V porovnaní s parným turbogenerátorom má hydrogenerátor nasledujúce vlastnosti:
(1) Rýchlosť je nízka. Obmedzená výškou vody, rýchlosť otáčania je vo všeobecnosti menšia ako 750 ot./min. a niektoré sú len desiatky otáčok za minútu.
(2) Počet magnetických pólov je veľký. Vzhľadom na nízku rýchlosť je potrebné na generovanie elektrickej energie s frekvenciou 50 Hz zvýšiť počet magnetických pólov, aby sa magnetické pole rezacieho vinutia statora mohlo stále meniť 50-krát za sekundu.
(3) Konštrukcia má veľké rozmery a hmotnosť. Na jednej strane je rýchlosť nízka; na druhej strane, v prípade odmietnutia záťaže jednotky, aby sa predišlo prasknutiu oceľového potrubia spôsobenému silným vodným rázom, musí byť čas núdzového zatvorenia rozvádzacej lopatky dlhý, ale to spôsobí príliš vysoký nárast rýchlosti jednotky. Preto musí mať rotor veľkú hmotnosť a zotrvačnosť.
(4) Všeobecne sa používa vertikálna os. Aby sa znížilo zaberanie pôdy a náklady na elektráreň, veľké a stredné vodné generátory zvyčajne používajú vertikálnu os.
Hydrogenerátory možno rozdeliť na vertikálne a horizontálne typy podľa rôzneho usporiadania ich rotujúcich hriadeľov: vertikálne hydrogenerátory možno rozdeliť na zavesené a dáždnikové typy podľa rôznych polôh ich axiálnych ložísk.
(1) Zavesený hydrogenerátor. Axiálne ložisko je nainštalované v strede alebo hornej časti horného rámu rotora, čo má stabilnú prevádzku a pohodlnú údržbu, ale výška je veľká a investícia do zariadenia je vysoká.
(2) Dáždnikový hydrogenerátor. Axiálne ložisko je nainštalované v strednom telese alebo v jeho hornej časti spodného rámu rotora. Vo všeobecnosti by veľké hydrogenerátory so strednými a nízkymi otáčkami mali mať dáždnikový typ kvôli svojim veľkým konštrukčným rozmerom, aby sa znížila výška jednotky, ušetrila oceľ a znížili investície do zariadenia. V posledných rokoch sa vyvinula konštrukcia inštalácie axiálneho ložiska na horný kryt vodnej turbíny, čím sa dá znížiť výška jednotky.
2. Hlavné komponenty
Hydrogenerátor sa skladá hlavne zo statora, rotora, axiálneho ložiska, horných a dolných vodiacich ložísk, horného a dolného rámu, vetracieho a chladiaceho zariadenia, brzdového zariadenia a budiacej jednotky.
(1) Stator. Je to komponent na výrobu elektrickej energie, ktorý sa skladá z vinutia, železného jadra a plášťa. Pretože priemer statora veľkých a stredných hydrogenerátorov je veľmi veľký, zvyčajne sa skladá zo segmentov na prepravu.
(2) Rotor. Je to rotujúca časť generujúca magnetické pole, ktorá sa skladá z podpery, venieca kolesa a magnetického pólu. Veniec kolesa je prstencový komponent zložený z vejárovitého železného plechu. Magnetické póly sú rozmiestnené mimo venieca kolesa a veniec kolesa slúži ako dráha magnetického poľa. Jeden prameň veľkého a stredného rotora sa montuje na mieste a potom sa zahrieva a nasadzuje na hlavný hriadeľ generátora. V posledných rokoch sa vyvinula bezhriadeľová konštrukcia rotora, to znamená, že podpera rotora je priamo upevnená na hornom konci hlavného hriadeľa turbíny. Najväčšou výhodou tejto konštrukcie je, že dokáže vyriešiť problémy s kvalitou veľkých odliatkov a výkovkov spôsobené veľkou jednotkou; Okrem toho dokáže znížiť aj zdvíhaciu hmotnosť rotora a výšku zdvihu, čím sa znižuje výška zariadenia a prináša sa určitá úspora pri konštrukcii elektrárne.
(3) Axiálne ložisko. Je to komponent, ktorý nesie celkovú hmotnosť rotujúcej časti jednotky a axiálny hydraulický tlak turbíny.
(4) Chladiaci systém. Hydrogenerátor zvyčajne používa ako chladiace médium vzduch na chladenie statora, vinutia rotora a jadra statora. Malé hydrogenerátory často používajú otvorené alebo potrubné vetranie, zatiaľ čo veľké a stredné hydrogenerátory často používajú uzavreté samoobehové vetranie. Na zlepšenie intenzity chladenia niektoré vinutia vysokokapacitných hydrogenerátorov používajú režim vnútorného chladenia s dutým vodičom priamo prechádzajúcim chladiacim médiom, pričom chladiacim médiom je voda alebo nové médium. Vinutia statora a rotora sú vnútorne chladené vodou a chladiacim médiom je voda alebo nové médium. Vinutia statora a rotora, ktoré používajú vnútorné chladenie vodou, sa nazývajú dvojité vnútorné chladenie vodou. Vinutia statora a rotora a jadro statora, ktoré používajú vnútorné chladenie vodou, sa nazývajú plné vnútorné chladenie vodou, zatiaľ čo vinutia statora a rotora, ktoré používajú vnútorné chladenie vodou, sa nazývajú čiastočné vnútorné chladenie vodou.
Ďalšou metódou chladenia hydrogenerátora je odparovacie chladenie, ktoré pripája kvapalné médium do vodiča hydrogenerátora pre odparovacie chladenie. Odparovacie chladenie má výhodu v tom, že tepelná vodivosť chladiaceho média je oveľa väčšia ako u vzduchu a vody a môže znížiť hmotnosť a veľkosť jednotky.
(5) Budiace zariadenie a jeho vývoj sú v podstate rovnaké ako v tepelných elektrárňach.
Čas uverejnenia: 1. septembra 2021
