水力発電機の構造組立

水車、特に垂直型水車は回転速度が比較的低いため、50Hzの交流電流を発生させるために、水車発電機は複数の磁極対構造を採用しています。毎分120回転の水車発電機の場合、25対の磁極対が必要となります。磁極が多すぎると構造が分かりにくくなるため、本稿では12対の磁極対を持つ水車発電機のモデルを紹介します。
水力発電機の回転子は突極構造を採用しています。図1は発電機のヨークと磁極を示しています。磁極は磁気ヨーク上に設置されています。磁気ヨークは磁極の磁力線の経路です。各極には励磁コイルが巻かれており、励磁電力は主軸端に設置された励磁発電機、または外部サイリスタ励磁システム（コレクタリングから励磁コイルに供給）によって供給されます。
ヨークはローターブラケットに設置され、発電機主軸はローターブラケットの中央に設置され、励磁発電機またはコレクタリングは主軸の上端に設置されます。
発電機の固定子鉄心は、優れた磁気伝導性を持つ珪素鋼板で作られています。鉄心の内周には、固定子コイルを埋め込むための多数のスロットが均等に配置されています。
ステータコイルはステータスロットに埋め込まれて三相巻線を形成し、各相巻線は複数のコイルで構成され、一定の規則に従って配置されます。

水力発電機はコンクリート製の機械橋脚に設置され、機械橋脚の上に機械ベースが設置されます。機械ベースは、水力発電機の固定子鉄心とシェルの設置基盤です。発電機の冷却空気の温度を下げるため、橋脚には下部フレームも設置され、下部フレームには発電機ローターを取り付けるためのスラストベアリングが取り付けられています。スラストベアリングは、ローターの重量、振動、衝撃などの力に耐えることができます。
固定子鉄心と固定子コイルをフレームに設置し、回転子を固定子の中央に挿入します。固定子との間には小さな隙間があります。回転子は下部フレームのスラストベアリングによって支持され、自由に回転できます。上部フレームを設置し、上部フレームの中央にガイドベアリングを設置します。ガイドベアリングは発電機の主軸の揺れを防ぎ、中央位置に安定して保持します。上部プラットフォームの床を敷き、ブラシ装置または励磁モーターを設置し、水力発電機モデルを設置します。
水力発電機モデルのローターが1回転すると、三相交流起電力が12サイクル発生します。ローターが毎分250回転で回転する場合、交流電流の周波数は50Hzです。