Hydroturbiinigeneraattorin ominaisuudet verrattuna höyryturbiinigeneraattoriin

Verrattuna höyryturbiinigeneraattoriin, vesivoimageneraattorilla on seuraavat ominaisuudet:
(1) Nopeus on alhainen. Vedenpaineen rajoittama pyörimisnopeus on yleensä alle 750 rpm, ja joissakin tapauksissa vain kymmeniä kierroksia minuutissa.
(2) Magneettinapojen lukumäärä on suuri. Koska nopeus on alhainen, 50 Hz:n sähköenergian tuottamiseksi on tarpeen lisätä magneettinapojen lukumäärää, jotta staattorikäämityksen magneettikenttä voi silti muuttua 50 kertaa sekunnissa.
(3) Rakenne on kooltaan ja painoltaan suuri. Toisaalta nopeus on alhainen; toisaalta yksikön kuormituksen hylkäämisen yhteydessä ohjaussiiven hätäsulkeutumisajan on oltava pitkä, jotta vältetään teräsputken repeäminen voimakkaan vesivasaran vuoksi, mutta tämä aiheuttaa yksikön nopeuden nousun liian korkeaksi. Siksi roottorin painon ja inertian on oltava suuri.
(4) Yleensä käytetään pystysuoraa akselia. Maankäytön ja laitoskustannusten vähentämiseksi suuret ja keskikokoiset vesivoimageneraattorit käyttävät yleensä pystysuoraa akselia.

Vesivoimageneraattorit voidaan jakaa pystysuoraan ja vaakasuoraan tyyppiin niiden pyörivien akselien erilaisen järjestelyn mukaan: pystysuorat vesivoimageneraattorit voidaan jakaa riippuviin ja sateenvarjotyyppisiin niiden työntölaakereiden eri asentojen mukaan.
(1) Ripustettu hydrogeneraattori. Työntölaakeri on asennettu roottorin ylärungon keskelle tai yläosaan, mikä takaa vakaan toiminnan ja helpon huollon, mutta korkeuden ja laitteistoinvestoinnin.
(2) Sateenvarjogeneraattori. Työntölaakeri asennetaan roottorin keskirunkoon tai sen yläosaan alarungossa. Yleensä keski- ja matalanopeuksisten suurten vesigeneraattoreiden tulisi käyttää sateenvarjolaakeria suuren rakenteellisen kokonsa vuoksi, jotta yksikön korkeutta voidaan pienentää, terästä säästää ja laitosinvestointeja pienentää. Viime vuosina on kehitetty rakennetta, jossa työntölaakeri asennetaan vesiturbiinin yläkanteen, ja yksikön korkeutta voidaan pienentää.

2. Pääkomponentit
Hydrogeneraattori koostuu pääasiassa staattorista, roottorista, työntölaakerista, ylemmästä ja alemmasta ohjauslaakerista, ylemmästä ja alemmasta rungosta, ilmanvaihto- ja jäähdytyslaitteesta, jarrulaitteesta ja herätelaitteesta.
(1) Staattori. Se on sähköenergian tuottamiseen tarkoitettu komponentti, joka koostuu käämityksestä, rautasydämestä ja kuoresta. Koska suurten ja keskikokoisten vesivoimalaitosten staattorin halkaisija on erittäin suuri, se koostuu yleensä kuljetussegmenteistä.
(2) Roottori. Se on pyörivä osa, joka tuottaa magneettikentän ja koostuu tuesta, pyörän kehästä ja magneettinavasta. Pyörän kehä on renkaan muotoinen komponentti, joka koostuu viuhkamaisesta rautalevystä. Magneettinavat on jaettu pyörän kehän ulkopuolelle, ja pyörän kehää käytetään magneettikentän reittinä. Paikan päällä kootaan suuri ja keskikokoinen roottori, joka kuumennetaan ja holkitetaan generaattorin pääakselille. Viime vuosina on kehitetty roottorin akseliton rakenne, jossa roottorin tuki on kiinnitetty suoraan turbiinin pääakselin yläpäähän. Tämän rakenteen suurin etu on, että se voi ratkaista suurten valujen ja takomien kappaleiden laatuongelmat, jotka johtuvat suuresta yksiköstä. Lisäksi se voi myös vähentää roottorin nostopainoa ja nostokorkeutta, mikä pienentää laitoksen korkeutta ja tuo tiettyä taloudellisuutta voimalaitoksen rakentamiseen.
(3) Työntövoimalaakeri. Se on osa, joka kannattaa yksikön pyörivän osan kokonaispainoa ja turbiinin aksiaalista hydraulista työntövoimaa.
(4) Jäähdytysjärjestelmä. Hydrogeneraattori käyttää yleensä ilmaa jäähdytysväliaineena staattorin, roottorin käämityksen ja staattorin sydämen jäähdyttämiseen. Pienitehoiset vesivoimageneraattorit käyttävät usein avointa tai putkimaista tuuletusta, kun taas suuret ja keskikokoiset vesivoimageneraattorit käyttävät usein suljettua itsekiertoilmanvaihtoa. Jäähdytystehokkuuden parantamiseksi joissakin suuritehoisissa vesivoimageneraattorin käämeissä käytetään sisäistä jäähdytystapaa, jossa ontto johdin kulkee suoraan jäähdytysväliaineen läpi, ja jäähdytysväliaineena käytetään vettä tai uutta väliainetta. Staattorin ja roottorin käämit jäähdytetään sisäisesti vedellä, ja jäähdytysväliaineena on vettä tai uutta väliainetta. Staattorin ja roottorin käämejä, joissa käytetään vesijäähdytystä, kutsutaan kaksoisvesijäähdytykseksi. Staattorin ja roottorin käämejä sekä staattorin sydäntä, joissa käytetään vesijäähdytystä, kutsutaan täysvesijäähdytykseksi, kun taas staattorin ja roottorin käämejä, joissa käytetään vesijäähdytystä, kutsutaan puolivesijäähdytykseksi.
Toinen vesigeneraattorin jäähdytysmenetelmä on haihdutusjäähdytys, jossa nestemäinen väliaine yhdistetään vesigeneraattorin johtimeen haihdutusjäähdytystä varten. Haihdutusjäähdytyksen etuna on, että jäähdytysväliaineen lämmönjohtavuus on paljon suurempi kuin ilman ja veden, ja se voi vähentää yksikön painoa ja kokoa.
(5) Herätelaite ja sen kehitys ovat pohjimmiltaan samat kuin lämpövoimalaitoksissa.