La velocità di rotazione delle turbine idrauliche è relativamente bassa, soprattutto per le turbine idrauliche verticali. Per generare corrente alternata a 50 Hz, il generatore a turbina idraulica adotta una struttura con più coppie di poli magnetici. Per un generatore a turbina idraulica con 120 giri al minuto, sono necessarie 25 coppie di poli magnetici. Poiché è difficile visualizzare una struttura con un numero così elevato di poli magnetici, questo articolo presenta un modello di generatore a turbina idraulica con 12 coppie di poli magnetici.
Il rotore dell'idrogeneratore adotta una struttura a poli salienti. La Figura 1 mostra il giogo e il polo magnetico del generatore. Il polo magnetico è installato sul giogo magnetico. Il giogo magnetico costituisce il percorso della linea di campo magnetico del polo magnetico. Ciascun polo è avvolto da una bobina di eccitazione e la potenza di eccitazione è fornita dal generatore di eccitazione installato all'estremità dell'albero principale, oppure da un sistema di eccitazione a tiristori esterno (alimentato tramite l'anello collettore alla bobina di eccitazione).
Il giogo è installato sulla staffa del rotore, l'albero principale del generatore è installato al centro della staffa del rotore e il generatore di eccitazione o l'anello collettore è installato sull'estremità superiore dell'albero principale.
Il nucleo di ferro dello statore del generatore è costituito da lamiere di acciaio al silicio con buona conduttività magnetica. All'interno del nucleo di ferro sono presenti numerose cave, distribuite uniformemente, che servono ad alloggiare gli avvolgimenti dello statore.
Gli avvolgimenti dello statore sono alloggiati nelle cave dello statore per formare avvolgimenti trifase; ciascun avvolgimento di fase è composto da più bobine disposte secondo determinate regole.
L'idrogeneratore è installato su un basamento in cemento armato, sul quale è a sua volta installato il basamento stesso. Il basamento funge da supporto per il nucleo in ferro dello statore e per l'involucro dell'idrogeneratore. Per ridurre la temperatura dell'aria di raffreddamento del generatore, sul basamento è installato anche un telaio inferiore, dotato di un cuscinetto reggispinta per il supporto del rotore. Il cuscinetto reggispinta è in grado di sopportare il peso del rotore, le vibrazioni, gli urti e altre sollecitazioni.
Installare il nucleo di ferro dello statore e l'avvolgimento dello statore sul telaio, il rotore viene inserito al centro dello statore, lasciando un piccolo spazio tra esso e lo statore. Il rotore è supportato dal cuscinetto reggispinta del telaio inferiore e può ruotare liberamente. Installare il telaio superiore, e al centro di quest'ultimo viene installato un cuscinetto di guida che impedisce all'albero principale del generatore di oscillare e lo mantiene stabilmente in posizione centrale. Posare il pavimento della piattaforma superiore, installare il dispositivo a spazzole o il motore di eccitazione e assemblare il modello di idrogeneratore.
Una rotazione del rotore del modello di idrogeneratore indurrà 12 cicli di forza elettromotrice trifase in corrente alternata. Quando il rotore ruota a 250 giri al minuto, la frequenza della corrente alternata è di 50 Hz.
Data di pubblicazione: 28 marzo 2022
