De rotatiesnelheid van hydraulische turbines is relatief laag, vooral bij verticale hydraulische turbines. Om 50 Hz wisselstroom te genereren, maakt de hydraulische turbinegenerator gebruik van een structuur met meerdere paren magnetische polen. Voor een hydraulische turbinegenerator met 120 omwentelingen per minuut zijn 25 paren magnetische polen nodig. Omdat een structuur met zoveel magnetische polen moeilijk te visualiseren is, introduceert dit artikel een model van een hydroturbinegenerator met 12 paren magnetische polen.
De rotor van de waterkrachtgenerator heeft een uitstekende poolstructuur. Figuur 1 toont het juk en de magnetische pool van de generator. De magnetische pool is gemonteerd op het juk. Het juk vormt het pad van de magnetische veldlijn van de magnetische pool. Elke pool is voorzien van een bekrachtigingsspoel en de bekrachtiging wordt geleverd door de bekrachtigingsgenerator die aan het uiteinde van de hoofdas is gemonteerd, of door een extern thyristorbekrachtigingssysteem (dat via de collectorring de bekrachtigingsspoel van stroom voorziet).
De juk is op de rotorbeugel gemonteerd, de hoofdas van de generator is in het midden van de rotorbeugel gemonteerd en de bekrachtigingsgenerator of de collectorring is aan het bovenste uiteinde van de hoofdas gemonteerd.
De stator van de generator is gemaakt van siliciumstaalplaten met een goede magnetische geleidbaarheid. De binnenste cirkel van de ijzeren kern is gelijkmatig verdeeld en bevat vele sleuven waarin de statorwikkelingen zijn ingebed.
De statorwikkelingen zijn in de sleuven van de stator geplaatst om driefasige wikkelingen te vormen. Elke fasewikkeling bestaat uit meerdere wikkelingen die volgens bepaalde regels zijn gerangschikt.
De waterkrachtgenerator wordt op een betonnen fundering geplaatst, waarop vervolgens de machinebasis wordt gemonteerd. De machinebasis dient als basis voor de stator en de behuizing van de waterkrachtgenerator. Deze basis zorgt voor koeling van de generator. Op de fundering wordt ook een onderstel gemonteerd, voorzien van een druklager voor de rotor. Dit druklager is bestand tegen het gewicht van de rotor, trillingen, schokken en andere krachten.
Monteer de statorijzerkern en de statorwikkeling op het frame. De rotor wordt in het midden van de stator geplaatst, met een kleine speling ertussen. De rotor wordt ondersteund door het druklager van het onderframe en kan vrij draaien. Monteer het bovenframe. In het midden van het bovenframe wordt een geleidingslager geplaatst. Dit voorkomt dat de hoofdas van de generator gaat trillen en houdt deze stabiel in de middenpositie. Leg de vloer van het bovenplatform, installeer de borstelinrichting of de excitatiemotor, en de waterkrachtgenerator is gemonteerd.
Eén rotatie van de rotor van het hydrogeneratormodel wekt 12 cycli van driefasige wisselstroom op. Wanneer de rotor met 250 omwentelingen per minuut draait, is de frequentie van de wisselstroom 50 Hz.
Geplaatst op: 28 maart 2022
