موضوع : ژنراتور نیروگاه آبی

توضیح : این فایل به صورت ورد و آماده چاپ می باشد

ژنراتور نيروگاه آبي 
 ژنراتــــــور مهمترين بخــــش نيــــروگاه آبي اســـت كه انـــــرژي مكـــــانيكي دورانـــي را تبديـــــل به انرژي الكــــتريكي مــي‎كند و از دو بخــــش اصلــــي روتــور و استاتور تشكيل شده است.
ژنراتورهاي نوع سنكرون عمودي شامل بخش‎هاي زير مي‎باشند:
-         قاب استاتور(Stator Frame)
-         هسته استاتور( Stator Core)
-         سيم‎پيچ استاتور(ُStator Winding)
-         روتور(Rotor)
-         حلقه مورق روتور(Rotor Rim)
-         قطبها(Poles)
-         ياتاقان‎هاي كف‎گرد(Thrust Bearing)
-         ياتاقان‎هاي هادي(Guide Bearing)
-         سيستم روانكاري هيدوراستاتيك(Hydrostatic lubrication system)
-         سيستم خنك‎كننده      Cooling system
-         واحد ترمز و بالابري (Braking and jacking unit)
 استاتور فريم يا قاب استاتور(Stator Frame)
 قاب استاتـــــور از اجـــــزاء فـولادي نورد شده ســــاخته شـده است كه هســـته، سـيم‎پيچ و اجـــزاء جــــانبي اســـتاتور نظـــيركولرهــاي هوايي-آبي را روي خـــــود جـــاي مي‎دهد. قاب اســـتاتور با ســـاختار خـــاص خود كل وزن روتــور را از طــريق براكــت تراست تحمل مي‎نمـــايد. عـــلاوه بر نيــروهاي ناشي از گشــتار و وزن خود استاتـــور، قاب استاتـــور وزن كليه اجراء گردان (ژنراتــور و توربيــــن)، وزن براكـــت تراست و بارهـاي ناشـــي از فشــــار هيدروليـــكي را از طريق سل پليت ها  يا حلقه‎هـــاي نگهدارنده به فونداسيــــون منتقل مي‎نمـــايد. دريچه‎هـــاي خـــروج هـــوا نيز در قـــاب استاتـور تعبيه شده است.در شكل زير مي توانيد نماي استاتور فريم يك ژنراتور آبي با توان ۸۱ مگاولت آمپر را مشاهده نماييد.
 هسته استاتور (Stator Core) 
 هستة استاتور مسيري با رلوكتانس مغناطيسي پايين جهت عبور شار مغناطيسي فراهم مي سازد. قطر داخلي استاتور بوسيلة گشتاور در حجم( Torque Per Volume) و اثر لختي GD² تعيين مي شود.
هستة استاتور از دو قسمت تشكيل شده است :
1-       ( يوغYoke ) : قسمتي است كه بين شيار و قطر خارجي قرار مي گيرد.
2-        (Teeth دندانه ها) : قسمتهايي از هسته كه بين شيارها قرار مي گيرد.
 قسمتهاي انتهايي هسته ، جهت كاهش دماي ناشي از عبور شار مغناطيسي به روش خاصي تهيه مي شوند و معمولا“ در اين قسمتها فاصلة هوايي بيشتر از مركز هسته مي باشد. شيارها در بدنة هستة استاتور پانچ مي شوند و محل قرار گرفتن سيم پيچي استاتور مي باشند.
ورقه هاي هسته از سيليكن با تلفات پايين و مقاوم در برابر پيري ( Non-Aging ) و با ضخامت 5/0 ميليمتر تهيه مي شوند. اين ورقه ها از هر دو طرف با لايه هاي وارنيش عايق شده اند ( عايق كلاس F ). هسته بر روي Stator Frame نصب مي شود و در ضمن هنگام ورقه چيني ، ورقه‌هاي لايه‌هاي مختلف بر روي يكديگر همپوشاني دارند. براي محكم كردن ورقه ها ، از تعدادي Pressure Finger كه بر روي Clamping Plate جوش مي شوند و همچنين از تعدادي پيچ با مقطع دم‌چلچله‌اي (DoveTail ) استفاده مي‌شود و ورقه ها به همديگر پرس مي شوند. در ماشينهاي بزرگ از تعدادي Clamping Bolt كه از هسته نيز عايق مي باشند براي استحكام بيشتر استفاده مي كنند.
 هسته استاتــور شامل صفحات دينامو كم تلفات است كه ضخامت هر يك 5/0 ميليمتر مي‎باشد. براي خنك كردن هسته ، تعدادي كانال درون هسته جاسازي شده است كه جنس اين كانالها از تعدادي ميله هاي غيرمغناطيسي كه بر روي ورقه هاي سيليكون با ضخامت 65/0 ميليمتر جوش مي شوند، تشكيل شده است. جريان هوا از درون اين كانالها عبور كرده و هسته را خنك مي كند.
شيارهايي در داخلي ورقه‎ها تعبيه شده‎اند تا امكان استقرار سيم‎پيچ‎هاي استاتور فراهم گردد. وقتي كه سيم‎پيچ‎ها در شيارها قرار گرفتند توسط گوه‎هايي عايق به شكل دم چلچله در محل خود ثابت شده و محل شيار پر مي‎گردد.
هستة استاتور از طريق Stator Frame ، نيروهاي ناشي از وقوع خطا و يا انبساط حرارتي را به فونداسيون منتقل مي كند.
در شكل زير مي توان Stator Frame ، هسته و پيچهاي دم چلچله اي را مشاهده نمود.
سيم پيچ استاتور (ُStator Winding) روتور و روتور هاب
 در شكل زير ، نحوه گردش هوا را در تهوية مستقل( فن با يك موتور مستقل مي چرخد) يك ژنراتور آبي نمايش مي دهد.
سيم‌پيچ استاتور را با نامهاي سيم‌پيچ آرميچر يا سيم‌پيچ اندويي ( Induced Winding) نيز بيان مي كنند. اين سيم‌پيچ شامل يك مدار الكتريكي است كه ولتاژ و جريان آن ( وقتي كه به شبكه وصل مي شود) ، توسط يك شار مغناطيسي متغير حاصله از "جريان روتور و حركت روتور" ، القا مي شود.
نوع ، جانمايي و ابعاد اين سيم‌پيچي توسط توان نامي ، ولتاژ ، تعداد قطبها(سرعت)، نيازمنديهاي ناشي از حداكثر مجاز گرم شدن سيم‌پيچي، راكتانس، راندمان و هزينه كمتر تعيين مي شود.
 انواع سيم‌پيچ به صورت زير مي باشند :
1-      كلاف ( چند دور)( Coil)
2-       Bar (تك دور)
فهرست مطالب
ژنراتور نيروگاه آبي    1
استاتور فريم يا قاب استاتور(Stator Frame)    1
هسته استاتور (Stator Core)    2
سيم پيچ استاتور (ُStator Winding) روتور و روتور هاب    5
Coils    9
واحد ترمز مكانيكي و بالابري(Bracking and Jacking Unit)    12
مقايسه بين زمان، اوزان و هزينه هاي ساخت قسمتهاي مكانيكال و الكتريكال ژنراتور آبي    14
پارامترهاي اوليه مورد نياز براي طراحي ژنراتور    15
روتور ريم(Rotor Rim)    18
قطبهاي روتور و سيم پيچي آن    18
قطبهاي برجسته در ژنراتورهاي آبي    19
دمپر(Damper)    20
هسته قطب (Pole Core)    22
فاصلة هوايي ( Air Gap ) در ژنراتورهاي آبي    24
نحوه قرارگيري قطبها بر روي روتور    24
ياتاقانها در هيدروژنراتورهاي عمودي    26
ياتاقان هادي ژنراتور- گايد بيرينگ (Guide Bearing)    27
ياتاقان كف‎گرد(Thrust Bearing)    28
سيستم روانكاري هيدرواستاتيك( Hydrostatic Lubrication System)    29
سيستم خنك كننده ژنراتور آبي Generator Cooling System    32
سيستم تهوية ژنراتور    32