Il generatore idraulico è composto da rotore, statore, telaio, cuscinetto reggispinta, cuscinetto di guida, scambiatore di calore, freno e altri componenti principali (vedi figura). Lo statore è composto principalmente da una base, un nucleo di ferro e avvolgimenti. Il nucleo dello statore è realizzato in lamiera di acciaio al silicio laminata a freddo, che può essere realizzata in una struttura integrale o divisa a seconda delle condizioni di produzione e trasporto. Il metodo di raffreddamento del generatore idraulico a turbina adotta generalmente il raffreddamento ad aria a circolazione chiusa. Le unità di grande capacità tendono a utilizzare l'acqua come fluido di raffreddamento per raffreddare direttamente lo statore. Se statore e rotore vengono raffreddati contemporaneamente, si parla di gruppo generatore idraulico a turbina con doppio raffreddamento interno ad acqua.
Al fine di aumentare la capacità di una singola unità del generatore idroelettrico e di svilupparlo in un'unità di grandi dimensioni, nonché per migliorarne l'affidabilità e la durata, sono state adottate numerose nuove tecnologie nella struttura. Ad esempio, per risolvere il problema della dilatazione termica dello statore, sono state utilizzate strutture flottanti e supporti obliqui, mentre il rotore adotta una struttura a disco. Per evitare l'allentamento delle bobine dello statore, sono stati impiegati cunei elastici sotto le strisce per impedire l'usura dell'isolamento delle barre di filo. Infine, è stata migliorata la struttura di ventilazione per ridurre le perdite dovute al vento e le perdite per correnti parassite, migliorando ulteriormente l'efficienza dell'unità.
Con lo sviluppo della tecnologia di produzione delle turbine per pompe idrauliche, anche la velocità e la potenza dei motori dei generatori sono in aumento, evolvendosi verso grandi potenze e alte velocità. Nel mondo, tra le centrali idroelettriche di accumulo costruite e dotate di motori per generatori di grande capacità e alta velocità si annoverano la centrale idroelettrica di pompaggio di Dinovic (330.000 kVA, 500 giri/min) nel Regno Unito e altre ancora.
Grazie all'utilizzo di motori per generatori con doppio raffreddamento interno ad acqua, l'avvolgimento dello statore, l'avvolgimento del rotore e il nucleo dello statore vengono raffreddati internamente con acqua ionizzata, il che consente di aumentare i limiti di produzione del motore del generatore. Anche il motore del generatore (425.000 kVA, 300 giri/min) della centrale idroelettrica di pompaggio di La Kongshan negli Stati Uniti utilizza un doppio raffreddamento interno ad acqua.
Applicazione dei cuscinetti reggispinta magnetici. All'aumentare della potenza del motore del generatore, aumenta anche la velocità, e di conseguenza aumentano il carico assiale e la coppia di avviamento dell'unità. Grazie all'utilizzo di cuscinetti reggispinta magnetici, il carico assiale viene aumentato dall'attrazione magnetica in direzione opposta alla gravità, riducendo così il carico sul cuscinetto, le perdite per resistenza assiale, la temperatura del cuscinetto e migliorando l'efficienza dell'unità; inoltre, diminuisce anche la coppia di avviamento. Il motore del generatore (335.000 kVA, 300 giri/min) della centrale idroelettrica di pompaggio di Sanglangjing, in Corea del Sud, utilizza cuscinetti reggispinta magnetici.
Data di pubblicazione: 12 novembre 2021
