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 fabriquées en une seule pièce ou en plusieurs parties 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. Lorsque 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 accroître 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. L'amélioration de la structure de ventilation et la réduction des pertes dues au vent et aux courants de Foucault ont permis 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.
Grâce à un double refroidissement interne par eau, les bobines du stator, du rotor et du noyau du stator sont refroidies directement par eau ionique, ce qui améliore les performances de fabrication du moteur. 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. L'utilisation de la butée magnétique exerce une force d'attraction magnétique inverse à celle de la gravité, ce qui réduit la charge du palier, la perte de résistance de surface de l'arbre, la température du palier et améliore le rendement de l'unité, tout en réduisant le couple de démarrage. La butée magnétique est utilisée pour le moteur du générateur (335 000 kVA, 300 tr/min) de la centrale de pompage-turbinage de Sanglangjing, en Corée du Sud.
Date de publication : 21 mars 2022
