დიდ ჰიდროგენერატორებში სტატორსა და როტორს შორის არათანაბარი ჰაერის უფსკრული (რომელიც ჩვეულებრივ ცნობილია, როგორც „ჰაერის უფსკრულის ექსცენტრისიტეტი“) სერიოზული გაუმართაობაა, რომელსაც შეუძლია უარყოფითი გავლენა მოახდინოს აგრეგატის სტაბილურ მუშაობასა და სიცოცხლის ხანგრძლივობაზე.
მარტივად რომ ვთქვათ, არათანაბარი ჰაერის უფსკრული იწვევს მაგნიტური ველის ასიმეტრიულ განაწილებას, რაც თავის მხრივ იწვევს ელექტრომაგნიტურ და მექანიკურ პრობლემებს. ქვემოთ დეტალურად გავაანალიზებთ სტატორის დენსა და ძაბვაზე მის გავლენას, ასევე სხვა მასთან დაკავშირებულ უარყოფით შედეგებს.
I. სტატორის დენზე ზემოქმედება
ეს არის ყველაზე პირდაპირი და აშკარა ეფექტი.
1. გაზრდილი დენის და ტალღის ფორმის დამახინჯება
პრინციპი: მცირე ჰაერის უფსკრულის მქონე ადგილებში მაგნიტური წინააღმდეგობა უფრო მცირეა და მაგნიტური ნაკადის სიმკვრივე უფრო დიდია; უფრო დიდი ჰაერის უფსკრულის მქონე ადგილებში მაგნიტური წინააღმდეგობა უფრო დიდია და მაგნიტური ნაკადის სიმკვრივე უფრო მცირეა. ეს ასიმეტრიული მაგნიტური ველი იწვევს სტატორის გრაგნილებში დაუბალანსებელ ელექტრომამოძრავებელ ძალას.
მუშაობა: ეს იწვევს სამფაზიანი სტატორის დენების დისბალანსს. უფრო მნიშვნელოვანია ის, რომ დენის ტალღურ ფორმაში შედის მაღალი რიგის ჰარმონიკების დიდი რაოდენობა, განსაკუთრებით კენტი ჰარმონიკები (როგორიცაა მე-3, მე-5, მე-7 და ა.შ.), რაც იწვევს დენის ტალღური ფორმის არა გლუვ სინუსოიდურ ფორმას, არამედ მის დამახინჯებას.
2. დამახასიათებელი სიხშირის მქონე დენის კომპონენტების გენერირება
პრინციპი: მბრუნავი ექსცენტრული მაგნიტური ველი ეკვივალენტურია დაბალი სიხშირის მოდულაციის წყაროსი, რომელიც მოდულირებს ძირითადი სიმძლავრის სიხშირის დენს.
შესრულება: სტატორის დენის სპექტრში გვერდითი ზოლები ჩნდება. კერძოდ, დამახასიათებელი სიხშირის კომპონენტები ფუნდამენტური სიხშირის (50 ჰც) ორივე მხარეს ჩნდება.
3. გრაგნილების ლოკალური გადახურება
პრინციპი: დენის ჰარმონიული კომპონენტები ზრდის სტატორის გრაგნილების სპილენძის დანაკარგს (I²R დანაკარგი). ამავდროულად, ჰარმონიული დენები რკინის ბირთვში წარმოქმნის დამატებით მორევულ დენებს და ჰისტერეზისულ დანაკარგებს, რაც იწვევს რკინის დანაკარგების ზრდას.
შესრულება: სტატორის გრაგნილებისა და რკინის ბირთვის ადგილობრივი ტემპერატურა არანორმალურად იზრდება, რამაც შეიძლება გადააჭარბოს საიზოლაციო მასალების დასაშვებ ზღვარს, დააჩქაროს იზოლაციის დაბერება და გამოიწვიოს მოკლე ჩართვის გამომწვევი ავარიებიც კი.
II. სტატორის ძაბვაზე ზემოქმედება
მიუხედავად იმისა, რომ ძაბვაზე ზემოქმედება ისეთივე პირდაპირი არ არის, როგორც დენზე, ის ისეთივე მნიშვნელოვანია.
1. ძაბვის ტალღის ფორმის დამახინჯება
პრინციპი: გენერატორის მიერ გენერირებული ელექტრომამოძრავებელი ძალა პირდაპირ კავშირშია ჰაერის უფსკრულის მაგნიტურ ნაკადთან. არათანაბარი ჰაერის უფსკრული იწვევს მაგნიტური ნაკადის ტალღის ფორმის დამახინჯებას, რაც თავის მხრივ იწვევს ინდუცირებული სტატორის ძაბვის ტალღის ფორმის დამახინჯებას, რომელიც შეიცავს ჰარმონიულ ძაბვებს.
შესრულება: გამომავალი ძაბვის ხარისხი მცირდება და აღარ არის სტანდარტული სინუსოიდური ტალღა.
2. ძაბვის დისბალანსი
მძიმე ასიმეტრიულ შემთხვევებში, ამან შეიძლება გამოიწვიოს სამფაზიანი გამომავალი ძაბვის გარკვეული ხარისხის დისბალანსი.
III. სხვა უფრო სერიოზული გვერდითი მოვლენები (გამოწვეული დენის და ძაბვის პრობლემებით)
ზემოთ ჩამოთვლილი დენის და ძაბვის პრობლემები კიდევ უფრო გამოიწვევს ჯაჭვური რეაქციების სერიას, რომლებიც ხშირად უფრო ფატალურია.
1. დაუბალანსებელი მაგნიტური წევა (UMP)
ეს ჰაერის უფსკრულის ექსცენტრიულობის ყველაზე ძირითადი და საშიში შედეგია.
​
პრინციპი: იმ მხარეს, სადაც ჰაერის უფსკრული უფრო მცირეა, მაგნიტური წევა გაცილებით მეტია, ვიდრე იმ მხარეს, სადაც ჰაერის უფსკრული უფრო დიდია. ეს წმინდა მაგნიტური წევა (UMP) როტორს კიდევ უფრო მეტად მიიზიდავს იმ მხარისკენ, სადაც ჰაერის უფსკრული უფრო მცირეა.
მანკიერი ციკლი: UMP თავისთავად გაამწვავებს არათანაბარი ჰაერის უფსკრულის პრობლემას, რაც ქმნის მანკიერ წრეს. რაც უფრო მძიმეა ექსცენტრისიტეტი, მით უფრო დიდია UMP; რაც უფრო დიდია UMP, მით უფრო მძიმეა ექსცენტრისიტეტი.
შედეგები:
• გაზრდილი ვიბრაცია და ხმაური: მოწყობილობა წარმოქმნის ძლიერ, გაორმაგებულ სიხშირეზე ვიბრაციას (ძირითადად, 2-ჯერ მეტი სიმძლავრის სიხშირეზე, 100 ჰერცი), რის გამოც ვიბრაციისა და ხმაურის დონე მნიშვნელოვნად იზრდება.
• კომპონენტების მექანიკური დაზიანება: UMP-ის ხანგრძლივი გამოყენება გამოიწვევს საკისრების ცვეთის, ლილვის დაღლილობის, ლილვის მოხრის ზრდას და შესაძლოა სტატორისა და როტორის ერთმანეთთან ხახუნის მიზეზიც კი გახდეს (ურთიერთხახუნი და შეჯახება), რაც დამანგრეველი უკმარისობის მიზეზია.
2. გაზრდილი ერთეულის ვიბრაცია

წყაროები: ძირითადად ორი ასპექტიდან:
1. ელექტრომაგნიტური ვიბრაცია: გამოწვეულია დაუბალანსებელი მაგნიტური წევით (UMP), სიხშირე დაკავშირებულია მბრუნავ მაგნიტურ ველთან და ქსელის სიხშირესთან.
2. მექანიკური ვიბრაცია: გამოწვეულია საკისრების ცვეთით, ლილვის არასწორი განლაგებით და UMP-ით გამოწვეული სხვა პრობლემებით.
შედეგები: გავლენას ახდენს მთელი გენერატორის კომპლექტის (ტურბინის ჩათვლით) სტაბილურ მუშაობაზე და საფრთხეს უქმნის ელექტროსადგურის სტრუქტურის უსაფრთხოებას.
3. გავლენა ქსელთან მიერთებასა და ელექტროსისტემაზე
ძაბვის ტალღის ფორმის დამახინჯება და დენის ჰარმონიკები დააბინძურებს ელექტროსადგურის ენერგოსისტემას და შეაღწევს ქსელში, რამაც შეიძლება გავლენა მოახდინოს იმავე ავტობუსზე არსებული სხვა მოწყობილობების ნორმალურ მუშაობაზე და არ აკმაყოფილებს ელექტროენერგიის ხარისხის მოთხოვნებს.
4. შემცირებული ეფექტურობა და გამომავალი სიმძლავრე
დამატებითი ჰარმონიული დანაკარგები და გათბობა შეამცირებს გენერატორის ეფექტურობას და იგივე შემავალი წყლის სიმძლავრის პირობებში, სასარგებლო აქტიური სიმძლავრის გამომუშავება შემცირდება.
დასკვნა

დიდ ჰიდროგენერატორებში სტატორსა და როტორს შორის არათანაბარი ჰაერის უფსკრული სულაც არ არის უმნიშვნელო საკითხი. ის იწყება ელექტრომაგნიტური პრობლემით, მაგრამ სწრაფად ვითარდება ყოვლისმომცველ სერიოზულ ხარვეზად, რომელიც აერთიანებს ელექტრულ, მექანიკურ და თერმულ ასპექტებს. მის მიერ გამოწვეული დაუბალანსებელი მაგნიტური წევა (UMP) და შედეგად მიღებული ძლიერი ვიბრაცია წარმოადგენს ძირითად ფაქტორებს, რომლებიც საფრთხეს უქმნის აგრეგატის უსაფრთხო მუშაობას. ამიტომ, აგრეგატის მონტაჟის, მოვლა-პატრონობის, ასევე ყოველდღიური ექსპლუატაციისა და მოვლა-პატრონობის დროს, ჰაერის უფსკრულის ერთგვაროვნება მკაცრად უნდა იყოს კონტროლირებადი და ექსცენტრიულობის ხარვეზების ადრეული ნიშნები უნდა გამოვლინდეს და დროულად იქნას გამოსწორებული ონლაინ მონიტორინგის სისტემების მეშვეობით (როგორიცაა ვიბრაცია, დენის და ჰაერის უფსკრულის მონიტორინგი).