O gerador hidráulico 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 estrutura, núcleo de ferro, enrolamento e outros componentes. O núcleo do estator é feito de chapas de aço silício laminadas a frio, que podem ser transformadas em uma estrutura integral e dividida de acordo com as condições de fabricação e transporte. O gerador de turbina hidráulica é geralmente resfriado por ar circulante fechado. Unidades de super grande capacidade tendem a usar água como meio de resfriamento para resfriar diretamente o estator. Quando o estator e o rotor são resfriados simultaneamente, é um grupo gerador de roda com resfriamento interno duplo a água.
Para aprimorar a capacidade da unidade única do gerador hidrelétrico e transformá-lo em uma unidade gigante, diversas novas tecnologias foram adotadas na estrutura, a fim de aumentar sua confiabilidade e durabilidade. Por exemplo, para solucionar a expansão térmica do estator, utiliza-se a estrutura flutuante do estator e o suporte inclinado, e o rotor adota a estrutura de disco. Para solucionar a folga da bobina do estator, utiliza-se uma faixa de amortecimento sob a cunha elástica para evitar o desgaste do isolamento do fio-máquina. Aprimore a estrutura de ventilação e reduza as perdas por vento e por correntes parasitas, melhorando ainda mais a eficiência da unidade.
Com o desenvolvimento da tecnologia de fabricação de turbinas-bomba, a velocidade e a capacidade do motor do gerador também estão aumentando, desenvolvendo-se para alta capacidade e alta velocidade. As usinas de armazenamento de energia construídas no mundo, equipadas com motores de geração de energia de alta capacidade e alta velocidade, incluem a usina de armazenamento bombeado Dinowick (330.000 kVA, 500 rpm) no Reino Unido.
Utilizando o motor do gerador com resfriamento interno duplo a água, a bobina do estator, a bobina do rotor e o núcleo do estator são resfriados internamente diretamente com água iônica, o que pode aumentar a capacidade de fabricação do motor do gerador. O motor do gerador (425.000 kVA, 300 rpm) da usina hidrelétrica reversível de Lakongshan, nos Estados Unidos, também adota resfriamento interno duplo a água.
Aplicação de mancais de empuxo magnéticos. Com o aumento da capacidade e da velocidade do motor do gerador, a carga de empuxo e o torque de partida da unidade também aumentam. Após o uso do mancal de empuxo magnético, a carga de empuxo adiciona atração magnética na direção oposta à gravidade, o que reduz a carga do mancal de empuxo, reduz a perda de resistência da superfície do eixo, reduz a temperatura do mancal e melhora a eficiência da unidade, além de reduzir o momento de resistência de partida. O mancal de empuxo magnético é adotado no motor do gerador (335.000 kVA, 300 rpm) da usina hidrelétrica reversível de Sanglangjing, na Coreia do Sul.
Data de publicação: 21/03/2022
