A velocidade de rotação das turbinas hidráulicas é relativamente baixa, especialmente para turbinas hidráulicas verticais. Para gerar corrente alternada de 50 Hz, o gerador da turbina hidráulica adota uma estrutura com múltiplos pares de polos magnéticos. Para um gerador de turbina hidráulica com 120 rotações por minuto, são necessários 25 pares de polos magnéticos. Como é difícil visualizar a estrutura com muitos polos magnéticos, este artigo apresenta um modelo de um gerador de turbina hidráulica com 12 pares de polos magnéticos.
O rotor do hidrogerador adota uma estrutura de polos salientes. A Figura 1 mostra a culatra e o polo magnético do gerador. O polo magnético é instalado na culatra magnética. A culatra magnética é o caminho da linha de campo magnético do polo magnético. Cada polo é enrolado com uma bobina de excitação, e a energia de excitação é fornecida pelo gerador de excitação instalado na extremidade do eixo principal, ou por um sistema de excitação de tiristores externo (alimentado pelo anel coletor à bobina de excitação).
O garfo é instalado no suporte do rotor, o eixo principal do gerador é instalado no centro do suporte do rotor e o gerador de excitação ou o anel coletor é instalado na extremidade superior do eixo principal.
O núcleo de ferro do estator do gerador é feito de chapas de aço silício com boa condutividade magnética. Existem várias ranhuras distribuídas uniformemente no círculo interno do núcleo de ferro, que são usadas para acomodar as bobinas do estator.
As bobinas do estator são embutidas nas ranhuras do estator para formar enrolamentos trifásicos, sendo que cada enrolamento de fase é composto por múltiplas bobinas e dispostas de acordo com determinadas regras.
O hidrogerador é instalado sobre um pilar de concreto, e a base da máquina é instalada sobre este pilar. A base da máquina serve de suporte para o núcleo de ferro do estator e a carcaça do hidrogerador, reduzindo a temperatura do ar de refrigeração do gerador. Uma estrutura inferior também é instalada sobre o pilar, e esta estrutura possui um rolamento de encosto para acomodar o rotor do gerador. O rolamento de encosto suporta o peso do rotor, vibrações, impactos e outras forças.
Instale o núcleo de ferro do estator e a bobina do estator na estrutura. O rotor é inserido no centro do estator, com uma pequena folga. O rotor é suportado pelo rolamento de encosto da estrutura inferior e pode girar livremente. Instale a estrutura superior e, no centro desta, coloque um rolamento guia que impede a vibração do eixo principal do gerador e o mantém estável na posição central. Coloque a plataforma superior, instale o dispositivo de escovas ou o motor de excitação e, em seguida, instale o modelo de hidrogerador.
Uma rotação do rotor do modelo de hidrogerador induz 12 ciclos de força eletromotriz CA trifásica. Quando o rotor gira a 250 rotações por minuto, a frequência da corrente alternada é de 50 Hz.
Data da publicação: 28/03/2022
