Un hydrogénérateur est composé d'un rotor, d'un stator, d'un châssis, d'une butée, d'un palier de guidage, d'un refroidisseur, d'un frein et d'autres composants principaux (voir figure). Le stator est principalement composé d'un châssis, d'un noyau en fer, d'un bobinage et d'autres composants. Le noyau du stator est constitué de tôles d'acier au silicium laminées à froid, qui peuvent être intégrées ou séparées selon les conditions de fabrication et de transport. Le refroidissement des hydrogénérateurs est généralement assuré par un circuit d'air fermé. Les unités de très grande capacité utilisent généralement l'eau comme fluide de refroidissement pour refroidir directement le stator. Si le stator et le rotor sont refroidis simultanément, on parle de groupe électrogène à double roue à refroidissement interne par eau.
Afin d'améliorer la capacité d'un générateur hydroélectrique et de le transformer en une unité géante, de nombreuses nouvelles technologies structurelles ont été adoptées pour améliorer sa fiabilité et sa durabilité. Par exemple, pour résoudre le problème de dilatation thermique du stator, une structure flottante et un support incliné ont été utilisés, tandis que le rotor adopte une structure à disque. Pour remédier au jeu de la bobine du stator, une bande de coussinet sous la cale élastique est utilisée pour prévenir l'usure de l'isolation du fil machine. La structure de ventilation a été améliorée et les pertes dues au vent et aux courants de Foucault ont été réduites afin d'améliorer encore le rendement de l'unité.
Avec le développement des technologies de fabrication des turbines-pompes, la vitesse et la capacité des moteurs des générateurs augmentent également, permettant ainsi une production à grande capacité et à grande vitesse. Parmi les centrales de stockage d'énergie équipées de moteurs de production d'électricité à grande capacité et à grande vitesse les plus construites dans le monde, on trouve la centrale de pompage-turbinage de Dinowick (330 000 kVA, 500 tr/min) au Royaume-Uni.
Les limites de fabrication des moteurs de générateur peuvent être améliorées grâce à un double refroidissement interne par eau. La bobine du stator, la bobine du rotor et le noyau du stator sont refroidis directement par eau ionique. Le moteur du générateur (425 000 kVA, 300 tr/min) de la centrale de pompage-turbinage de Lakongshan, aux États-Unis, adopte également un double refroidissement interne par eau.
Application de la butée magnétique. Avec l'augmentation de la puissance et de la vitesse du moteur du générateur, la charge axiale et le couple de démarrage augmentent également. Grâce à l'attraction magnétique opposée à la gravité, la charge axiale diminue la charge du palier, la perte de résistance de surface de l'arbre, la température du palier, le rendement de l'unité et le moment de résistance au démarrage.
Date de publication : 05/11/2021
