La velocità 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 a 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 la struttura di un numero eccessivo di poli magnetici, questo materiale didattico introduce un modello di generatore a turbina idraulica con 12 coppie di poli magnetici.
Il rotore del generatore idroelettrico adotta una struttura a poli salienti. La Figura 1 mostra il giogo magnetico e il polo magnetico del generatore. Il polo magnetico è installato sul giogo magnetico, che costituisce il percorso della linea di campo magnetico del polo magnetico. Il modello del generatore ha 24 poli magnetici tra Nord e Sud, e ciascun polo magnetico è avvolto da una bobina di eccitazione. La potenza di eccitazione è fornita dal generatore di eccitazione installato all'estremità dell'albero principale o da un sistema di eccitazione a tiristori esterno (l'anello collettore fornisce energia alla bobina di eccitazione).
Il giogo magnetico è installato sul supporto del rotore, l'albero principale del generatore è installato al centro del supporto del rotore e il generatore di eccitazione o anello collettore è installato all'estremità superiore dell'albero principale.
Il nucleo dello statore del generatore è realizzato in lamiere di acciaio al silicio con buona conduttività magnetica, e numerose cave sono distribuite uniformemente nella circonferenza interna del nucleo per alloggiare l'avvolgimento dello statore.
L'avvolgimento dello statore è alloggiato nella cava dello statore per formare un avvolgimento trifase. Ciascun avvolgimento di fase è composto da più bobine disposte secondo una determinata legge.
Il generatore idroelettrico è installato sul pilone della turbina in cemento armato, sul quale è fissata la base della turbina. La base della turbina funge da supporto per il nucleo dello statore e l'involucro del generatore. Sulla base della turbina è installato un dispositivo di dissipazione del calore per ridurre la temperatura dell'aria di raffreddamento del generatore. Anche il telaio inferiore è installato sul pilone. Il telaio inferiore è dotato di cuscinetti reggispinta, utilizzati per il montaggio del rotore del generatore. I cuscinetti reggispinta sono in grado di sopportare il peso, le vibrazioni, gli urti e le altre forze generate dal rotore.
Il nucleo dello statore e l'avvolgimento dello statore sono installati sulla base. Il rotore è inserito al centro dello statore e presenta un piccolo spazio con esso. Il rotore è supportato dal cuscinetto reggispinta del telaio inferiore e può ruotare liberamente. Il telaio superiore viene installato e il cuscinetto di guida viene installato al centro del telaio superiore per impedire che l'albero principale del generatore vibri e per mantenerlo stabilmente in posizione centrale. Dopo aver posato il pavimento della piattaforma superiore e installato il dispositivo a spazzole o il motore di eccitazione, viene assemblato il modello di generatore idroelettrico.
La rotazione del rotore modello del generatore idroelettrico indurrà una forza elettromotrice trifase in corrente alternata a 12 Hz. Quando la velocità del rotore è di 250 giri al minuto, la frequenza della corrente alternata generata è di 50 Hz.
Data di pubblicazione: 14 aprile 2022
