Hydrogenerator składa się z wirnika, stojana, ramy, łożyska oporowego, łożyska prowadzącego, chłodnicy, hamulca i innych głównych elementów (patrz rysunek). Stojan składa się głównie z ramy, rdzenia żelaznego, uzwojenia i innych elementów. Rdzeń stojana wykonany jest z zimnowalcowanych arkuszy stali krzemowej, które mogą być wykonane w formie integralnej lub rozdzielonej, w zależności od warunków produkcji i transportu. Generator turbiny wodnej jest zazwyczaj chłodzony zamkniętym obiegiem powietrza. Jednostki o bardzo dużej wydajności zazwyczaj wykorzystują wodę jako medium chłodzące do bezpośredniego chłodzenia stojana. Jeśli stojan i wirnik są chłodzone jednocześnie, powstaje agregat z podwójnym wewnętrznym kołem chłodzącym wodę.
Aby zwiększyć wydajność pojedynczego agregatu hydrogeneratora i rozwinąć go do postaci dużego agregatu, w konstrukcji zastosowano wiele nowych technologii, które zwiększają jego niezawodność i trwałość. Na przykład, aby rozwiązać problem rozszerzalności cieplnej stojana, zastosowano konstrukcję pływającą stojana i pochylone podparcie, a wirnik ma konstrukcję tarczową. Aby rozwiązać problem luzu uzwojenia stojana, zastosowano taśmę amortyzującą pod elastycznym klinem, aby zapobiec zużyciu izolacji z walcówki. Ulepszono konstrukcję wentylacji oraz zmniejszono straty na wiatr i prądy wirowe, co dodatkowo zwiększyło sprawność agregatu.
Wraz z rozwojem technologii produkcji turbin pompowych, wzrasta również prędkość i moc silników generatorów, co prowadzi do rozwoju silników o dużej mocy i wysokiej prędkości. Do budowanych na świecie elektrowni magazynujących energię elektryczną, wyposażonych w silniki o dużej mocy i wysokiej prędkości, należy elektrownia szczytowo-pompowa Dinowick (330 000 kVA, 500 obr./min) w Wielkiej Brytanii.
Limit produkcji silnika generatora można zmniejszyć, stosując podwójne chłodzenie wodne silnika generatora, a uzwojenie stojana, uzwojenie wirnika i rdzeń stojana są bezpośrednio chłodzone wodą jonową. Silnik generatora (425 000 kVA, 300 obr./min) elektrowni szczytowo-pompowej Lakongshan w Stanach Zjednoczonych również wykorzystuje podwójne chłodzenie wodne.
Zastosowanie magnetycznego łożyska oporowego. Wraz ze wzrostem mocy i prędkości silnika generatora, wzrasta również obciążenie osiowe i moment rozruchowy jednostki. Po zastosowaniu magnetycznego łożyska oporowego, dzięki przyciąganiu magnetycznemu przeciwnie do grawitacji, obciążenie osiowe zmniejsza obciążenie łożyska oporowego, zmniejsza straty oporu powierzchniowego wału, obniża temperaturę łożyska, poprawia sprawność jednostki i zmniejsza moment oporu rozruchowego.
Czas publikacji: 05-11-2021
