Der Hydrogenerator besteht aus Rotor, Stator, Rahmen, Axiallager, Führungslager, Kühler, Bremse und weiteren Hauptkomponenten (siehe Abbildung). Der Stator besteht hauptsächlich aus Rahmen, Eisenkern, Wicklung und weiteren Komponenten. Der Statorkern besteht aus kaltgewalztem Siliziumstahlblech, das je nach Herstellungs- und Transportbedingungen in einer integralen oder geteilten Ausführung gefertigt werden kann. Der Wasserturbinengenerator wird in der Regel durch geschlossene Umluft gekühlt. Bei Geräten mit sehr großer Kapazität wird in der Regel Wasser als Kühlmittel zur direkten Kühlung des Stators verwendet. Werden Stator und Rotor gleichzeitig gekühlt, handelt es sich um einen Generator mit doppeltem Wasserkühlrad.
Um die Leistung einzelner Wasserkraftgeneratoren zu steigern und sie zu riesigen Anlagen auszubauen, werden zahlreiche neue Technologien eingesetzt, um Zuverlässigkeit und Langlebigkeit zu verbessern. Um beispielsweise die Wärmeausdehnung des Stators zu kompensieren, kommen eine schwimmende Statorkonstruktion und eine geneigte Lagerung zum Einsatz, während der Rotor eine Scheibenkonstruktion aufweist. Um die Lockerung der Statorwicklung zu vermeiden, wird ein Polsterstreifen unter einem elastischen Keil eingesetzt, um den Isolationsverschleiß des Walzdrahts zu verhindern. Die verbesserte Belüftung reduziert Wind- und Wirbelstromverluste und steigert so den Wirkungsgrad der Anlage weiter.
Mit der Entwicklung der Pumpturbinen-Herstellungstechnologie steigen auch die Geschwindigkeit und Kapazität des Generatormotors und erreichen große Kapazitäten und hohe Drehzahlen. Zu den weltweit gebauten Energiespeicherkraftwerken mit leistungsstarken und schnelllaufenden Stromerzeugungsmotoren gehört das Pumpspeicherkraftwerk Dinowick (330.000 KVA, 500 U/min) in Großbritannien.
Die Fertigungsgrenzen von Generatormotoren können durch die Verwendung einer doppelten Innenkühlung mit Wasser verbessert werden. Dabei werden Statorspule, Rotorspule und Statorkern direkt mit ionischem Wasser gekühlt. Der Generatormotor (425.000 kVA, 300 U/min) des Pumpspeicherkraftwerks Lakongshan in den USA verfügt ebenfalls über eine doppelte Innenkühlung mit Wasser.
Anwendung eines magnetischen Axiallagers. Mit zunehmender Leistung und Drehzahl des Generatormotors steigen auch die Axialkraft und das Anlaufdrehmoment des Aggregats. Durch den Einsatz des magnetischen Axiallagers verringert sich aufgrund der der Schwerkraft entgegengesetzten magnetischen Anziehungskraft die Axialkraft des Axiallagers, der Wellenoberflächenwiderstandsverlust, die Lagertemperatur, der Wirkungsgrad des Aggregats und das Anlaufwiderstandsmoment.
Beitragszeit: 05.11.2021
