Խոշոր հիդրոգեներատորներում ստատորի և ռոտորի միջև անհավասար օդային բացը (հայտնի է որպես «օդային բացակի էքսցենտրիկություն») լուրջ խափանում է, որը կարող է մի շարք անբարենպաստ ազդեցություն ունենալ էներգաբլոկի կայուն աշխատանքի և կյանքի տևողության վրա։
Պարզ ասած, անհավասար օդային բացը առաջացնում է մագնիսական դաշտի ասիմետրիկ բաշխում, որն էլ իր հերթին առաջացնում է մի շարք էլեկտրամագնիսական և մեխանիկական խնդիրներ: Ստորև մենք մանրամասն վերլուծում ենք ստատորի հոսանքի և լարման վրա ազդեցությունը, ինչպես նաև այլ դրանց հետ կապված անբարենպաստ հետևանքները:
I. Ազդեցությունը ստատորի հոսանքի վրա
Սա ամենաակնհայտ և անմիջական ազդեցությունն է։
1. Հոսանքի և ալիքի աղավաղման ավելացում
Սկզբունք. Փոքր օդային բացվածքներ ունեցող տարածքներում մագնիսական դիմադրությունը փոքր է, իսկ մագնիսական հոսքի խտությունը՝ ավելի մեծ։ Ավելի մեծ օդային բացվածքներ ունեցող տարածքներում մագնիսական դիմադրությունը մեծ է, իսկ մագնիսական հոսքի խտությունը՝ ավելի փոքր։ Այս ասիմետրիկ մագնիսական դաշտը ստատորի փաթույթներում առաջացնում է անհավասարակշիռ էլեկտրաշարժիչ ուժ։
Արդյունավետություն. Սա առաջացնում է եռաֆազ ստատորի հոսանքների անհավասարակշռություն: Ավելի կարևոր է, որ հոսանքի ալիքի մեջ ներմուծվում են մեծ թվով բարձր կարգի հարմոնիկներ, հատկապես կենտ հարմոնիկներ (օրինակ՝ 3-րդ, 5-րդ, 7-րդ և այլն), ինչի հետևանքով հոսանքի ալիքի ձևը այլևս հարթ սինուսոիդալ ալիք չէ, այլ աղավաղվում է:
2. Հոսանքի բաղադրիչների ստեղծումը բնութագրական հաճախականություններով
Սկզբունք. Պտտվող էքսցենտրիկ մագնիսական դաշտը համարժեք է ցածր հաճախականության մոդուլյացիայի աղբյուրի, որը մոդուլացնում է հիմնական հզորության հաճախականության հոսանքը։
Արդյունավետություն. Կողմնային գոտիները հայտնվում են ստատորի հոսանքի սպեկտրում: Մասնավորապես, բնութագրական հաճախականության բաղադրիչները հայտնվում են հիմնական հաճախականության (50 Հց) երկու կողմերում:
3. Փաթույթներ տեղային գերտաքացում
Սկզբունք. Հոսանքի հարմոնիկ բաղադրիչները մեծացնում են ստատորի փաթույթների պղնձի կորուստը (I²R կորուստ): Միևնույն ժամանակ, հարմոնիկ հոսանքները երկաթե միջուկում առաջացնում են լրացուցիչ պտույտային հոսանքների և հիստերեզիսի կորուստներ, ինչը հանգեցնում է երկաթի կորստի աճի:
Արդյունավետություն. Ստատորի փաթույթների և երկաթի միջուկի տեղական ջերմաստիճանը անբնականորեն բարձրանում է, ինչը կարող է գերազանցել մեկուսիչ նյութերի թույլատրելի սահմանը, արագացնել մեկուսացման ծերացումը և նույնիսկ կարճ միացման այրման վթարների պատճառ դառնալ։
II. Ազդեցությունը ստատորի լարման վրա
Չնայած լարման վրա ազդեցությունը այնքան ուղղակի չէ, որքան հոսանքի վրա, այն նույնքան կարևոր է։
1. Լարման ալիքի ձևի աղավաղում
Սկզբունք. Գեներատորի կողմից առաջացած էլեկտրաշարժիչ ուժը ուղղակիորեն կապված է օդային բացվածքի մագնիսական հոսքի հետ: Անհավասար օդային բացվածքը առաջացնում է մագնիսական հոսքի ալիքային ձևի աղավաղում, ինչն էլ իր հերթին հանգեցնում է ինդուկցված ստատորի լարման ալիքային ձևի նույնպես աղավաղմանը՝ պարունակելով հարմոնիկ լարումներ:
Արդյունավետություն. Ելքային լարման որակը նվազում է և այլևս ստանդարտ սինուսոիդալ ալիք չէ։
2. Լարման անհավասարակշռություն
Ծանր ասիմետրիկ դեպքերում դա կարող է որոշակի աստիճանի անհավասարակշռություն առաջացնել եռաֆազ ելքային լարման մեջ։
III. Այլ ավելի լուրջ անբարենպաստ ազդեցություններ (հոսանքի և լարման խնդիրների պատճառով)
Վերոնշյալ հոսանքի և լարման խնդիրները կհանգեցնեն շղթայական ռեակցիաների շարքի, որոնք հաճախ ավելի մահացու են լինում։
1. Անհավասարակշիռ մագնիսական ձգում (UMP)
Սա օդային բացվածքի էքսցենտրիկության ամենահիմնական և վտանգավոր հետևանքն է։
|
Սկզբունք. Փոքր օդային բացվածք ունեցող կողմում մագնիսական ձգողականությունը շատ ավելի մեծ է, քան մեծ օդային բացվածք ունեցող կողմում: Այս զուտ մագնիսական ձգողականությունը (ԶՄՁ) ավելի կձգի ռոտորը դեպի փոքր օդային բացվածք ունեցող կողմը:
Արատավոր շրջան. UMP-ն ինքնաբերաբար կսրի անհավասար օդային բացվածքի խնդիրը՝ ձևավորելով արատավոր շրջան։ Որքան ուժեղ է էքսցենտրիկությունը, այնքան մեծ է UMP-ն. որքան մեծ է UMP-ն, այնքան ավելի ուժեղ է էքսցենտրիկությունը։
Հետևանքները.
• Թրթռման և աղմուկի ավելացում. Սարքը առաջացնում է հաճախականության կրկնակի ուժեղ թրթռում (հիմնականում հզորության հաճախականության 2 անգամ, 100 Հց), և թրթռման և աղմուկի մակարդակը զգալիորեն աճում է։
• Բաղադրիչների մեխանիկական վնաս. Երկարատև UMP-ն կհանգեցնի կրողների մաշվածության աճի, լծակի հոգնածության, լիսեռի ծռման և նույնիսկ կարող է հանգեցնել ստատորի և ռոտորի միմյանց հետ շփումների (փոխադարձ շփում և բախում), ինչը կարող է լինել աղետալի խափանում:
2. Միավորի թրթռման ավելացում

Աղբյուրներ՝ հիմնականում երկու տեսանկյունից՝
1. Էլեկտրամագնիսական տատանում. Անհավասարակշիռ մագնիսական ձգողականության (UMP) պատճառով առաջացած հաճախականությունը կապված է պտտվող մագնիսական դաշտի և ցանցի հաճախականության հետ։
2. Մեխանիկական թրթռում. առաջանում է կրողների մաշվածության, լիսեռի անհամապատասխանության և UMP-ի պատճառով առաջացած այլ խնդիրների պատճառով:
Հետևանքները՝ ազդում է ամբողջ գեներատորային հավաքածուի (ներառյալ տուրբինի) կայուն աշխատանքի վրա և սպառնում է էլեկտրակայանի կառուցվածքի անվտանգությանը։
3. Ազդեցությունը ցանցին միացման և էլեկտրաէներգետիկ համակարգի վրա
Լարման ալիքի ձևի աղավաղումը և հոսանքի հարմոնիկները կաղտոտեն կայանի էներգահամակարգը և կներմղեն ցանց, ինչը կարող է ազդել նույն հաղորդալարի վրա գտնվող այլ սարքավորումների բնականոն աշխատանքի վրա և չի համապատասխանում էլեկտրաէներգիայի որակի պահանջներին։
4. Նվազեցված արդյունավետություն և ելքային հզորություն
Լրացուցիչ հարմոնիկ կորուստները և տաքացումը կնվազեցնեն գեներատորի արդյունավետությունը, և նույն մուտքային ջրի հզորության դեպքում օգտակար ակտիվ հզորությունը կնվազի։
Եզրակացություն

Խոշոր հիդրոգեներատորներում ստատորի և ռոտորի միջև անհավասար օդային բացը ամենևին էլ աննշան հարց չէ: Այն սկսվում է որպես էլեկտրամագնիսական խնդիր, բայց արագորեն վերածվում է էլեկտրական, մեխանիկական և ջերմային ասպեկտները ներառող համապարփակ լուրջ խափանման: Դրա առաջացրած անհավասարակշիռ մագնիսական ձգողականությունը (UMP) և դրա հետևանքով առաջացող ուժեղ թրթռումը հիմնական գործոններն են, որոնք սպառնում են բլոկի անվտանգ շահագործմանը: Հետևաբար, բլոկի տեղադրման, սպասարկման, ինչպես նաև ամենօրյա շահագործման և սպասարկման ընթացքում օդային բացակի միատարրությունը պետք է խստորեն վերահսկվի, և էքսցենտրիկության խափանումների վաղ նշանները պետք է հայտնաբերվեն և ժամանակին լուծվեն առցանց մոնիթորինգի համակարգերի միջոցով (օրինակ՝ թրթռման, հոսանքի և օդային բացակի մոնիթորինգ):