Introdução
Este é um modelo 3D de um Gerador Síncrono Trifásico utilizado na indústria de geração de energia (grandes usinas).
Anotações do Modelo 3D
Gerador Síncrono Trifásico
Geradores síncronos trifásicos são empregados em quase todas as usinas comerciais; o tipo menos comum é o gerador de indução. Esses geradores convertem a energia mecânica fornecida pelo motor primário (turbina a vapor, turbina a gás, turbina hidráulica etc.) em energia elétrica.
Excitador
Excitação refere-se à corrente contínua (DC) fornecida aos enrolamentos do rotor para controlar a intensidade de seu campo magnético. A corrente de excitação (corrente DC) é fornecida por sistemas de excitação com ou sem escovas; a maioria dos geradores modernos utiliza excitação sem escovas, pois requer menos manutenção do que os sistemas com escovas.
Núcleo e Enrolamentos do Estator
O estator é fabricado em aço laminado. Possui ranhuras fresadas ao longo de todo o seu comprimento que são preenchidas com enrolamentos de condutores de cobre. Cada ranhura de enrolamento é equipada com uma cunha para evitar que os enrolamentos de cobre se desloquem devido às forças centrífugas geradas durante a operação. Corrente alternada é induzida nos enrolamentos do estator à medida que os campos magnéticos do rotor interagem com os enrolamentos.
Rotor e Enrolamentos
O rotor é composto de aço sólido com ranhuras fresadas ao longo de todo o seu comprimento; as ranhuras são preenchidas com enrolamentos de condutores de cobre. Corrente contínua (DC) é fornecida aos enrolamentos do rotor para gerar um campo eletromagnético ao redor do rotor. À medida que o rotor gira, os polos norte e sul de seus campos magnéticos induzem o fluxo de corrente alternada (AC) nos enrolamentos do estator.
Rolamentos
Os rolamentos suportam o peso do eixo quando o gerador está parado e em operação. Unidades menores podem usar rolamentos de rolos antifricção, mas unidades maiores utilizam rolamentos lisos/deslizantes. Onde rolamentos lisos são usados, é essencial que a pressão do óleo lubrificante seja mantida durante a operação do gerador. Uma redução na pressão do óleo lubrificante pode causar danos aos rolamentos e ao eixo.
Sistema de Resfriamento
O resfriamento é realizado por ar, hidrogênio ou água. Geradores pequenos podem ser resfriados a ar, unidades maiores são frequentemente resfriadas a hidrogênio, enquanto unidades muito grandes podem ser resfriadas a água.
Estrutura
A estrutura abriga o estator, rotor, rolamentos e canais de resfriamento utilizados pelo gerador. Ela fornece a resistência estrutural necessária para montar todos os componentes e é projetada para absorver vibrações.
Buchas
Buchas são usadas para conduzir corrente elétrica através do invólucro do gerador sem aumentar o potencial elétrico do revestimento do gerador. Buchas geralmente consistem em um condutor central de alumínio ou cobre e um isolador de porcelana.
Anel de Retenção
Anéis de retenção aplicam tensão de compressão residual sobre os enrolamentos do rotor; isso contrabalança as forças centrífugas a que os enrolamentos estão sujeitos durante a operação do gerador.
Ventiladores de Resfriamento
O ar é puxado através do invólucro do gerador usando ventiladores axiais de estágio único; ele remove o calor residual do invólucro do gerador.
Recursos Adicionais
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