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, podendo ser fabricado em estrutura integral ou bipartida, dependendo das condições de fabricação e transporte. O gerador de turbina hidráulica é geralmente resfriado por circulação de ar em circuito fechado. Unidades de grande capacidade tendem a usar água como fluido refrigerante para resfriar diretamente o estator. Quando o estator e o rotor são resfriados simultaneamente, trata-se de um conjunto gerador com dupla roda de resfriamento interno a água.
Para melhorar a capacidade de geração de energia em unidades individuais e desenvolver unidades gigantes, muitas novas tecnologias são adotadas em sua estrutura, visando aumentar sua confiabilidade e durabilidade. Por exemplo, para solucionar o problema da expansão térmica do estator, utiliza-se uma estrutura flutuante e suporte inclinado, e o rotor adota uma estrutura de disco. Para resolver o problema da folga na bobina do estator, utiliza-se uma tira de amortecimento sob uma cunha elástica para evitar o desgaste do isolamento do fio condutor. A estrutura de ventilação é aprimorada, reduzindo as perdas por vento e por correntes parasitas, o que aumenta ainda mais a eficiência da unidade.
Com o desenvolvimento da tecnologia de fabricação de turbinas de bombas, a velocidade e a capacidade dos motores geradores também estão aumentando, evoluindo para usinas de grande capacidade e alta velocidade. Entre as usinas de armazenamento de energia construídas no mundo e equipadas com motores de geração de energia de grande capacidade e alta velocidade, destaca-se a usina hidrelétrica de bombeamento de Dinowick (330.000 KVA, 500 rpm) no Reino Unido.
Utilizando refrigeração interna dupla a água no motor do gerador, a bobina do estator, a bobina do rotor e o núcleo do estator são resfriados internamente com água iônica, o que amplia os limites 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 refrigeração interna dupla a água.
Aplicação de mancais axiais magnéticos. Com o aumento da capacidade e da velocidade do motor do gerador, a carga axial e o torque de partida da unidade também aumentam. Após a utilização de mancais axiais magnéticos, a carga axial sofre atração magnética na direção oposta à da gravidade, o que reduz a carga sobre o mancal, diminui a perda por resistência superficial do eixo, reduz a temperatura do mancal e melhora a eficiência da unidade, além de reduzir o torque de partida. Mancais axiais magnéticos foram adotados no motor do gerador (335.000 kVA, 300 rpm) da usina hidrelétrica reversível de Sanglangjing, na Coreia do Sul.
Data da publicação: 21/03/2022
