Гидрогенератор состоит из ротора, статора, рамы, упорного подшипника, направляющего подшипника, охладителя, тормоза и других основных компонентов (см. рисунок). Статор в основном состоит из рамы, чугунного сердечника, обмотки и других компонентов. Сердечник статора изготавливается из холоднокатаных листов кремнистой стали, которые могут быть выполнены в виде цельной или разъемной конструкции в зависимости от условий производства и транспортировки. Водотурбинный генератор обычно охлаждается замкнутой циркуляцией воздуха. В сверхмощных агрегатах в качестве охлаждающей среды чаще всего используется вода для непосредственного охлаждения статора. Если статор и ротор охлаждаются одновременно, это генераторная установка с двойным водяным внутренним охлаждением.
Для повышения мощности отдельных гидрогенераторов и развития гигантских установок в их конструкции внедрено множество новых технологий, направленных на повышение надежности и долговечности. Например, для решения проблемы теплового расширения статора используется плавающая конструкция статора и наклонная опора, а ротор имеет дисковую конструкцию. Для предотвращения износа изоляции проволоки статора используется амортизирующая лента под упругим клином. Улучшена вентиляционная система, снижены потери на ветроустойчивость и потери на вихревые токи, что дополнительно повышает эффективность установки.
С развитием технологий производства насосных турбин скорость и мощность генераторных двигателей также увеличиваются, достигая больших объемов и высокой скорости. К числу построенных в мире электростанций с накопителями энергии, оснащенных мощными и высокоскоростными электродвигателями, относится, например, гидроаккумулирующая электростанция Диновик (330 000 кВА, 500 об/мин) в Великобритании.
Производственные возможности генераторных двигателей можно улучшить, используя двухступенчатую систему внутреннего водяного охлаждения, при которой обмотка статора, обмотка ротора и сердечник статора охлаждаются изнутри ионизированной водой. Генераторный двигатель (425000 кВА, 300 об/мин) гидроаккумулирующей электростанции Лаконшань в США также использует двухступенчатую систему внутреннего водяного охлаждения.
Применение магнитных упорных подшипников. С увеличением мощности и скорости генераторного двигателя возрастают также осевая нагрузка и пусковой момент агрегата. После установки магнитного упорного подшипника, благодаря магнитному притяжению, противоположному силе тяжести, осевая нагрузка уменьшается, снижается нагрузка на подшипник, уменьшаются потери сопротивления поверхности вала, снижается температура подшипника, повышается КПД агрегата и уменьшается сопротивление пуску.
Дата публикации: 05.11.2021
