ویژگی‌های ژنراتور توربین آبی در مقایسه با ژنراتور توربین بخار

در مقایسه با ژنراتور توربین بخار، ژنراتور آبی دارای ویژگی‌های زیر است:
(1) سرعت کم است. سرعت چرخش به دلیل فشار آب محدود شده و معمولاً کمتر از 750 دور در دقیقه است و برخی از آنها فقط ده‌ها دور در دقیقه می‌چرخند.
(2) تعداد قطب‌های مغناطیسی زیاد است. از آنجا که سرعت کم است، برای تولید انرژی الکتریکی 50 هرتز، لازم است تعداد قطب‌های مغناطیسی افزایش یابد تا میدان مغناطیسی سیم‌پیچ برش استاتور همچنان بتواند 50 بار در ثانیه تغییر کند.
(3) ساختار از نظر اندازه و وزن بزرگ است. از یک طرف، سرعت کم است؛ از طرف دیگر، در صورت عدم تحمل بار واحد، برای جلوگیری از پارگی لوله فولادی ناشی از ضربه قوچ قوی، زمان بسته شدن اضطراری پره راهنما باید طولانی باشد، اما این باعث افزایش بیش از حد سرعت واحد می‌شود. بنابراین، روتور باید وزن و اینرسی زیادی داشته باشد.
(4) محور عمودی عموماً مورد استفاده قرار می‌گیرد. به منظور کاهش اشغال زمین و هزینه کارخانه، ژنراتورهای برق آبی بزرگ و متوسط ​​عموماً از محور عمودی استفاده می‌کنند.

ژنراتورهای آبی را می‌توان بر اساس آرایش متفاوت شفت‌های چرخان آنها به انواع عمودی و افقی تقسیم کرد: ژنراتورهای آبی عمودی را می‌توان بر اساس موقعیت‌های مختلف یاتاقان‌های رانشی آنها به انواع معلق و چتری تقسیم کرد.
(1) هیدروژناتور معلق. یاتاقان رانش در مرکز یا قسمت بالایی قاب بالایی روتور نصب شده است که دارای عملکرد پایدار و نگهداری راحت است، اما ارتفاع آن زیاد است و سرمایه گذاری کارخانه زیاد است.
(2) ژنراتور آبی چتری. یاتاقان رانشی در بدنه مرکزی یا قسمت بالایی آن در قاب پایینی روتور نصب می‌شود. به طور کلی، ژنراتورهای آبی بزرگ با سرعت متوسط ​​و کم باید به دلیل اندازه ساختاری بزرگ خود، نوع چتری را انتخاب کنند تا ارتفاع واحد کاهش یابد، در مصرف فولاد صرفه‌جویی شود و سرمایه‌گذاری کارخانه کاهش یابد. در سال‌های اخیر، ساختار نصب یاتاقان رانشی روی پوشش بالایی توربین آبی توسعه یافته است و می‌توان ارتفاع واحد را کاهش داد.

۲. اجزای اصلی
ژنراتور برق آبی عمدتاً از استاتور، روتور، یاتاقان رانش، یاتاقان‌های راهنمای بالا و پایین، قاب‌های بالا و پایین، دستگاه تهویه و خنک‌کننده، دستگاه ترمز و دستگاه تحریک تشکیل شده است.
(1) استاتور. این قطعه‌ای برای تولید انرژی الکتریکی است که از سیم‌پیچ، هسته آهنی و پوسته تشکیل شده است. از آنجا که قطر استاتور ژنراتورهای آبی بزرگ و متوسط ​​بسیار بزرگ است، معمولاً از بخش‌هایی برای حمل و نقل تشکیل شده است.
(2) روتور. این یک قطعه چرخان است که میدان مغناطیسی تولید می‌کند و از تکیه‌گاه، حلقه چرخ و قطب مغناطیسی تشکیل شده است. حلقه چرخ یک جزء حلقه‌ای شکل است که از صفحه آهنی فن شکل تشکیل شده است. قطب‌های مغناطیسی در خارج از حلقه چرخ توزیع شده‌اند و حلقه چرخ به عنوان مسیر میدان مغناطیسی استفاده می‌شود. یک رشته روتور بزرگ و متوسط ​​در محل مونتاژ می‌شود و سپس گرم شده و روی شفت اصلی ژنراتور قرار می‌گیرد. در سال‌های اخیر، ساختار بدون شفت روتور توسعه یافته است، یعنی تکیه‌گاه روتور مستقیماً روی انتهای بالایی شفت اصلی توربین ثابت می‌شود. بزرگترین مزیت این ساختار این است که می‌تواند مشکلات کیفی قطعات ریخته‌گری و آهنگری بزرگ ناشی از واحد بزرگ را حل کند. علاوه بر این، می‌تواند وزن و ارتفاع بلند کردن روتور را نیز کاهش دهد، به طوری که ارتفاع نیروگاه را کاهش داده و اقتصاد خاصی را برای ساخت نیروگاه به ارمغان بیاورد.
(3) یاتاقان محوری. این قطعه‌ای است که وزن کل قسمت چرخان واحد و نیروی محوری هیدرولیکی توربین را تحمل می‌کند.
(4) سیستم خنک‌کننده. ژنراتور هیدروژن معمولاً از هوا به عنوان محیط خنک‌کننده برای خنک کردن استاتور، سیم‌پیچ روتور و هسته استاتور استفاده می‌کند. ژنراتورهای آبی با ظرفیت کم اغلب از تهویه باز یا لوله‌ای استفاده می‌کنند، در حالی که ژنراتورهای آبی بزرگ و متوسط ​​اغلب از تهویه بسته با گردش خودکار استفاده می‌کنند. به منظور بهبود شدت خنک‌کنندگی، برخی از سیم‌پیچ‌های ژنراتورهای آبی با ظرفیت بالا، حالت خنک‌کننده داخلی رسانای توخالی را که مستقیماً از محیط خنک‌کننده عبور می‌کند، اتخاذ می‌کنند و محیط خنک‌کننده، آب یا محیط جدید را اتخاذ می‌کند. سیم‌پیچ‌های استاتور و روتور از داخل توسط آب خنک می‌شوند و محیط خنک‌کننده، آب یا محیط جدید است. سیم‌پیچ‌های استاتور و روتور که از خنک‌کننده داخلی آب استفاده می‌کنند، خنک‌کننده داخلی دوگانه با آب نامیده می‌شوند. سیم‌پیچ‌های استاتور و روتور و هسته استاتور که از خنک‌کننده آب استفاده می‌کنند، خنک‌کننده داخلی کامل با آب نامیده می‌شوند، اما سیم‌پیچ‌های استاتور و روتور که از خنک‌کننده داخلی آب استفاده می‌کنند، خنک‌کننده داخلی نیمه‌آب نامیده می‌شوند.
یکی دیگر از روش‌های خنک‌سازی ژنراتور آبی، خنک‌سازی تبخیری است که در آن مایع واسط برای خنک‌سازی تبخیری به رسانای ژنراتور آبی متصل می‌شود. خنک‌سازی تبخیری مزایایی دارد که از جمله آنها می‌توان به رسانایی حرارتی بسیار بیشتر محیط خنک‌کننده نسبت به هوا و آب و کاهش وزن و اندازه واحد اشاره کرد.
(5) دستگاه تحریک و توسعه آن اساساً مشابه واحدهای نیروگاه حرارتی است.