Ірі гидрогенераторларда статор мен ротор арасындағы ауа саңылауының біркелкі болмауы (әдетте «ауа саңылауының эксцентриситеті» деп аталады) құрылғының тұрақты жұмысы мен қызмет ету мерзіміне бірқатар жағымсыз әсер етуі мүмкін күрделі ақаулық режимі болып табылады.
Қарапайым тілмен айтқанда, ауа саңылауының біркелкі болмауы магнит өрісінің асимметриялық таралуын тудырады, бұл өз кезегінде бірқатар электромагниттік және механикалық мәселелерді тудырады. Төменде біз статор тогы мен кернеуіне әсерін, сондай-ақ басқа да жағымсыз салдарларды егжей-тегжейлі талдаймыз.
I. Статор тогына әсері
Бұл ең тікелей және айқын әсер.
1. Ток және толқын пішінінің бұрмалануының жоғарылауы
Принцип: Ауа саңылаулары кішірек аймақтарда магниттік кедергі кішірек және магнит ағынының тығыздығы үлкенірек болады; ауа саңылаулары үлкенірек аймақтарда магниттік кедергі үлкенірек және магнит ағынының тығыздығы кішірек болады. Бұл асимметриялық магнит өрісі статор орамаларында теңгерімсіз электр қозғаушы күшті тудырады.
Өнімділік: Бұл үш фазалы статор токтарының теңгерімсіздігін тудырады. Ең бастысы, ток толқынының формасына көптеген жоғары ретті гармоникалар, әсіресе тақ гармоникалар (мысалы, 3-ші, 5-ші, 7-ші және т.б.) енгізіледі, бұл ток толқынының тегіс синусоидалық толқын емес, бұрмалануына әкеледі.
2. Сипаттамалық жиіліктері бар ток компоненттерін генерациялау
Принцип: Айналмалы эксцентрикалық магнит өрісі негізгі қуат жиілігі тогын модуляциялайтын төмен жиілікті модуляция көзіне тең.
Өнімділік: Статор ток спектрінде бүйірлік жолақтар пайда болады. Атап айтқанда, негізгі жиіліктің (50 Гц) екі жағында да сипаттамалық жиілік компоненттері пайда болады.
3. Орамдардың жергілікті қызып кетуі
Принцип: Токтағы гармоникалық компоненттер статор орамаларының мыс шығынын (I²R шығынын) арттырады. Сонымен қатар, гармоникалық токтар темір өзегінде қосымша құйынды ток пен гистерезис шығындарын тудырады, бұл темір шығынының артуына әкеледі.
Өнімділік: Статор орамаларының және темір өзегінің жергілікті температурасы қалыптан тыс көтеріледі, бұл оқшаулағыш материалдардың рұқсат етілген шегінен асып кетуі, оқшаулаудың ескіруін жеделдетуі және тіпті қысқа тұйықталу апаттарына әкелуі мүмкін.
II. Статор кернеуіне әсері
Кернеуге әсер ток күші сияқты тікелей болмаса да, ол бірдей маңызды.
1. Кернеу толқын пішінінің бұрмалануы
Принцип: Генератор тудыратын электр қозғаушы күш ауа саңылауының магнит ағынымен тікелей байланысты. Біркелкі емес ауа саңылауы магнит ағынының толқын формасының бұрмалануына әкеледі, бұл өз кезегінде индукцияланған статор кернеуінің толқын формасының да бұрмалануына әкеледі, онда гармоникалық кернеулер болады.
Өнімділік: Шығыс кернеуінің сапасы төмендейді және енді стандартты синусоидалық толқын болмайды.
2. Кернеу теңгерімсіздігі
Ауыр асимметриялық жағдайларда, бұл үш фазалы шығыс кернеуінде белгілі бір дәрежеде теңгерімсіздік тудыруы мүмкін.
III. Басқа да күрделі жағымсыз әсерлер (ток және кернеу мәселелеріне байланысты)
Жоғарыда аталған ток және кернеу мәселелері көбінесе өлімге әкелетін бірқатар тізбекті реакцияларды тудырады.
1. Теңгерімсіз магниттік тарту (UMP)
Бұл ауа саңылауының эксцентриситетінің ең негізгі және қауіпті салдары.
​
Принцип: Ауа саңылауы кішірек жағында магниттік тартылыс ауа саңылауы үлкенірек жағындағыға қарағанда әлдеқайда үлкен. Бұл таза магниттік тартылыс (ТМҚ) роторды ауа саңылауы кішірек жағына қарай одан әрі тартады.
Қатал цикл: UMP біркелкі емес ауа саңылауы мәселесін өздігінен ушықтырып, қатал циклді қалыптастырады. Эксцентриситет неғұрлым ауыр болса, UMP соғұрлым үлкен болады; UMP неғұрлым үлкен болса, эксцентриситет соғұрлым ауыр болады.
Салдары:
•Діріл мен шудың жоғарылауы: Құрылғы күшті жиілікпен екі еселенген діріл тудырады (негізінен қуат жиілігінен 2 есе көп, 100 Гц), және діріл мен шу деңгейі айтарлықтай артады.
• Құрамдас бөліктердің механикалық зақымдануы: Ұзақ мерзімді UMP мойынтіректердің тозуының жоғарылауына, мойынтіректің шаршауына, біліктің майысуына әкеледі және тіпті статор мен ротордың бір-біріне үйкелісіне (өзара үйкеліс және соқтығысу) әкелуі мүмкін, бұл апатты жағдай.
2. Құрылғының дірілін арттыру

Дереккөздер: Негізінен екі аспект бойынша:
1. Электромагниттік діріл: Теңгерімсіз магниттік тартылыс (UMP) әсерінен пайда болатын жиілік айналмалы магнит өрісі мен тор жиілігімен байланысты.
2. Механикалық діріл: Мойынтіректердің тозуынан, біліктің тураланбауынан және UMP тудырған басқа да мәселелерден туындайды.
Салдары: Бүкіл генераторлық қондырғының (турбинаны қоса алғанда) тұрақты жұмысына әсер етеді және электр станциясы құрылымының қауіпсіздігіне қауіп төндіреді.
3. Электр желісіне қосылу және электр жүйесіне әсері
Кернеу толқын пішінінің бұрмалануы және ток гармоникалары зауыттың электр жүйесін ластап, электр желісіне енгізеді, бұл сол шинадағы басқа жабдықтардың қалыпты жұмысына әсер етуі мүмкін және қуат сапасының талаптарына сәйкес келмейді.
4. Тиімділіктің және шығыс қуатының төмендеуі
Қосымша гармоникалық шығындар мен қыздыру генератордың тиімділігін төмендетеді, ал кіріс су қуаты бірдей болған кезде пайдалы белсенді қуат шығысы төмендейді.
Қорытынды

Ірі гидрогенераторлардағы статор мен ротор арасындағы ауа саңылауының біркелкі болмауы маңызды мәселе емес. Ол электромагниттік мәселе ретінде басталады, бірақ тез арада электрлік, механикалық және жылулық аспектілерді біріктіретін кешенді күрделі ақауға айналады. Ол тудыратын теңгерімсіз магниттік тартылыс (UMP) және одан туындайтын қатты діріл - қондырғының қауіпсіз жұмысына қауіп төндіретін негізгі факторлар. Сондықтан, қондырғыны орнату, техникалық қызмет көрсету және күнделікті пайдалану және техникалық қызмет көрсету кезінде ауа саңылауының біркелкілігі қатаң бақылануы керек, ал эксцентриситет ақауларының алғашқы белгілері онлайн бақылау жүйелері (мысалы, діріл, ток және ауа саңылауларын бақылау) арқылы уақтылы анықталып, шешілуі керек.