วิธีปรับปรุงความน่าเชื่อถือและความทนทานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหานน้ำ

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำประกอบด้วยโรเตอร์ สเตเตอร์ โครง แบริ่งรับแรงขับ แบริ่งนำทาง ตัวระบายความร้อน เบรก และส่วนประกอบหลักอื่นๆ (ดูภาพประกอบ) สเตเตอร์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยฐาน แกนเหล็ก และขดลวด แกนสเตเตอร์ทำจากแผ่นเหล็กซิลิคอนรีดเย็น ซึ่งสามารถผลิตเป็นโครงสร้างแบบชิ้นเดียวหรือแบบแยกส่วนได้ตามเงื่อนไขการผลิตและการขนส่ง วิธีการระบายความร้อนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำโดยทั่วไปใช้การระบายความร้อนด้วยอากาศแบบหมุนเวียนแบบปิด หน่วยขนาดใหญ่มีแนวโน้มที่จะใช้น้ำเป็นตัวกลางในการระบายความร้อนโดยตรงไปยังสเตเตอร์ หากสเตเตอร์และโรเตอร์ได้รับการระบายความร้อนพร้อมกัน จะเรียกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำแบบระบายความร้อนด้วยน้ำภายในแบบคู่

เพื่อเพิ่มกำลังการผลิตต่อหน่วยของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำและพัฒนาให้เป็นหน่วยขนาดใหญ่ เพื่อปรับปรุงความน่าเชื่อถือและความทนทาน จึงได้มีการนำเทคโนโลยีใหม่ๆ มาใช้ในโครงสร้างหลายอย่าง ตัวอย่างเช่น เพื่อแก้ปัญหาการขยายตัวทางความร้อนของสเตเตอร์ จึงมีการใช้โครงสร้างแบบลอยตัวของสเตเตอร์ การรองรับแบบเอียง ฯลฯ และโรเตอร์ใช้โครงสร้างแบบจาน เพื่อแก้ปัญหาการหลวมของขดลวดสเตเตอร์ จึงมีการใช้ลิ่มยืดหยุ่นรองใต้แผ่นเพื่อป้องกันฉนวนของลวดตัวนำสึกหรอ ปรับปรุงโครงสร้างการระบายอากาศเพื่อลดการสูญเสียจากลมและการสูญเสียจากกระแสไหลวน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของหน่วยให้ดียิ่งขึ้น

ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตกังหันปั๊มน้ำ ความเร็วและกำลังการผลิตของมอเตอร์เครื่องกำเนิดไฟฟ้าก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน โดยพัฒนาไปสู่กำลังการผลิตขนาดใหญ่และความเร็วสูง ในระดับโลก โรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับที่สร้างเสร็จแล้วซึ่งติดตั้งมอเตอร์เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่และความเร็วสูง ได้แก่ โรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับ Dinovic (330,000 kVA, 500 รอบ/นาที) ในสหราชอาณาจักร เป็นต้น

มอเตอร์กำเนิดไฟฟ้าที่ใช้ระบบระบายความร้อนภายในด้วยน้ำแบบคู่ ช่วยให้ขดลวดสเตเตอร์ ขดลวดโรเตอร์ และแกนสเตเตอร์ได้รับการระบายความร้อนโดยตรงด้วยน้ำไอออนไนซ์ ซึ่งสามารถเพิ่มขีดจำกัดการผลิตของมอเตอร์กำเนิดไฟฟ้าได้ มอเตอร์กำเนิดไฟฟ้า (425,000 kVA, 300 รอบ/นาที) ของโรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับลาคงซานในสหรัฐอเมริกา ก็ใช้ระบบระบายความร้อนภายในด้วยน้ำแบบคู่เช่นกัน

การประยุกต์ใช้แบริ่งรับแรงผลักแม่เหล็ก เนื่องจากกำลังของมอเตอร์เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพิ่มขึ้น ความเร็วก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน ดังนั้นแรงผลักและแรงบิดเริ่มต้นของเครื่องจึงเพิ่มขึ้น หลังจากใช้แบริ่งรับแรงผลักแม่เหล็กแล้ว แรงผลักจะถูกเสริมด้วยแรงดึงดูดของแม่เหล็กในทิศทางตรงข้ามกับแรงโน้มถ่วง จึงช่วยลดภาระของแบริ่งรับแรงผลัก ลดการสูญเสียความต้านทานตามแนวแกน ลดอุณหภูมิของแบริ่ง และเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่อง รวมถึงแรงบิดเริ่มต้นก็ลดลงด้วย มอเตอร์เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (335,000 kVA, 300 รอบ/นาที) ของโรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับซางหลางจิงในเกาหลีใต้ใช้แบริ่งรับแรงผลักแม่เหล็ก