Частота вращения гидравлических турбин относительно низка, особенно для вертикальных гидравлических турбин. Для генерации переменного тока частотой 50 Гц в генераторе гидравлической турбины используется конструкция с несколькими парами магнитных полюсов. Для генератора гидравлической турбины с частотой вращения 120 оборотов в минуту требуется 25 пар магнитных полюсов. Поскольку конструкция со слишком большим количеством магнитных полюсов трудно визуализировать, в данной работе представлена модель генератора гидротурбины с 12 парами магнитных полюсов.
Ротор гидрогенератора имеет явнополюсную конструкцию. На рисунке 1 показаны ярмо и магнитный полюс генератора. Магнитный полюс установлен на магнитном ярме. Магнитное ярмо является путем прохождения магнитной силовой линии магнитного полюса. На каждом полюсе намотана возбуждающая катушка, а мощность возбуждения обеспечивается возбуждающим генератором, установленным на конце главного вала, или внешней тиристорной системой возбуждения (питание осуществляется через коллекторное кольцо к возбуждающей катушке).
Ярмо устанавливается на кронштейне ротора, главный вал генератора устанавливается в центре кронштейна ротора, а генератор возбуждения или коллекторное кольцо устанавливается на верхнем конце главного вала.
Статорный сердечник генератора изготовлен из листов кремнистой стали с хорошей магнитной проводимостью. Внутри сердечника равномерно распределено множество пазов, в которые встраиваются обмотки статора.
Обмотки статора встраиваются в пазы статора, образуя трехфазные обмотки; каждая фаза обмотки состоит из нескольких обмоток, расположенных в соответствии с определенными правилами.
Гидрогенератор установлен на бетонной опоре, а на этой опоре установлено основание машины. Основание машины служит опорой для установки статорного железного сердечника и корпуса гидрогенератора. Оно снижает температуру охлаждающего воздуха генератора; на опоре также установлена нижняя рама, на которой размещен упорный подшипник для установки ротора генератора. Упорный подшипник способен выдерживать вес ротора, вибрацию, удары и другие нагрузки.
Установите сердечник статора и обмотку статора на раму, ротор вставьте в середину статора, оставив небольшой зазор с ним. Ротор поддерживается упорным подшипником нижней рамы и может свободно вращаться. Установите верхнюю раму, в центре которой установите направляющий подшипник, предотвращающий вибрацию главного вала генератора и обеспечивающий его стабильное центральное положение. Уложите верхнюю платформу, установите щеточный механизм или двигатель возбуждения, и установите модель гидрогенератора.
Один оборот ротора модели гидрогенератора вызывает 12 циклов трехфазной переменной электродвижущей силы. При скорости вращения ротора 250 оборотов в минуту частота переменного тока составляет 50 Гц.
Дата публикации: 28 марта 2022 г.
