چگونه قابلیت اطمینان و دوام ژنراتور برق آبی را بهبود بخشیم

ژنراتور آبی از روتور، استاتور، قاب، یاتاقان رانش، یاتاقان راهنما، خنک‌کننده، ترمز و سایر اجزای اصلی تشکیل شده است (شکل را ببینید). استاتور عمدتاً از قاب، هسته آهنی، سیم‌پیچ و سایر اجزا تشکیل شده است. هسته استاتور از ورق‌های فولاد سیلیکونی نورد سرد ساخته شده است که می‌تواند با توجه به شرایط تولید و حمل و نقل به یک ساختار یکپارچه و تقسیم‌شده تبدیل شود. ژنراتور توربین آبی عموماً توسط هوای در گردش بسته خنک می‌شود. واحدهای با ظرفیت بسیار بالا تمایل دارند از آب به عنوان واسطه خنک‌کننده برای خنک کردن مستقیم استاتور استفاده کنند. اگر استاتور و روتور به طور همزمان خنک شوند، این یک مجموعه ژنراتور چرخ خنک‌کننده داخلی با دو آب است.

به منظور بهبود ظرفیت واحد تکی ژنراتور آبی و تبدیل آن به واحد غول‌پیکر، فناوری‌های جدید زیادی در ساختار آن به کار گرفته شده است تا قابلیت اطمینان و دوام آن بهبود یابد. به عنوان مثال، برای حل مشکل انبساط حرارتی استاتور، از ساختار شناور استاتور و تکیه‌گاه شیب‌دار استفاده می‌شود و روتور از ساختار دیسکی بهره می‌برد. به منظور حل مشکل شل بودن سیم‌پیچ استاتور، از نوار بالشتکی زیر گوه الاستیک برای جلوگیری از ساییدگی عایق میله سیمی استفاده می‌شود. ساختار تهویه را بهبود بخشیده و تلفات باد و تلفات جریان گردابی انتهایی را کاهش دهید تا راندمان واحد بیشتر بهبود یابد.

با توسعه فناوری ساخت توربین‌های پمپ، سرعت و ظرفیت موتور ژنراتور نیز در حال افزایش است و به ظرفیت‌های بزرگ و سرعت بالا توسعه می‌یابد. نیروگاه‌های ذخیره انرژی ساخته شده مجهز به موتورهای تولید برق با ظرفیت بزرگ و سرعت بالا در جهان شامل نیروگاه ذخیره پمپ شده دینویک (330000 KVA، 500 دور در دقیقه) در بریتانیا است.

محدودیت تولید موتور ژنراتور را می‌توان با استفاده از خنک‌کننده داخلی دوگانه آب در موتور ژنراتور بهبود بخشید و سیم‌پیچ استاتور، سیم‌پیچ روتور و هسته استاتور مستقیماً با آب یونیزه خنک می‌شوند. موتور ژنراتور (۴۲۵۰۰۰ KVA، ۳۰۰ دور در دقیقه) نیروگاه تلمبه ذخیره‌ای لاکونگشان در ایالات متحده نیز از خنک‌کننده داخلی دوگانه آب استفاده می‌کند.

کاربرد یاتاقان تراست مغناطیسی. با افزایش ظرفیت و سرعت موتور ژنراتور، بار تراست و گشتاور راه‌اندازی واحد نیز افزایش می‌یابد. پس از استفاده از یاتاقان تراست مغناطیسی، به دلیل جاذبه مغناطیسی مخالف جاذبه، بار تراست بار یاتاقان تراست را کاهش می‌دهد، افت مقاومت سطح شفت را کاهش می‌دهد، دمای یاتاقان را کاهش می‌دهد، راندمان واحد را بهبود می‌بخشد و گشتاور مقاومت راه‌اندازی را کاهش می‌دهد.