Introduzione
Questo è un modello 3D di un Generatore Sincrono Trifase utilizzato nell'industria della generazione di energia, in particolare nelle grandi centrali elettriche.
Annotazioni del Modello 3D
Generatore Sincrono Trifase
I generatori sincroni trifase sono impiegati in quasi tutte le centrali elettriche commerciali; il tipo meno comune è il generatore a induzione. Questi generatori convertono l'energia meccanica fornita dal motore primo (turbina a vapore, turbina a gas, turbina idraulica, ecc.) in energia elettrica.
Eccitatore
L'eccitazione si riferisce alla corrente continua (DC) fornita agli avvolgimenti del rotore per controllare l'intensità del campo magnetico. La corrente di eccitazione (corrente DC) è fornita tramite sistemi di eccitazione con o senza spazzole; la maggior parte dei generatori moderni utilizza l'eccitazione senza spazzole poiché richiede meno manutenzione rispetto alla sua controparte con spazzole.
Nucleo e Avvolgimenti dello Statore
Lo statore è realizzato in acciaio laminato. Presenta scanalature fresate lungo tutta la sua lunghezza che sono riempite con avvolgimenti di conduttori in rame. Ogni scanalatura degli avvolgimenti è dotata di un cuneo per evitare che gli avvolgimenti in rame si spostino a causa delle forze centrifughe durante il funzionamento. La corrente alternata è indotta negli avvolgimenti dello statore quando i campi magnetici del rotore interagiscono con gli avvolgimenti.
Rotore e Avvolgimenti
Il rotore è costituito da acciaio solido con scanalature fresate lungo tutta la sua lunghezza; le scanalature sono riempite con avvolgimenti di conduttori in rame. La corrente continua (DC) è fornita agli avvolgimenti del rotore per generare un campo elettromagnetico attorno al rotore. Quando il rotore ruota, i poli nord e sud dei suoi campi magnetici inducono il flusso di corrente alternata (AC) negli avvolgimenti dello statore.
Cuscinetti
I cuscinetti supportano il peso dell'albero sia quando il generatore è inattivo che in funzione. Le unità di dimensioni ridotte possono utilizzare cuscinetti a rulli antifrizione, mentre le unità più grandi impiegano cuscinetti a strisciamento. Nei cuscinetti a strisciamento, è essenziale mantenere la pressione dell'olio lubrificante durante il funzionamento del generatore. Una riduzione della pressione dell'olio lubrificante può causare danni ai cuscinetti e all'albero.
Sistema di Raffreddamento
Il raffreddamento è ottenuto tramite aria, idrogeno o acqua. I generatori di piccole dimensioni possono essere raffreddati ad aria, le unità più grandi sono spesso raffreddate a idrogeno, mentre le unità di dimensioni molto grandi possono essere raffreddate ad acqua.
Struttura
La struttura ospita lo statore, il rotore, i cuscinetti e i canali di raffreddamento del generatore. Fornisce la resistenza strutturale necessaria per supportare tutti i componenti ed è progettata per assorbire le vibrazioni.
Boccole
Le boccole sono utilizzate per far passare la corrente elettrica attraverso l'involucro del generatore senza aumentare il potenziale elettrico della cassa del generatore. Le boccole sono solitamente costituite da un conduttore centrale in alluminio o rame e un isolante in porcellana.
Anello di Ritenzione
Gli anelli di ritenzione applicano una tensione di compressione residua sugli avvolgimenti del rotore; questo contrasta le forze centrifughe a cui gli avvolgimenti sono soggetti durante il funzionamento del generatore.
Ventole di Raffreddamento
L'aria viene aspirata attraverso l'involucro del generatore utilizzando ventole assiali a singolo stadio; questo processo rimuove il calore in eccesso dall'involucro del generatore.
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Risorse Aggiuntive
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https://www.theengineeringknowledge.com/introduction-to-synchronous-generator
https://www.alternative-energy-tutorials.com/wind-energy/synchronous-generator.html