הבנה מקיפה של גנרטור טורבינות הידרואלקטריות

1. סוגי ומאפיינים פונקציונליים של גנרטור
גנרטור הוא מכשיר המייצר חשמל כאשר הוא נתון לכוח מכני. בתהליך המרה זה, הכוח המכני מגיע ממגוון צורות אנרגיה אחרות, כגון אנרגיית רוח, אנרגיית מים, אנרגיית חום, אנרגיה סולארית וכן הלאה. בהתאם לסוגי החשמל השונים, גנרטורים מחולקים בעיקר לגנרטורים DC וגנרטורים AC.

1. מאפיינים פונקציונליים של גנרטור DC
לגנרטור DC יש מאפיינים של שימוש נוח ותפעול אמין. הוא יכול לספק אנרגיה חשמלית ישירות לכל סוגי הציוד החשמלי הדורש אספקת חשמל DC. עם זאת, ישנו קומוטטור בתוך גנרטור DC, אשר מייצר בקלות ניצוץ חשמלי ויעילות ייצור חשמל נמוכה. גנרטור DC יכול לשמש בדרך כלל כספק כוח DC למנוע DC, אלקטרוליזה, ציפוי אלקטרוליטי, טעינה ועירור של אלטרנטור.

2. מאפיינים פונקציונליים של אלטרנטור
גנרטור AC מתייחס לגנרטור המייצר זרם חילופין תחת פעולת כוח מכני חיצוני. ניתן לחלק גנרטור מסוג זה לגנרטורים סינכרוניים של זרם חילופין.
גנרטור סינכרוני הוא הנפוץ ביותר מבין גנרטורי זרם חילופין. גנרטור מסוג זה מופעל על ידי זרם ישר, שיכול לספק גם הספק אקטיבי וגם הספק ריאקטיבי. ניתן להשתמש בו כדי לספק חשמל לציוד עומס מגוון הדורש אספקת חשמל זרם חילופין. בנוסף, בהתאם למנועים העיקריים השונים המשמשים, ניתן לחלק גנרטורים סינכרוניים לגנרטורי טורבינות קיטור, גנרטורים הידרואלקטריים, גנרטורי דיזל וטורבינות רוח.
אלטרנטורים נמצאים בשימוש נרחב, לדוגמה, גנרטורים משמשים לאספקת חשמל בתחנות כוח שונות, מפעלים, חנויות, אספקת חשמל ביתית במצב המתנה, מכוניות וכו'.

דגם ופרמטרים טכניים של גנרטור
על מנת להקל על ניהול הייצור והשימוש בגנרטור, המדינה איחדה את שיטת הקומפילציה של דגם הגנרטור, והדביקה את לוחית השם של הגנרטור במיקום הברור של המעטפת שלו, הכוללת בעיקר את דגם הגנרטור, מתח מדורג, ספק כוח מדורג, הספק מדורג, דרגת בידוד, תדר, גורם הספק ומהירות.

דגם ומשמעות של גנרטור
דגם הגנרטור הוא בדרך כלל תיאור של דגם היחידה, כולל סוג המתח המופק מהגנרטור, סוג יחידת הגנרטור, מאפייני הבקרה, מספר הסידורי של התכנון ומאפייני הסביבה.
בנוסף, המודלים של חלק מהגנרטורים הם אינטואיטיביים ופשוטים, מה שנוח יותר לזיהוי, כפי שמוצג באיור 6, כולל מספר מוצר, מתח מדורג וזרם מדורג.
(1) מתח מדורג
מתח נקוב מתייחס למתח המדורג המופק על ידי הגנרטור במהלך פעולה רגילה, והיחידה היא kV.
(2) זרם מדורג
זרם מדורג מתייחס לזרם העבודה המרבי של הגנרטור תחת פעולה רגילה ורציפה, ב-Ka. כאשר מדורגים פרמטרים אחרים של הגנרטור, הגנרטור פועל בזרם זה, ועליית הטמפרטורה של סליל הסטטור שלו לא תעלה על הטווח המותר.
(3) מהירות סיבוב
מהירות הגנרטור מתייחסת למהירות הסיבוב המקסימלית של הציר הראשי של הגנרטור בתוך דקה אחת. פרמטר זה הוא אחד הפרמטרים החשובים להערכת ביצועי הגנרטור.
(4) תדירות
תדר מתייחס להופכי של מחזור גל הסינוס AC בגנרטור, ויחידתו היא הרץ (Hz). לדוגמה, אם תדר הגנרטור הוא 50 הרץ, זה מציין שכיוון הזרם החילופין שלו ופרמטרים אחרים משתנים פי 50.
(5) גורם הספק
גנרטור מייצר חשמל באמצעות המרה אלקטרומגנטית, ואת הספק המוצא שלו ניתן לחלק לשני סוגים: הספק ריאקטיבי והספק אקטיבי. הספק ריאקטיבי משמש בעיקר ליצירת שדה מגנטי ולהמרת חשמל ומגנטיות; ההספק האקטיבי מסופק למשתמשים. מתוך סך ההספק המופק של הגנרטור, חלקו של ההספק האקטיבי הוא גורם ההספק.
(6) חיבור סטטור
ניתן לחלק את חיבור הסטטור של גנרטור לשני סוגים, כלומר חיבור משולש (בצורת △) וחיבור כוכבי (בצורת Y), כפי שמוצג באיור 9. בגנרטור, שלושת פיתולי הסטטור של הגנרטור מחוברים בדרך כלל לכוכב.
(7) דרגת בידוד
דרגת הבידוד של גנרטור מתייחסת בעיקר לדרגת העמידות לטמפרטורה גבוהה של חומר הבידוד שלו. בגנרטור, חומר הבידוד הוא חוליה חלשה. החומר קל להאיץ הזדקנות ואף להינזק בטמפרטורה גבוהה מדי, ולכן דרגת העמידות לחום של חומרי בידוד שונים גם היא שונה. פרמטר זה מיוצג בדרך כלל על ידי אותיות, כאשר y מציין שטמפרטורת העמידות בחום היא 90 ℃, a מציין שטמפרטורת העמידות בחום היא 105 ℃, e מציין שטמפרטורת העמידות בחום היא 120 ℃, B מציין שטמפרטורת העמידות בחום היא 130 ℃, f מציין שטמפרטורת העמידות בחום היא 155 ℃, H מציין שטמפרטורת העמידות בחום היא 180 ℃, ו-C מציין שטמפרטורת העמידות בחום היא יותר מ-180 ℃.
(8) אחר
בגנרטור, בנוסף לפרמטרים הטכניים הנ"ל, ישנם גם פרמטרים כגון מספר הפאזות של הגנרטור, המשקל הכולל של היחידה ותאריך הייצור. פרמטרים אלה אינטואיטיביים וקלים להבנה בעת הקריאה, ונועדו בעיקר לעיון המשתמשים בעת השימוש או הרכישה.

3. זיהוי סמלים של גנרטור בשורה
גנרטור הוא אחד המרכיבים החיוניים במעגלי בקרה כגון הנעה חשמלית ומכונות. בעת ציור תרשים סכמטי המתאים לכל מעגל בקרה, הגנרטור אינו משתקף בצורתו האמיתית, אלא מסומן על ידי שרטוטים או דיאגרמות, אותיות וסמלים אחרים המייצגים את תפקידו.