¿Estructura básica del generador?

Un generador suele estar compuesto por un estator, un rotor, una cubierta terminal, una base y cojinetes.

El estator consta de una base de máquina, un núcleo de estator, un devanado de alambre y otras partes estructurales que fijan estas partes.

El rotor está compuesto por el núcleo del rotor (con yugo magnético y devanado de polo), anillo colector (también llamado anillo de cobre y anillo colector), ventilador y eje giratorio.

El estator y el rotor del generador están conectados y ensamblados mediante los cojinetes y las tapas de los extremos, de modo que el rotor pueda girar en el estator y realizar el movimiento de cortar las líneas de fuerza magnéticas, generando así una fuerza inducida. potencial eléctrico, que sale a través de los terminales y se conecta al circuito, se genera una corriente eléctrica.

Generador de turbina de vapor: generador combinado con una turbina de vapor. Para obtener una mayor eficiencia, las turbinas de vapor generalmente se fabrican a altas velocidades, generalmente 3000 rpm (frecuencia 50 Hz) o 3600 rpm (frecuencia 60 Hz). La velocidad de la turbina en una central nuclear es relativamente baja, pero sigue estando por encima de las 1.500 rpm. Para reducir la tensión mecánica causada por la fuerza centrífuga y reducir la fricción del viento en los generadores de turbinas de alta velocidad, el diámetro del rotor generalmente se hace más pequeño y la longitud es mayor, es decir, se utiliza un rotor delgado. Especialmente para unidades de gran capacidad y alta velocidad por encima de 3000 rpm, debido a la resistencia del material, el diámetro del rotor está estrictamente limitado y generalmente no puede exceder los 1,2 metros. La longitud del cuerpo del rotor está limitada por la velocidad crítica. Cuando la longitud del cuerpo alcanza más de 6 veces el diámetro, la segunda velocidad crítica del rotor estará cerca de la velocidad de funcionamiento del motor y pueden producirse grandes vibraciones durante el funcionamiento. Por lo tanto, el tamaño de los rotores grandes de los generadores de turbinas de alta velocidad está estrictamente limitado. El tamaño del rotor de un motor refrigerado por aire de aproximadamente 100.000 kilovatios ha alcanzado el tamaño límite mencionado anteriormente. Para aumentar la capacidad del motor, sólo se puede lograr aumentando la carga electromagnética del motor. Por este motivo es necesario reforzar la refrigeración del motor. Por lo tanto, los generadores de turbina con una capacidad de 50.000 a 100.000 kilovatios y, sobre todo, adoptan tecnología de refrigeración por hidrógeno o refrigeración por agua con un mejor efecto de refrigeración. Desde los años 70, la capacidad máxima de los generadores de turbina ha alcanzado entre 1,3 y 1,5 millones de kilovatios. Desde 1986, se han logrado importantes avances en la investigación de materiales superconductores de alta temperatura crítica. Se espera que la tecnología superconductora se aplique a los generadores de turbinas, lo que supondrá un nuevo salto en la historia del desarrollo de los generadores de turbinas.

Un generador impulsado por una turbina hidráulica. Debido a las diferentes condiciones naturales de las centrales hidroeléctricas, la capacidad y la velocidad de rotación de las unidades generadoras de energía hidroeléctrica varían ampliamente. Por lo general, los hidrogeneradores pequeños y los hidrogeneradores de alta velocidad impulsados ​​por turbinas de impacto adoptan en su mayoría estructuras horizontales, mientras que los generadores de velocidad grandes y medianas adoptan en su mayoría estructuras verticales (ver figura). Dado que la mayoría de las centrales hidroeléctricas están ubicadas lejos de las ciudades, generalmente necesitan suministrar energía a la carga a través de largas líneas de transmisión. Por lo tanto, el sistema eléctrico impone mayores requisitos a la estabilidad operativa del generador hidroeléctrico: los parámetros del motor deben seleccionarse cuidadosamente. ; El momento de inercia requerido es grande. Por tanto, el aspecto de un hidrogenerador es diferente al de un generador de turbina de vapor. Su rotor tiene un gran diámetro y una longitud corta. La unidad hidrogeneradora requiere poco tiempo para arrancar y conectarse a la red, y el cronograma de operación es flexible. Además de la generación de energía general, es particularmente adecuada como unidad de reducción de picos y unidad de respaldo de emergencia. La potencia máxima de la unidad hidrogeneradora alcanzó los 700.000 kilovatios.

Generador diésel Generador accionado por un motor de combustión interna. Comienza rápidamente y es fácil de operar. Sin embargo, el costo de generar electricidad a partir de motores de combustión interna es relativamente alto, por lo que los grupos electrógenos diésel se utilizan principalmente como fuentes de energía de respaldo de emergencia o en centrales eléctricas móviles y áreas donde aún no han llegado las grandes redes eléctricas. La velocidad de los generadores diésel suele ser inferior a 1000 rpm y la capacidad oscila entre varios kilovatios y varios miles de kilovatios; se utilizan especialmente unidades de menos de 200 kilovatios. Es relativamente sencillo de fabricar. La salida de par en el eje del motor diésel pulsa periódicamente, por lo que el generador funciona en condiciones de vibración severas. Por lo tanto, los componentes estructurales del generador diesel, especialmente el eje giratorio, deben tener la suficiente resistencia y rigidez para evitar que estos componentes se rompan debido a la vibración. Además, para evitar una velocidad angular de rotación desigual del generador debido a la pulsación de par, lo que resulta en fluctuaciones de voltaje y parpadeos de la luz, también se requiere que el rotor del generador diesel tenga un gran momento de inercia y la frecuencia de vibración torsional natural. del sistema de eje debe ser consistente con la frecuencia de cualquier componente alterno en la pulsación de par del motor diesel difiere en más del 20% para evitar accidentes por vibración y rotura del eje.

El grupo electrógeno diésel se compone principalmente de un motor diésel, un generador y un sistema de control. Hay dos formas de conectar el motor diésel y el generador. Una es una conexión flexible, es decir, un acoplamiento. Se utiliza para conectar las dos partes, y la otra es una conexión rígida. La conexión se realiza mediante el uso de pernos de alta resistencia para conectar la pieza de conexión de acero del generador y el disco del volante del motor diesel. Actualmente, se utilizan conexiones más rígidas. Una vez conectados el motor diésel y el generador, se instalan en el chasis del motor y luego se equipan con varios tipos de sensores, como sensores de temperatura del agua, que utilizan estos sensores para mostrar al operador el estado de funcionamiento del motor diésel. Con estos sensores, se puede establecer un límite superior cuando se alcanza o excede este valor límite, el sistema de control dará una alarma por adelantado. En este momento, si el operador no toma alguna medida, el sistema de control detendrá automáticamente. Así se protege el grupo electrógeno diésel. Los sensores desempeñan la función de recibir y transmitir información diversa. Lo que realmente muestra estos datos y realiza funciones de protección es el sistema de control de la propia unidad.