수력 터빈의 회전 속도는 비교적 느리며, 특히 수직형 수력 터빈의 경우 더욱 그렇습니다. 50Hz 교류를 생성하기 위해 수력 터빈 발전기는 다중 극 구조를 채택합니다. 분당 120회전하는 수력 터빈 발전기에는 25쌍의 극이 필요합니다. 하지만 극이 너무 많으면 구조를 육안으로 확인하기 어렵기 때문에, 본 교재에서는 12쌍의 극을 가진 수력 터빈 발전기 모델을 소개합니다.
수력 발전기의 회전자는 돌극 구조를 채택하고 있다. 그림 1은 발전기의 자기 요크와 자기극을 보여준다. 자기극은 자기 요크에 설치되어 있으며, 자기 요크는 자기극의 자기장 선이 지나가는 경로이다. 발전기 모델은 북극과 남극 사이에 24개의 자기극을 가지고 있으며, 각 자기극에는 여자 코일이 감겨 있다. 여자 전력은 주축 끝에 설치된 여자 발전기 또는 외부 사이리스터 여자 시스템(컬렉터 링이 여자 코일에 전력을 공급함)을 통해 공급된다.
자기 요크는 회전자 지지대에 설치되고, 발전기 주축은 회전자 지지대의 중앙에 설치되며, 여자 발전기 또는 집전 링은 주축의 상단에 설치됩니다.
발전기 고정자 코어는 자기 전도성이 우수한 규소강판으로 만들어졌으며, 코어의 내측 원에는 고정자 코일을 삽입하기 위한 많은 슬롯이 고르게 분포되어 있습니다.
고정자 코일은 고정자 슬롯에 내장되어 3상 권선을 형성합니다. 각 상 권선은 여러 개의 코일로 구성되며 특정 법칙에 따라 배열됩니다.
수력 발전기는 콘크리트 타설 터빈 교각 위에 설치되며, 터빈 교각에는 터빈 베이스가 설치됩니다. 터빈 베이스는 수력 발전기의 고정자 코어와 외피를 설치하는 받침대입니다. 터빈 베이스 외피에는 발전기 냉각 공기의 온도를 낮추기 위한 방열 장치가 설치됩니다. 또한 교각에는 하부 프레임이 설치됩니다. 하부 프레임에는 발전기 회전자를 설치하는 데 사용되는 스러스트 베어링이 장착되어 있습니다. 스러스트 베어링은 회전자의 무게, 진동, 충격 등의 하중을 견딜 수 있습니다.
고정자 코어와 고정자 코일은 받침대에 설치됩니다. 회전자는 고정자 중앙에 삽입되며 고정자와 작은 간격을 유지합니다. 회전자는 하부 프레임의 스러스트 베어링에 의해 지지되어 자유롭게 회전할 수 있습니다. 상부 프레임을 설치하고, 상부 프레임 중앙에 가이드 베어링을 설치하여 발전기의 주축이 흔들리지 않도록 하고 안정적으로 중앙 위치에 유지합니다. 상부 플랫폼 바닥을 설치하고 브러시 장치 또는 여자 모터를 설치하면 수력 발전기 모형이 완성됩니다.
수력 발전기 모형 회전자의 회전에 의해 12Hz의 3상 교류 기전력이 유도됩니다. 회전자 속도가 분당 250회전일 때, 생성되는 교류의 주파수는 50Hz입니다.
게시 시간: 2022년 4월 14일
