A velocidade das turbinas hidráulicas é relativamente baixa, especialmente a turbina hidráulica vertical. 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 a estrutura com tantos polos magnéticos pode ser difícil de visualizar, 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 culatra magnética e os polos magnéticos do gerador. O polo magnético é instalado na culatra magnética, que é o caminho da linha de campo magnético do polo. 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 externo por tiristores (o anel coletor fornece energia à bobina de excitação).
O núcleo 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 várias ranhuras são distribuídas uniformemente no círculo interno do núcleo para acomodar 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 dispostas de acordo com uma determinada lei.
O gerador hidrelétrico é instalado sobre o pilar de concreto moldado in loco, e o pilar é fixado à base da turbina. A base da turbina serve de suporte para o núcleo do estator e a carcaça do gerador hidrelétrico. Um dispositivo de dissipação de calor é instalado na carcaça da base da turbina para reduzir a temperatura do ar de refrigeração do gerador. A estrutura inferior também é instalada sobre o pilar. Essa estrutura inferior é equipada com um rolamento axial, que serve de suporte para o rotor do gerador. O rolamento axial suporta o peso, a vibração, o impacto e outras forças do rotor.
O núcleo e a bobina do estator são instalados na base. O rotor é inserido no centro do estator, com uma pequena folga em relação a ele. O rotor é suportado pelo rolamento de encosto da estrutura inferior e pode girar livremente. A estrutura superior é instalada e o rolamento guia é posicionado no centro desta para evitar vibrações no eixo principal do gerador e mantê-lo estável em sua posição central. Após a instalação da plataforma superior e do dispositivo de escovas ou motor de excitação, um modelo de gerador hidrelétrico é instalado.
A força eletromotriz trifásica de corrente alternada de 12 ciclos será induzida pela rotação do rotor do gerador hidrelétrico. Quando a velocidade do rotor for de 250 rotações por minuto, a frequência da corrente alternada gerada será de 50 Hz.
Data da publicação: 14 de abril de 2022
