Загальний пристрій і призначення гідрогенераторів
Генератори з вертикальним валом поділяються на два основних типи підвісні і зонтичні (малюнок 1), що відрізняються один від одного розташуванням подпятника щодо ротора. При частотах обертання до 200 об / хв гідрогенератори виконуються переважно в зонтичному виконанні, понад 200 об / хв - в підвісній. При частотах обертання понад 250 об / хв вертикальні гідрогенератори виконуються виключно в підвісній виконанні. Зазначені межі різних виконань гідрогенераторів не є суворими. Вельми відповідальною частиною вертикального гідрогенератора є завзятий підшипник, або подпятник, який сприймає ваги обертових частин генератора і турбіни, а також тиск води на лопаті турбіни. Особливо важкі умови підп'ятника при пуску і тим більше при зупинці агрегату, так як при малій швидкості обертання масляний клин (плівка) між ковзними поверхнями подпятника не утворюється і генератор з турбіною не" спливають». На одному валу з гідрогенератором, у верхній його частині, в більшості випадків встановлюються також допоміжні машини: збудник генератора (іноді з підзбудника) і регулярний генератор, який являє собою невеликий синхронний генератор з полюсами у вигляді постійних магнітів і призначений для живлення двигунів масляного автоматичного регулятора турбіни. Під збудник являє собою невеликий генератор постійного струму, який служить для порушення основного збудника, яке живить постійним струмом обмотку збудження гідрогенератора. У великих машинах збудник нерідко заміняють допоміжним синхронним генератором, який служить для порушення, так і для живлення різних двигунів, обслуговуючих гідроагрегат, що складається з турбіни та гідрогенератора. По своїй конструкції вертикальні гідрогенератори підрозділяються на підвісні і зонтичні. У першому випадку подпятник розташований у верхній частині агрегату, на верхній хрестовині, і весь агрегат «підвішений» до цієї хрестовині і до Підп'ятник. У другому випадку подпятник перебувати на нижній хрестовині генератора або на кришці турбіни і генератор у вигляді «парасольки» розташований над підп'ятником. При зонтичної конструкції іноді вдатися знизити висоту агрегату і машинного залу за рахунок полегшення верхньої хрестовини і цим зменшити також масу агрегату і витрата матеріалів.
Конструктивні схеми вертикальних гідрогенераторів підвісного (а) і зонтичного (б) виконання. 1 - верхній направляючий підшипник; 2 - нижній направляючий підшипник; 3 - фланець вала; 4 - турбіна; 5 - нижня хрестовина; 6 - ротор; 7 - верхня хрестовина; 8 - подпятник; 9 - фундамент; 10 - направляючий підшипник; 11 - направляючий підшипник турбіни; 12 - нижня хрестовина.
Принцип роботи гідрогенератора
Зміна напруги. Зазвичай гідрогенератори розраховують так, щоб при зміні діючого значення напруги на висновках обмотки статора в межах + 5% номінального вони розвивали номінальну потужність при номінальному коефіцієнті потужності. При 105% напруги струм статора повинен бути знижений до 95% номінального, а при 95% напруги він може бути підвищений до 105%. При зниженні напруги нижче 95% номінального збільшення струму понад 105% зазвичай не допускається навіть у тому випадку, коли температура обмотки статора залишається в допустимих межах. Це пояснюється тим, що перепад температури в ізоляції від втрат у міді зростає пропорцій...
