A velocidade das turbinas hidráulicas é relativamente baixa, especialmente a turbina hidráulica vertical. Para gerar 50 Hz de corrente alternada (CA), o gerador de turbina hidráulica adota uma estrutura de polos magnéticos multipares. Para o gerador de turbina hidráulica com 120 rotações por minuto, são necessários 25 pares de polos magnéticos. Como é difícil visualizar a estrutura de muitos polos magnéticos, este material didático apresenta um modelo de gerador de turbina hidráulica com 12 pares de polos magnéticos.
O rotor do gerador hidrelétrico adota uma estrutura de polos salientes. A Figura 1 mostra a junta magnética e o polo magnético do gerador. O polo magnético é instalado na junta magnética, que é o caminho da linha de campo magnético do polo magnético. O modelo do gerador possui 24 polos magnéticos entre o norte e o sul, e cada polo magnético é enrolado com uma bobina de excitação. A energia de excitação é fornecida pelo gerador de excitação instalado na extremidade do eixo principal ou pelo sistema de excitação por tiristor externo (o anel coletor fornece energia para a bobina de excitação).
O jugo magnético 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 anel coletor é instalado na extremidade superior do eixo principal.
O núcleo do estator do gerador é feito de chapas de aço silício com boa condutividade magnética, e muitas ranhuras são distribuídas uniformemente no círculo interno do núcleo para incorporar a bobina do estator.
A bobina do estator é embutida na ranhura do estator para formar um enrolamento trifásico. Cada enrolamento de fase é composto por múltiplas bobinas e dispostos de acordo com uma lei específica.
O gerador hidráulico é instalado no pilar da turbina de concreto, e o pilar da turbina é instalado junto com a base da turbina. A base da turbina é a base de instalação do núcleo do estator e da carcaça do gerador hidráulico. O dispositivo de dissipação de calor é instalado na carcaça da base da turbina para reduzir a temperatura do ar de resfriamento do gerador; a estrutura inferior também é instalada no pilar. A estrutura inferior é equipada com um mancal de encosto, que é usado para instalar o rotor do gerador. O mancal de encosto pode suportar o peso, vibração, impacto e outras forças do rotor.
O núcleo do estator e a bobina do estator são instalados na base. O rotor é inserido no meio do estator, com uma pequena folga em relação ao estator. O rotor é suportado pelo mancal de encosto da estrutura inferior e pode girar livremente. A estrutura superior é instalada, e o mancal guia é instalado no centro da estrutura superior para evitar que o eixo principal do gerador balance e mantê-lo estável na posição central. Após a instalação do piso da plataforma superior e a instalação do dispositivo de escovas ou motor de excitação, um modelo de gerador hidráulico é instalado.
A força eletromotriz CA trifásica de 12 ciclos será induzida pela rotação do rotor modelo do gerador hidrelétrico. Quando a velocidade do rotor é de 250 rotações por minuto, a frequência da CA gerada é de 50 Hz.
Horário da publicação: 14 de abril de 2022
