Il generatore idroelettrico è composto da rotore, statore, telaio, cuscinetto reggispinta, cuscinetto di guida, scambiatore di calore, freno e altri componenti principali (vedere figura). Lo statore è composto principalmente da telaio, nucleo in ferro, avvolgimento e altri componenti. 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 generatore a turbina idraulica è generalmente raffreddato ad aria in un circuito chiuso. Le unità di grande potenza tendono a utilizzare l'acqua come fluido di raffreddamento per raffreddare direttamente lo statore. Quando statore e rotore vengono raffreddati contemporaneamente, si parla di gruppo elettrogeno a doppia turbina con raffreddamento interno ad acqua.
Al fine di migliorare la capacità di un singolo generatore idroelettrico e di sviluppare unità di grandi dimensioni, sono state adottate numerose nuove tecnologie strutturali per migliorarne l'affidabilità e la durata. Ad esempio, per risolvere il problema della dilatazione termica dello statore, sono state utilizzate una struttura flottante e un supporto inclinato, mentre il rotore adotta una struttura a disco. Per ovviare al problema dell'allentamento dell'avvolgimento dello statore, è stata utilizzata una striscia di ammortizzazione sotto un cuneo elastico per prevenire l'usura dell'isolamento delle barre di filo. Il miglioramento della struttura di ventilazione e la riduzione delle perdite per vento e per correnti parassite alle estremità contribuiscono ulteriormente ad aumentare l'efficienza dell'unità.
Con lo sviluppo della tecnologia di produzione delle turbine per pompe, anche la velocità e la potenza dei motori dei generatori sono in aumento, raggiungendo potenze elevate e velocità elevate. Tra le centrali idroelettriche a accumulo di energia costruite nel mondo e dotate di motori di generazione di energia ad alta potenza e velocità, si annovera la centrale idroelettrica a pompaggio di Dinowick (330.000 kVA, 500 giri/min) nel Regno Unito.
Utilizzando un motore del generatore con doppio raffreddamento interno ad acqua, l'avvolgimento dello statore, l'avvolgimento del rotore e il nucleo dello statore vengono raffreddati internamente direttamente con acqua ionica, il che può migliorare il limite di produzione del motore del generatore. Anche il motore del generatore (425.000 kVA, 300 giri/min) della centrale idroelettrica di pompaggio di Lakongshan negli Stati Uniti adotta un doppio raffreddamento interno ad acqua.
Applicazione del cuscinetto reggispinta magnetico. Con l'aumento della potenza e della velocità del motore del generatore, aumentano anche il carico assiale e la coppia di avviamento dell'unità. Dopo l'utilizzo del cuscinetto reggispinta magnetico, il carico assiale viene influenzato dall'attrazione magnetica in direzione opposta alla gravità, riducendo il carico sul cuscinetto stesso, diminuendo le perdite per attrito superficiale dell'albero, abbassando la temperatura del cuscinetto e migliorando l'efficienza dell'unità; inoltre, si riduce anche la coppia di avviamento. Il cuscinetto reggispinta magnetico è stato adottato per il motore del generatore (335.000 kVA, 300 giri/min) della centrale idroelettrica di pompaggio di Sanglangjing, in Corea del Sud.
Data di pubblicazione: 21 marzo 2022
