Гидрогенератор состоит из ротора, статора, рамы, упорного подшипника, направляющего подшипника, охладителя, тормоза и других основных компонентов (см. рисунок). Статор в основном состоит из основания, железного сердечника и обмоток. Сердечник статора изготовлен из холоднокатаных листов кремнистой стали, которые могут быть выполнены в виде цельной или разъемной конструкции в зависимости от условий производства и транспортировки. Метод охлаждения гидротурбинного генератора обычно использует замкнутую циркуляционную систему охлаждения воздухом. В агрегатах большой мощности в качестве охлаждающей среды, как правило, используется вода для непосредственного охлаждения статора. Если статор и ротор охлаждаются одновременно, это называется гидротурбинным генератором с двойным водяным внутренним охлаждением.
Для увеличения мощности гидрогенератора и превращения его в гигантский агрегат, а также для повышения его надежности и долговечности, в конструкции были внедрены многочисленные новые технологии. Например, для решения проблемы теплового расширения статора используются плавающая конструкция статора, наклонная опора и т. д., а ротор имеет дисковую конструкцию. Для решения проблемы ослабления обмотки статора используются эластичные клинья, подкладывающие ленты, чтобы предотвратить износ изоляции проволочных стержней. Улучшена вентиляционная конструкция для снижения потерь на ветроустойчивость и потерь на вихревые токи, что дополнительно повышает эффективность агрегата.
С развитием технологий производства турбин для водяных насосов скорость и мощность генераторных двигателей также увеличиваются, стремясь к большим мощностям и высокой скорости вращения. В мире к построенным гидроаккумулирующим электростанциям, оснащенным мощными высокоскоростными генераторными двигателями, относятся, например, гидроаккумулирующая электростанция Динович (330 000 кВА, 500 об/мин) в Великобритании и другие.
В генераторных двигателях с двойным внутренним водяным охлаждением обмотка статора, обмотка ротора и сердечник статора охлаждаются непосредственно изнутри ионизированной водой, что позволяет увеличить производственные возможности генераторного двигателя. Генераторный двигатель (425 000 кВА, 300 об/мин) гидроаккумулирующей электростанции Ла-Конгшань в США также использует двойное внутреннее водяное охлаждение.
Применение магнитных упорных подшипников. С увеличением мощности генераторного двигателя возрастает скорость вращения, а вместе с ней и осевая нагрузка, и пусковой момент агрегата. После использования магнитных упорных подшипников осевая нагрузка увеличивается за счет магнитного притяжения, направленного в противоположную сторону силы тяжести, что снижает нагрузку на подшипник, уменьшает потери осевого сопротивления, снижает температуру подшипника и повышает КПД агрегата, а также уменьшает пусковой момент. В генераторном двигателе (335 000 кВА, 300 об/мин) гидроаккумулирующей электростанции Сангланцзин в Южной Корее используются магнитные упорные подшипники.
Дата публикации: 12 ноября 2021 г.
