corriente alterna generada es de 50 Hz.
Fecha de publicación: 14 de abril de 2022
