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. Gdy 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 wentylacyjną i zmniejszono straty wiatru oraz końcowe 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.
Dzięki podwójnemu wewnętrznemu chłodzeniu wodnemu silnika generatora, uzwojenie stojana, uzwojenie wirnika i rdzeń stojana są bezpośrednio chłodzone wewnętrznie wodą jonową, co pozwala na ograniczenie zużycia energii elektrycznej przez silnik generatora. Silnik generatora (425 000 kVA, 300 obr./min) elektrowni szczytowo-pompowej Lakongshan w Stanach Zjednoczonych również wykorzystuje podwójne wewnętrzne 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, obciążenie osiowe zwiększa siłę przyciągania magnetycznego w kierunku przeciwnym do grawitacji, co zmniejsza obciążenie łożyska oporowego, zmniejsza straty oporu powierzchniowego wału, obniża temperaturę łożyska i poprawia sprawność jednostki, a także zmniejsza moment oporu rozruchowego. Magnetyczne łożysko oporowe jest stosowane w silniku generatora (335 000 kVA, 300 obr./min) elektrowni szczytowo-pompowej Sanglangjing w Korei Południowej.
Czas publikacji: 21 marca 2022 r.
