O hidrogerador é composto por rotor, estator, estrutura, mancal de encosto, mancal guia, resfriador, freio e outros componentes principais (ver figura). O estator é composto principalmente por uma base, um núcleo de ferro e enrolamentos. O núcleo do estator é feito de chapas de aço silício laminadas a frio, podendo ser fabricado em uma estrutura integral ou bipartida, dependendo das condições de fabricação e transporte. O método de resfriamento do hidrogerador geralmente adota o resfriamento por circulação de ar em circuito fechado. Unidades de grande capacidade tendem a usar água como fluido refrigerante para resfriar diretamente o estator. Se o estator e o rotor forem resfriados simultaneamente, trata-se de um conjunto hidrogerador com resfriamento interno duplo a água.
Para aumentar a capacidade de geração de uma única unidade hidrogeradora e transformá-la em uma unidade gigante, e para melhorar sua confiabilidade e durabilidade, muitas novas tecnologias foram adotadas em sua estrutura. Por exemplo, para solucionar a expansão térmica do estator, foram utilizadas estruturas como a de flutuação e o suporte oblíquo, e o rotor adotou a estrutura de disco. Para evitar o afrouxamento das bobinas do estator, cunhas elásticas foram utilizadas sob as tiras para impedir o desgaste do isolamento dos fios condutores. A estrutura de ventilação foi aprimorada para reduzir as perdas por vento e por correntes parasitas, aumentando ainda mais a eficiência da unidade.
Com o desenvolvimento da tecnologia de fabricação de turbinas para bombas de água, a velocidade e a capacidade dos motores geradores também estão aumentando, evoluindo para grande capacidade e alta velocidade. No mundo, usinas hidrelétricas de armazenamento construídas e equipadas com motores geradores de grande capacidade e alta velocidade incluem a Usina Hidrelétrica de Bombeamento de Dinovic (330.000 kVA, 500 rpm) no Reino Unido, entre outras.
Utilizando motores geradores com refrigeração interna dupla a água, a bobina do estator, a bobina do rotor e o núcleo do estator são resfriados internamente com água ionizada, o que pode aumentar o limite de fabricação do motor gerador. O motor gerador (425.000 kVA, 300 rpm) da Usina Hidrelétrica de Bombeamento de La Kongshan, nos Estados Unidos, também utiliza refrigeração interna dupla a água.
Aplicação de mancais axiais magnéticos. À medida que a capacidade do motor do gerador aumenta, a velocidade também aumenta, assim como a carga axial e o torque de partida da unidade. Após a utilização de mancais axiais magnéticos, a carga axial é compensada pela atração magnética na direção oposta à da gravidade, reduzindo assim a carga no mancal, a perda por resistência axial, a temperatura do mancal e melhorando a eficiência da unidade, além de diminuir o torque de partida. O motor do gerador (335.000 kVA, 300 rpm) da Usina Hidrelétrica de Bombeamento de Sanglangjing, na Coreia do Sul, utiliza mancais axiais magnéticos.
Data da publicação: 12/11/2021
