Hapësira e pabarabartë e ajrit midis statorit dhe rotorit (e njohur zakonisht si "ekcentriciteti i hapësirës së ajrit") në hidrogjeneratorët e mëdhenj është një mënyrë serioze defekti që mund të ketë një sërë efektesh negative në funksionimin e qëndrueshëm dhe jetëgjatësinë e njësisë.
Me fjalë të thjeshta, hapësira e pabarabartë e ajrit shkakton shpërndarje asimetrike të fushës magnetike, e cila nga ana tjetër shkakton një sërë problemesh elektromagnetike dhe mekanike. Më poshtë analizojmë në detaje ndikimin në rrymën dhe tensionin e statorit, si dhe pasojat e tjera negative që lidhen me të.
I. Ndikimi në rrymën e statorit
Ky është efekti më i drejtpërdrejtë dhe i dukshëm.
1. Shtrembërim i shtuar i rrymës dhe formës së valës
Parimi: Në zonat me boshllëqe ajri më të vogla, rezistenca magnetike është më e vogël dhe dendësia e fluksit magnetik është më e madhe; në zonat me boshllëqe ajri më të mëdha, rezistenca magnetike është më e madhe dhe dendësia e fluksit magnetik është më e vogël. Kjo fushë magnetike asimetrike shkakton forcë elektromotore të pabalancuar në mbështjelljet e statorit.
Performanca: Kjo shkakton çekuilibër në rrymat trefazore të statorit. Më e rëndësishmja, një numër i madh harmonikash të rendit të lartë, veçanërisht harmonika të rastësishme (siç janë 3-ta, 5-ta, 7-ta, etj.), futen në formën e valës së rrymës, duke bërë që forma e valës së rrymës të mos jetë më një valë sinusoidale e lëmuar, por të shtrembërohet.
2. Gjenerimi i Komponentëve të Rrymës me Frekuenca Karakteristike
Parimi: Fusha magnetike ekscentrike rrotulluese është ekuivalente me një burim modulimi me frekuencë të ulët që modulon rrymën bazë të frekuencës së fuqisë.
Performanca: Brezat anësorë shfaqen në spektrin e rrymës së statorit. Në mënyrë specifike, komponentët karakteristikë të frekuencës shfaqen në të dyja anët e frekuencës themelore (50Hz).
3. Mbinxehja lokale e dredha-dredhave
Parimi: Komponentët harmonikë në rrymë rrisin humbjen e bakrit (humbjen I²R) të mbështjelljeve të statorit. Në të njëjtën kohë, rrymat harmonike gjenerojnë humbje shtesë të rrymave vorbull dhe histerezës në bërthamën e hekurit, duke çuar në rritje të humbjes së hekurit.
Performanca: Temperatura lokale e mbështjelljeve të statorit dhe bërthamës së hekurit rritet në mënyrë anormale, gjë që mund të tejkalojë limitin e lejuar të materialeve izoluese, të përshpejtojë plakjen e izolimit dhe madje të shkaktojë aksidente me djegie të qarkut të shkurtër.
II. Ndikimi në tensionin e statorit
Edhe pse ndikimi në tension nuk është aq i drejtpërdrejtë sa në rrymë, ai është po aq i rëndësishëm.
1. Shtrembërimi i formës së valës së tensionit
Parimi: Forca elektromotore e gjeneruar nga gjeneratori lidhet drejtpërdrejt me fluksin magnetik të boshllëkut të ajrit. Boshllëku i pabarabartë i ajrit shkakton shtrembërim të formës së valës së fluksit magnetik, gjë që nga ana tjetër bën që forma e valës së tensionit të induktuar të statorit të shtrembërohet gjithashtu, duke përmbajtur tensione harmonike.
Performanca: Cilësia e tensionit të daljes zvogëlohet dhe nuk është më një valë sinusoidale standarde.
2. Çekuilibri i tensionit
Në raste të rënda asimetrike, mund të shkaktojë një shkallë të caktuar çekuilibri në tensionin e daljes trefazore.
III. Efekte të tjera më serioze negative (të shkaktuara nga problemet e rrymës dhe tensionit)
Problemet e mësipërme të rrymës dhe tensionit do të shkaktojnë më tej një seri reaksionesh zinxhir, të cilat shpesh janë më fatale.
1. Tërheqje Magnetike e Pabalancuar (UMP)
Kjo është pasoja më thelbësore dhe e rrezikshme e ekscentricitetit të boshllëkut të ajrit.
​
Parimi: Në anën me një boshllëk ajri më të vogël, tërheqja magnetike është shumë më e madhe sesa në anën me një boshllëk ajri më të madh. Kjo tërheqje magnetike neto (UMP) do ta tërheqë më tej rotorin drejt anës me boshllëk ajri më të vogël.
Cikli vicioz: UMP do ta përkeqësojë vetë problemin e hapësirës së pabarabartë të ajrit, duke formuar një rreth vicioz. Sa më i rëndë të jetë ekscentriciteti, aq më i madh është UMP; sa më i madh të jetë UMP, aq më i rëndë është ekscentriciteti.
Pasojat:
• Rritje e Dridhjeve dhe Zhurmës: Njësia gjeneron dridhje të forta të dyfishuara në frekuencë (kryesisht 2 herë frekuenca e energjisë, 100Hz), dhe nivelet e dridhjeve dhe zhurmës rriten ndjeshëm.
• Dëmtim mekanik i komponentëve: UMP afatgjatë do të shkaktojë rritje të konsumimit të kushinetës, lodhje të boshtit të rrotullimit, përkulje të boshtit dhe madje mund të shkaktojë fërkim të statorit dhe rotorit me njëri-tjetrin (fërkim dhe përplasje e ndërsjellë), gjë që është një dështim shkatërrues.
2. Rritje e dridhjeve të njësisë

Burimet: Kryesisht nga dy aspekte:
1. Dridhja Elektromagnetike: Shkaktuar nga tërheqja magnetike e pabalancuar (UMP), frekuenca lidhet me fushën magnetike rrotulluese dhe frekuencën e rrjetit.
2. Dridhja mekanike: Shkaktohet nga konsumimi i kushinetës, mospozicionimi i boshtit dhe probleme të tjera të shkaktuara nga UMP.
Pasojat: Ndikon në funksionimin e qëndrueshëm të të gjithë grupit të gjeneratorëve (përfshirë turbinën) dhe kërcënon sigurinë e strukturës së centralit elektrik.
3. Ndikimi në lidhjen me rrjetin dhe sistemin e energjisë
Shtrembërimi i formës së valës së tensionit dhe harmonikët e rrymës do të ndotin sistemin e energjisë së centralit dhe do të injektojnë në rrjet, gjë që mund të ndikojë në funksionimin normal të pajisjeve të tjera në të njëjtin bus dhe nuk i plotëson kërkesat e cilësisë së energjisë.
4. Efikasitet dhe Fuqi Dalëse e Ulur
Humbjet shtesë harmonike dhe ngrohja do të zvogëlojnë efikasitetin e gjeneratorit, dhe nën të njëjtën fuqi uji hyrëse, prodhimi i fuqisë aktive të dobishme do të ulet.
Përfundim

Hapësira e pabarabartë e ajrit midis statorit dhe rotorit në hidrogjeneratorët e mëdhenj nuk është aspak një çështje e parëndësishme. Fillon si një problem elektromagnetik, por shpejt evoluon në një defekt serioz gjithëpërfshirës që integron aspektet elektrike, mekanike dhe termike. Tërheqja magnetike e pabalancuar (UMP) që shkakton dhe dridhjet e forta që rezultojnë janë faktorët kryesorë që kërcënojnë funksionimin e sigurt të njësisë. Prandaj, gjatë instalimit, mirëmbajtjes dhe funksionimit e mirëmbajtjes së përditshme të njësisë, uniformiteti i hapësirës së ajrit duhet të kontrollohet rreptësisht dhe shenjat e hershme të defekteve të ekscentricitetit duhet të zbulohen dhe trajtohen në kohën e duhur përmes sistemeve të monitorimit online (siç janë monitorimi i dridhjeve, rrymës dhe hapësirës së ajrit).