Hydrogenerator składa się z wirnika, stojana, ramy, łożyska oporowego, łożyska prowadzącego, chłodnicy, hamulca i innych głównych elementów (patrz rysunek). Stojan składa się głównie z podstawy, rdzenia żelaznego i uzwojeń. 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. Metoda chłodzenia generatora turbiny wodnej zazwyczaj wykorzystuje zamknięte chłodzenie powietrzem obiegowym. Jednostki o dużej wydajności zazwyczaj wykorzystują wodę jako medium chłodzące do bezpośredniego chłodzenia stojana. Jeśli stojan i wirnik są chłodzone jednocześnie, jest to podwójny generator turbiny wodnej z wewnętrznym chłodzeniem wodnym.
Aby zwiększyć moc pojedynczego hydrogeneratora i przekształcić go w gigantyczną jednostkę, a tym samym poprawić jego niezawodność i trwałość, w konstrukcji zastosowano wiele nowych technologii. Na przykład, aby rozwiązać problem rozszerzalności cieplnej stojana, zastosowano konstrukcję pływającą stojana, podparcie skośne itp., a wirnik ma konstrukcję tarczową. Aby rozwiązać problem luźnych uzwojeń stojana, zastosowano elastyczne kliny pod taśmami, zapobiegając w ten sposób zużyciu izolacji prętów. Ulepszono konstrukcję wentylacyjną, aby zmniejszyć straty spowodowane wiatrem i prądami wirowymi, co dodatkowo zwiększa wydajność jednostki.
Wraz z rozwojem technologii produkcji turbin pomp wodnych, rośnie również prędkość i moc silników generatorów, zmierzając w kierunku dużej mocy i wysokich obrotów. Na świecie, do elektrowni magazynowych wyposażonych w silniki generatorów o dużej mocy i wysokich obrotach, zalicza się elektrownię szczytowo-pompową Dinovic (330 000 kVA, 500 obr./min) w Wielkiej Brytanii i inne.
Dzięki zastosowaniu silników generatora z podwójnym wewnętrznym chłodzeniem wodnym, uzwojenie stojana, uzwojenie wirnika i rdzeń stojana są bezpośrednio chłodzone wewnętrznie wodą jonizowaną, co może zwiększyć limit produkcyjny silnika generatora. Silnik generatora (425 000 kVA, 300 obr./min) elektrowni szczytowo-pompowej La Kongshan w Stanach Zjednoczonych również wykorzystuje podwójne wewnętrzne chłodzenie wodne.
Zastosowanie magnetycznych łożysk oporowych. Wraz ze wzrostem mocy silnika generatora wzrasta prędkość obrotowa, a co za tym idzie obciążenie osiowe i moment rozruchowy jednostki. Po zastosowaniu magnetycznego łożyska oporowego, obciążenie osiowe jest dodawane wraz z przyciąganiem magnetycznym w kierunku przeciwnym do grawitacji, co zmniejsza obciążenie łożyska oporowego, zmniejsza straty oporu osiowego, obniża temperaturę łożyska i poprawia sprawność jednostki, a moment oporu rozruchowego również maleje. Silnik generatora (335 000 kVA, 300 obr./min) elektrowni szczytowo-pompowej Sanglangjing w Korei Południowej wykorzystuje magnetyczne łożyska oporowe.
Czas publikacji: 12 listopada 2021 r.
