Générateur Synchrone Triphasé

Introduction

Ceci est un modèle 3D d'un Générateur Synchrone Triphasé utilisé dans l'industrie de la production d'énergie (grandes centrales électriques).

 

Annotations du Modèle 3D

Générateur Synchrone Triphasé

Les générateurs synchrones triphasés sont utilisés dans presque toutes les centrales électriques commerciales; le type moins courant est le générateur à induction. Les générateurs convertissent l'énergie mécanique fournie par le moteur principal (turbine à vapeur, turbine à gaz, turbine hydraulique, etc.) en énergie électrique.

Excitateur

L'excitation fait référence au courant continu (DC) fourni aux enroulements du rotor afin de contrôler la force de son champ magnétique. Le courant d'excitation (courant DC) est fourni soit par des systèmes d'excitation à balais, soit sans balais; la plupart des générateurs modernes utilisent l'excitation sans balais car elle nécessite moins d'entretien que son homologue à balais.

Noyau et Enroulements du Stator

Le stator est fabriqué en acier laminé. Il possède des fentes usinées sur toute sa longueur qui sont remplies d'enroulements de conducteurs en cuivre. Chaque fente d'enroulement est équipée d'une cale pour empêcher les enroulements en cuivre de se déplacer en raison des forces centrifuges créées pendant le fonctionnement. Un courant alternatif est induit dans les enroulements du stator lorsque les champs magnétiques du rotor croisent les enroulements.

Rotor et Enroulements

Le rotor est constitué d'acier massif avec des fentes usinées sur toute sa longueur; les fentes sont remplies d'enroulements de conducteurs en cuivre. Un courant continu (DC) est fourni aux enroulements du rotor pour produire un champ électromagnétique autour du rotor. À mesure que le rotor tourne, le nord et le sud de ses champs magnétiques induisent un courant alternatif (AC) dans les enroulements du stator.

Paliers

Les paliers soutiennent le poids de l'arbre lorsque le générateur est à l'arrêt et en fonctionnement. Les petites unités peuvent utiliser des roulements à rouleaux antifriction, mais les unités plus grandes utilisent des paliers lisses/glissants. Lorsque des paliers lisses sont utilisés, il est essentiel que la pression de l'huile de lubrification soit maintenue lorsque le générateur est en fonctionnement. Une réduction de la pression de l'huile de lubrification entraînera des dommages aux paliers et à l'arbre.

Système de Refroidissement

Le refroidissement est assuré par air, hydrogène ou eau. Les petits générateurs peuvent être refroidis par air, les unités plus grandes sont souvent refroidies par hydrogène, tandis que les très grandes unités peuvent être refroidies par eau.

Châssis

Le châssis abrite le stator, le rotor, les paliers et les canaux de refroidissement utilisés par le générateur. Il fournit la résistance structurelle nécessaire pour monter tous les composants et est conçu pour absorber les vibrations.

Traversées

Les traversées sont utilisées pour faire passer le courant électrique à travers l'enceinte du générateur sans augmenter le potentiel électrique du boîtier du générateur. Les traversées se composent généralement d'un conducteur central en aluminium ou en cuivre et d'un isolant en porcelaine.

Bague de Retenue

Les bagues de retenue exercent une contrainte de compression résiduelle sur les enroulements du rotor; cela contrecarre les forces centrifuges auxquelles les enroulements sont soumis lorsque le générateur est en fonctionnement.

Ventilateurs de Refroidissement

L'air est aspiré à travers le boîtier du générateur à l'aide de ventilateurs axiaux à un étage; il élimine la chaleur résiduelle du boîtier du générateur.

 

Ressources Supplémentaires

https://www.eeeguide.com/three-phase-synchronous-generator

https://www.theengineeringknowledge.com/introduction-to-synchronous-generator

https://www.alternative-energy-tutorials.com/wind-energy/synchronous-generator.html