La vitesse de rotation des turbines hydrauliques est relativement faible, en particulier pour les turbines hydrauliques verticales. Pour produire un courant alternatif de 50 Hz, le turbogénérateur hydraulique adopte une structure à plusieurs paires de pôles magnétiques. Pour un turbogénérateur hydraulique tournant à 120 tours par minute, 25 paires de pôles magnétiques sont nécessaires. Comme il est difficile de visualiser une structure avec trop de pôles magnétiques, ce didacticiel présente un modèle de turbogénérateur hydraulique à 12 paires de pôles magnétiques.
Le rotor de l'hydrogénérateur adopte une structure à pôles saillants. La figure 1 montre la culasse et le pôle magnétique de l'alternateur. Le pôle magnétique est installé sur la culasse magnétique. La culasse magnétique est le trajet de la ligne de champ magnétique du pôle magnétique. Chaque pôle est bobiné avec une bobine d'excitation, et la puissance d'excitation est fournie par le générateur d'excitation installé à l'extrémité de l'arbre principal, ou par un système d'excitation à thyristors externe (alimenté par la bague collectrice de la bobine d'excitation).
Le joug est installé sur le support du rotor, l'arbre principal du générateur est installé au centre du support du rotor et le générateur d'excitation ou la bague collectrice est installé sur l'extrémité supérieure de l'arbre principal.
Le noyau de fer du stator du générateur est constitué de tôles d'acier au silicium à bonne conductivité magnétique. De nombreuses fentes, réparties uniformément sur le cercle intérieur du noyau, servent à loger les bobines du stator.
Les bobines du stator sont intégrées dans les fentes du stator pour former des enroulements triphasés, chaque enroulement de phase est composé de plusieurs bobines et disposés selon certaines règles.
L'hydrogénérateur est installé sur un pilier en béton, sur lequel repose le socle. Ce socle sert de support au noyau de fer du stator et à l'enveloppe de l'hydrogénérateur. Afin de réduire la température de l'air de refroidissement de l'alternateur, un châssis inférieur est également installé sur le pilier, équipé d'une butée pour le rotor de l'alternateur. Cette butée résiste au poids du rotor, aux vibrations, aux chocs et à d'autres forces.
Installez le noyau de fer et la bobine du stator sur le châssis. Le rotor est inséré au centre du stator, avec un léger espace entre le stator et le stator. Le rotor est soutenu par le palier de butée du châssis inférieur et peut tourner librement. Installez le châssis supérieur, dont le centre est équipé d'un palier de guidage qui empêche l'arbre principal du générateur de vibrer et le maintient stable en position centrale. Posez le plancher de la plateforme supérieure, installez le dispositif de balais ou le moteur d'excitation et installez le modèle d'hydrogénérateur.
Une rotation du rotor du modèle d'hydrogénérateur induit 12 cycles de force électromotrice alternative triphasée. Lorsque le rotor tourne à 250 tours par minute, la fréquence du courant alternatif est de 50 Hz.
Date de publication : 21 février 2022
