సింక్రోనస్ టర్బోలు మరియు హైడ్రోజెనరేటర్‌లు ఎలా అమర్చబడ్డాయి?

జలవిద్యుత్ కేంద్రాలలో, జనరేటర్లు 68 నుండి 250 rpm వేగంతో తిరిగే నీటి టర్బైన్‌ల ద్వారా నడపబడతాయి.థర్మల్ పవర్ ప్లాంట్‌లలో, ఆవిరి టర్బైన్ మరియు టర్బైన్ జనరేటర్‌తో కూడిన టర్బైన్ యూనిట్ల ద్వారా విద్యుత్ శక్తి ఉత్పత్తి అవుతుంది. ఆవిరి శక్తి యొక్క మెరుగైన ఉపయోగం కోసం, టర్బైన్లు 3000 rpm భ్రమణ వేగంతో హై-స్పీడ్ టర్బైన్‌లుగా నిర్మించబడ్డాయి.పెద్ద పారిశ్రామిక సంస్థలలో కూడా థర్మల్ ప్లాంట్లు అందుబాటులో ఉన్నాయి.

ఆల్టర్నేటర్‌లు డిజైన్‌లో సరళమైనవి మరియు DC జనరేటర్‌ల కంటే గణనీయంగా ఎక్కువ శక్తితో నిర్మించబడతాయి.

చాలా సింక్రోనస్ మెషీన్‌లు పోల్చితే విలోమ డిజైన్‌ను ఉపయోగిస్తాయి DC యంత్రాలు, అనగా ఉత్తేజిత వ్యవస్థ రోటర్ మరియు ఆర్మేచర్ వైండింగ్ స్టేటర్‌పై ఉంది. ఆపరేటింగ్ కాయిల్‌కు కరెంట్‌ను సరఫరా చేయడం కంటే స్లైడింగ్ కాంటాక్ట్‌ల ద్వారా ఉత్తేజిత కాయిల్‌కు సాపేక్షంగా తక్కువ కరెంట్‌ను సరఫరా చేయడం సులభం అనే వాస్తవం దీనికి కారణం. సింక్రోనస్ యంత్రం యొక్క అయస్కాంత వ్యవస్థ అంజీర్లో చూపబడింది. 1.

సింక్రోనస్ మెషీన్ యొక్క ఉత్తేజిత స్తంభాలు రోటర్‌పై ఉన్నాయి.విద్యుదయస్కాంతాల యొక్క పోల్ కోర్లు డైరెక్ట్ కరెంట్ మెషీన్లలో అదే విధంగా తయారు చేయబడతాయి. నిశ్చల భాగంలో, స్టేటర్, ఒక కోర్ 2 ఉంది, ఎలక్ట్రికల్ స్టీల్ యొక్క ఇన్సులేటెడ్ షీట్లతో తయారు చేయబడింది, దీని ఛానెల్‌లలో ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ కోసం వర్కింగ్ కాయిల్ ఉంది - సాధారణంగా మూడు-దశ.

అన్నం. 1. సింక్రోనస్ మెషీన్ యొక్క అయస్కాంత వ్యవస్థ

రోటర్ తిరిగేటప్పుడు, ఆర్మేచర్ వైండింగ్‌లో ప్రత్యామ్నాయ emf ప్రేరేపించబడుతుంది, దీని ఫ్రీక్వెన్సీ రోటర్ యొక్క వేగానికి నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. పని కాయిల్ ద్వారా ప్రవహించే ప్రత్యామ్నాయ ప్రవాహం దాని స్వంత అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని సృష్టిస్తుంది. వర్కింగ్ కాయిల్ యొక్క రోటర్ మరియు ఫీల్డ్ ఒకే ఫ్రీక్వెన్సీలో తిరుగుతాయి - సమకాలికంగా… మోటారు మోడ్‌లో, తిరిగే పని క్షేత్రం దానితో ఉత్తేజిత వ్యవస్థ యొక్క అయస్కాంతాలను కలిగి ఉంటుంది మరియు జనరేటర్ మోడ్‌లో, దీనికి విరుద్ధంగా ఉంటుంది.

మరిన్ని వివరాల కోసం ఇక్కడ చూడండి: సమకాలీకరణ యంత్రాల ప్రయోజనం మరియు అమరిక

అత్యంత శక్తివంతమైన యంత్రాల రూపకల్పనను పరిగణించండి - టర్బోలు మరియు హైడ్రోజెనరేటర్లు... టర్బైన్ జనరేటర్లు ఆవిరి టర్బైన్‌ల ద్వారా నడపబడతాయి, ఇవి అధిక వేగంతో అత్యంత పొదుపుగా ఉంటాయి. అందువల్ల, టర్బైన్ జనరేటర్లు ఉత్తేజిత వ్యవస్థ యొక్క కనీస సంఖ్యలో స్తంభాలతో తయారు చేయబడతాయి - రెండు, ఇది 50 Hz యొక్క పారిశ్రామిక పౌనఃపున్యం వద్ద 3000 rpm గరిష్ట భ్రమణ వేగానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది.

టర్బోజెనరేటర్ ఇంజనీరింగ్ యొక్క ప్రధాన సమస్య ఎలక్ట్రికల్, మాగ్నెటిక్, మెకానికల్ మరియు థర్మల్ లోడ్ల పరిమితి విలువలతో నమ్మదగిన యంత్రాన్ని సృష్టించడం. ఈ అవసరాలు యంత్రం యొక్క మొత్తం రూపకల్పనపై ఒక ముద్రను వదిలివేస్తాయి (Fig. 2).

అన్నం. 2. టర్బైన్ జనరేటర్ యొక్క సాధారణ వీక్షణ: 1 - స్లిప్ రింగులు మరియు బ్రష్ ఉపకరణం, 2 - బేరింగ్, 3 - రోటర్, 4 - రోటర్ స్ట్రిప్, 5 - స్టేటర్ వైండింగ్, 6 - స్టేటర్, 7 - స్టేటర్ వైండింగ్స్, 8 - ఫ్యాన్.

టర్బైన్ జనరేటర్ యొక్క రోటర్ 1.25 మీటర్ల వరకు వ్యాసంతో, 7 మీటర్ల పొడవు (పని భాగం) వరకు ఘన ఫోర్జింగ్ రూపంలో తయారు చేయబడింది. ఫోర్జింగ్ యొక్క మొత్తం పొడవు, షాఫ్ట్ను పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, 12 - 15 మీ. చానెల్స్ పని భాగంలో మిల్ చేయబడి ఉంటాయి, దీనిలో ఉత్తేజిత కాయిల్ ఉంచబడుతుంది. అందువలన, స్పష్టంగా నిర్వచించబడిన ధ్రువాలు లేకుండా ఒక స్థూపాకార బైపోలార్ విద్యుదయస్కాంతం పొందబడుతుంది.

టర్బైన్ జనరేటర్ల ఉత్పత్తిలో, తాజా పదార్థాలు మరియు డిజైన్ పరిష్కారాలు ఉపయోగించబడతాయి, ప్రత్యేకించి, శీతలీకరణ ఏజెంట్ - హైడ్రోజన్ లేదా లిక్విడ్ యొక్క జెట్‌ల ద్వారా క్రియాశీల భాగాల ప్రత్యక్ష శీతలీకరణ. అధిక శక్తిని పొందడానికి, పొడవును పెంచడం అవసరం. యంత్రం యొక్క, ఇది చాలా ప్రత్యేక రూపాన్ని ఇస్తుంది.

హైడ్రో జనరేటర్లు (Fig. 3) టర్బైన్ జనరేటర్ల నుండి నిర్మాణంలో గణనీయంగా భిన్నంగా ఉంటాయి. హైడ్రాలిక్ టర్బైన్ యొక్క ఆపరేషన్ యొక్క సామర్థ్యం నీటి ప్రవాహం యొక్క వేగంపై ఆధారపడి ఉంటుంది, అనగా. కృషి. చదునైన నదులపై అధిక పీడనాన్ని సృష్టించడం అసాధ్యం, కాబట్టి టర్బైన్ యొక్క భ్రమణ వేగం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది - నిమిషానికి పదుల నుండి వందల విప్లవాల వరకు.

50 Hz యొక్క పారిశ్రామిక ఫ్రీక్వెన్సీని పొందేందుకు, అటువంటి తక్కువ-వేగ యంత్రాలు పెద్ద సంఖ్యలో స్తంభాలతో తయారు చేయాలి. పెద్ద సంఖ్యలో స్తంభాలను ఉంచడానికి, హైడ్రోజెనరేటర్ యొక్క రోటర్ యొక్క వ్యాసాన్ని కొన్నిసార్లు 10-11 మీటర్ల వరకు పెంచడం అవసరం.

అన్నం. 3. గొడుగు హైడ్రోజన్ జనరేటర్ యొక్క రేఖాంశ విభాగం: 1 - రోటర్ హబ్, 2 - రోటర్ రిమ్, 3 - రోటర్ పోల్, 4 - స్టేటర్ కోర్, 5 - స్టేటర్ వైండింగ్, 6 - క్రాస్ బీమ్, 7 - బ్రేక్, 8 - థ్రస్ట్ బేరింగ్, 9 - రోటర్ స్లీవ్.

శక్తివంతమైన టర్బోలు మరియు హైడ్రో జనరేటర్‌లను నిర్మించడం ఇంజనీరింగ్ సవాలు.యాంత్రిక, విద్యుదయస్కాంత, ఉష్ణ మరియు వెంటిలేషన్ గణనల యొక్క అనేక సమస్యలను పరిష్కరించడం మరియు ఉత్పత్తిలో నిర్మాణం యొక్క ఉత్పాదకతను నిర్ధారించడం అవసరం. శక్తివంతమైన డిజైన్ మరియు ఉత్పత్తి బృందాలు మరియు కంపెనీలు మాత్రమే ఈ పనులను నిర్వహించగలవు.

వివిధ రకాల నిర్మాణాలు చాలా ఆసక్తికరంగా ఉంటాయి. సింక్రోనస్ మైక్రోమషీన్లు, దీనిలో శాశ్వత అయస్కాంతం మరియు రియాక్టివ్ వ్యవస్థలు విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి, అనగా. పని చేసే అయస్కాంత క్షేత్రం ఉత్తేజిత అయస్కాంత క్షేత్రంతో కాకుండా రోటర్ యొక్క ఫెర్రో అయస్కాంత ముఖ్య ధ్రువాలతో సంకర్షణ చెందే వ్యవస్థలు, అవి వైండింగ్ కలిగి ఉండవు.

అయినప్పటికీ సింక్రోనస్ యంత్రాలకు నేడు పోటీదారులు లేని ప్రధాన సాంకేతిక ప్రాంతం శక్తి. పవర్ ప్లాంట్‌లలోని అన్ని జనరేటర్లు, అత్యంత శక్తివంతమైన వాటి నుండి మొబైల్ వాటి వరకు, సింక్రోనస్ మెషీన్‌లపై ఆధారపడి ఉంటాయి.

దాని కోసం సింక్రోనస్ మోటార్లు, అప్పుడు వారి బలహీనమైన ప్రదేశం స్టార్టప్ సమస్య. స్వయంగా, సింక్రోనస్ మోటారు సాధారణంగా వేగవంతం కాదు. ఇది చేయుటకు, ఇది అసమకాలిక యంత్రం యొక్క సూత్రంపై పనిచేసే ప్రత్యేక ప్రారంభ కాయిల్‌తో అమర్చబడి ఉంటుంది, ఇది డిజైన్ మరియు ప్రారంభ ప్రక్రియను క్లిష్టతరం చేస్తుంది. సింక్రోనస్ మోటార్లు సాధారణంగా మీడియం నుండి అధిక శక్తి రేటింగ్‌లలో అందుబాటులో ఉంటాయి.

దిగువ బొమ్మ టర్బైన్ జనరేటర్ నిర్మాణాన్ని చూపుతుంది.

జెనరేటర్ యొక్క రోటర్ 1 ఉక్కు ఫోర్జింగ్‌తో తయారు చేయబడింది, దీనిలో ప్రేరేపిత కాయిల్ కోసం పొడవైన కమ్మీలు మిల్ చేయబడి, ప్రత్యేక DC యంత్రం 10 ద్వారా నడపబడతాయి, దీనిని ఎక్సైటర్ అని పిలుస్తారు. రోటర్ వైండింగ్కు కరెంట్ హౌసింగ్ 9 ద్వారా మూసివేయబడిన స్లిప్ రింగుల ద్వారా సరఫరా చేయబడుతుంది, రోటర్ వైండింగ్ యొక్క వైర్లు వాటికి అనుసంధానించబడి ఉంటాయి.

తిరిగేటప్పుడు, రోటర్ పెద్ద అపకేంద్ర శక్తిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.రోటర్ యొక్క పొడవైన కమ్మీలలో, వైండింగ్ మెటల్ చీలికల ద్వారా నిర్వహించబడుతుంది మరియు ఉక్కు నిలుపుకునే రింగులు 7 ముందు భాగాలకు వ్యతిరేకంగా ఒత్తిడి చేయబడతాయి.

ప్రత్యేక విద్యుత్ స్టీల్ యొక్క స్టాంప్డ్ షీట్లు 2 నుండి స్టేటర్ సమావేశమై ఉంది, ఇవి షీట్ స్టీల్ నుండి వెల్డింగ్ చేయబడిన ఫ్రేమ్ 3 లో బలోపేతం చేయబడతాయి. ప్రతి స్టేటర్ లీఫ్ అనేక భాగాలను కలిగి ఉంటుంది, వీటిని విభాగాలు అని పిలుస్తారు, ఇవి 4 బోల్ట్‌లతో స్థిరంగా ఉంటాయి.

స్టేటర్ యొక్క ఛానెల్‌లలో, ఒక కాయిల్ 6 వేయబడుతుంది, వీటిలో వైర్లలో రోటర్ తిరిగేటప్పుడు ఎలక్ట్రోమోటివ్ శక్తులు ప్రేరేపించబడతాయి. సిరీస్-కనెక్ట్ చేయబడిన వైండింగ్ వైర్ల యొక్క ఎలెక్ట్రోమోటివ్ శక్తులు పెరుగుతాయి మరియు టెర్మినల్స్ 12 వద్ద అనేక వేల వోల్ట్ల వోల్టేజ్ ఉత్పత్తి అవుతుంది. వైండింగ్ వైర్ల మధ్య ప్రవాహాలు ప్రవహించినప్పుడు, పెద్ద శక్తులు సృష్టించబడతాయి. అందువల్ల, స్టేటర్ వైండింగ్ యొక్క ముందు భాగాలు రింగులు 5 ద్వారా అనుసంధానించబడ్డాయి.

రోటర్ బేరింగ్లలో తిరుగుతుంది 8. బేరింగ్ మరియు బేస్ ప్లేట్ మధ్య ఒక సర్క్యూట్-బ్రేకింగ్ ఇన్సులేషన్ వేయబడుతుంది, దీని ద్వారా బేరింగ్ ప్రవాహాలు మూసివేయబడతాయి. రెండవ బేరింగ్ ఒక ఆవిరి టర్బైన్తో కలిసి తయారు చేయబడింది.

జనరేటర్ను చల్లబరచడానికి, స్టేటర్ ప్రత్యేక ప్యాకేజీలుగా విభజించబడింది, వాటి మధ్య వెంటిలేషన్ నాళాలు ఉన్నాయి. రోటర్‌పై అమర్చిన అభిమానులు 11 ద్వారా గాలి నడుపబడుతుంది.

శక్తివంతమైన జనరేటర్లను చల్లబరచడానికి, వాటి ద్వారా భారీ మొత్తంలో గాలిని నెట్టడం అవసరం, సెకనుకు పదుల క్యూబిక్ మీటర్లకు చేరుకుంటుంది.

స్టేషన్ ప్రాంగణం నుండి శీతలీకరణ గాలిని తీసుకుంటే, దానిలో చాలా తక్కువ మొత్తంలో దుమ్ము (క్యూబిక్ మీటర్‌కు కొన్ని మిల్లీగ్రాములు) ఉండటంతో, తక్కువ సమయంలో జనరేటర్ దుమ్ముతో కలుషితమవుతుంది. అందువల్ల, టర్బైన్ జనరేటర్లు క్లోజ్డ్ వెంటిలేషన్ సిస్టమ్‌తో నిర్మించబడ్డాయి.

జనరేటర్ యొక్క వెంటిలేషన్ చానెల్స్ గుండా వెళుతున్నప్పుడు వేడి చేయబడిన గాలి, టర్బైన్ జనరేటర్ యొక్క కేసింగ్ కింద ఉన్న ప్రత్యేక ఎయిర్ కూలర్లలోకి ప్రవేశిస్తుంది.

అక్కడ, వేడిచేసిన గాలి ఎయిర్ కూలర్ యొక్క ఫిన్డ్ గొట్టాల మధ్య వెళుతుంది, దీని ద్వారా నీరు ప్రవహిస్తుంది మరియు చల్లబడుతుంది. అప్పుడు గాలి అభిమానులకు తిరిగి వస్తుంది, ఇది వెంటిలేషన్ నాళాల ద్వారా ముందుకు వస్తుంది. ఈ విధంగా, జనరేటర్ నిరంతరం అదే గాలితో చల్లబడుతుంది మరియు దుమ్ము జనరేటర్ లోపలికి ప్రవేశించదు.

టర్బైన్ జనరేటర్ యొక్క రోటర్ చుట్టుకొలతతో పాటు వేగం 150 m / s మించిపోయింది. ఈ వేగంతో, గాలిలో రోటర్ యొక్క ఘర్షణపై పెద్ద మొత్తంలో శక్తి ఖర్చు చేయబడుతుంది. ఉదాహరణకు, 50,000 kWVt శక్తి కలిగిన టర్బైన్ జనరేటర్‌లో, గాలి రాపిడి వల్ల కలిగే శక్తి నష్టాలు అన్ని నష్టాల మొత్తంలో 53%.

ఈ నష్టాలను తగ్గించడానికి, శక్తివంతమైన టర్బైన్ జనరేటర్ల అంతర్గత స్థలం గాలితో కాదు, హైడ్రోజన్తో నిండి ఉంటుంది. హైడ్రోజన్ గాలి కంటే 14 రెట్లు తేలికైనది, అనగా, ఇది తక్కువ సాంద్రతను కలిగి ఉంటుంది, దీని కారణంగా రోటర్ ఘర్షణ నష్టాలు గణనీయంగా తగ్గుతాయి.

గాలిలో హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్ మిశ్రమం నుండి ఏర్పడిన ఆక్సిహైడ్రోజన్ పేలుడును నిరోధించడానికి, జనరేటర్ లోపల వాతావరణ పీడనం కంటే ఎక్కువ సెట్ చేయబడుతుంది. అందువల్ల, వాతావరణ ఆక్సిజన్ జనరేటర్‌లోకి ప్రవేశించదు.

ఆవిరి టర్బైన్ జనరేటర్ యొక్క 3D మోడల్:

1965లో పాఠశాల సామాగ్రి కర్మాగారం సృష్టించిన విద్యా టేప్:
సింక్రోనస్ జనరేటర్లు