Eng ongläich Loftspalt tëscht Stator a Rotor (allgemeng bekannt als "Loftspaltexzentrizitéit") a groussen Hydrogeneratoren ass e seriéise Feeler, deen eng Rei vun negativen Auswierkungen op de stabile Betrib an d'Liewensdauer vum Apparat kann hunn.
Einfach ausgedréckt, verursaacht eng ongläich Loftlück eng asymmetresch Magnéitfeldverdeelung, wat dann eng Serie vun elektromagneteschen a mechanesche Problemer ausléist. Hei ënnendrënner analyséiere mir am Detail den Impakt op de Statorstroum a Spannung, souwéi aner domat verbonne negativ Konsequenzen.
I. Auswierkung op de Statorstroum
Dëst ass den direktsten an offensichtlechsten Effekt.
1. Erhéichte Stroum- a Welleformverzerrung
Prinzip: A Gebidder mat méi klenge Loftlücken ass de magnéitesche Widderstand méi kleng an d'magnéitesch Fluxdicht méi grouss; a Gebidder mat gréissere Loftlücken ass de magnéitesche Widderstand méi grouss an d'magnéitesch Fluxdicht méi kleng. Dëst asymmetrescht Magnéitfeld induzéiert eng onbalancéiert elektromotoresch Kraaft an de Statorwicklungen.
Leeschtung: Dëst verursaacht en Ongläichgewiicht an den Dräi-Phasen-Statorstréim. Méi wichteg ass, datt eng grouss Zuel vun héichwäertege Harmoneschen, besonnesch ongerueden Harmoneschen (wéi 3., 5., 7., etc.), an d'Stroumwelleform agefouert ginn, wouduerch d'Stroumwelleform net méi eng glat Sinuswell ass, mä verzerrt ass.
2. Generatioun vu Stroumkomponenten mat charakteristesche Frequenzen
Prinzip: Dat rotéierend exzentrescht Magnéitfeld entsprécht enger Nidderfrequenzmodulatiounsquell, déi de Basisstroum vun der Leeschtungsfrequenz moduléiert.
Leeschtung: Säitebänner erschéngen am Statorstroumspektrum. Méi genee erschéngen charakteristesch Frequenzkomponenten op béide Säite vun der Grondfrequenz (50 Hz).
3. Lokal Iwwerhëtzung vun de Wicklungen
Prinzip: Harmonesch Komponenten am Stroum erhéijen de Kofferverloscht (I²R-Verloscht) vun de Statorwicklungen. Gläichzäiteg generéieren harmonesch Stréim zousätzlech Wirbelstroum- a Hystereseverloschter am Eisenkär, wat zu engem erhéichte Eisenverloscht féiert.
Leeschtung: Déi lokal Temperatur vun de Statorwicklungen an dem Eisenkär klëmmt anormal, wat d'zulässeg Limit vun den Isolatiounsmaterialien iwwerschreide kann, d'Alterung vun der Isolatioun beschleunege kann a souguer Kuerzschlussausbrennungsaccidenter verursaache kann.
II. Auswierkung op d'Statorspannung
Och wann den Impakt op d'Spannung net sou direkt ass wéi op de Stroum, ass en awer gläich wichteg.
1. Verzerrung vun der Spannungswellenform
Prinzip: Déi elektromotoresch Kraaft, déi vum Generator generéiert gëtt, hänkt direkt mam Magnéitflux vun der Loftspalte zesummen. Eng ongläich Loftspalte verursaacht eng Verzerrung vun der Magnéitfluxwellenform, wat dann och zu enger Verzerrung vun der induzéierter Statorspannungswellenform féiert, déi harmonesch Spannungen enthält.
Leeschtung: D'Qualitéit vun der Ausgangsspannung hëlt of a stellt keng Standard-Sinuswell méi duer.
2. Spannungsungläichgewiicht
A schwéieren asymmetresche Fäll kann et e gewësse Grad un Ungläichgewiicht an der Dräiphasen-Ausgangsspannung verursaachen.
III. Aner méi eescht negativ Auswierkungen (verursaacht duerch Stroum- a Spannungsproblemer)
Déi uewe genannten Stroum- a Spannungsproblemer wäerten eng Serie vu Kettenreaktiounen ausléisen, déi dacks méi fatal sinn.
1. Onbalancéiert Magnéitesch Zuchkraaft (UMP)
Dëst ass déi zentralst a geféierlechst Konsequenz vun der Loftspaltexzentrizitéit.
​
Prinzip: Op der Säit mat enger méi klenger Loftspalt ass de magnéiteschen Zuch vill méi grouss wéi op der Säit mat enger méi grousser Loftspalt. Dësen Nettomagnéiteschen Zuch (UMP) zitt de Rotor weider a Richtung vun der Säit mat der méi klenger Loftspalt.
Teufelskreis: UMP verschäerft de Problem vun der ongläicher Loftspalt selwer a bildt e Teufelskreis. Wat méi staark d'Exzentrizitéit ass, wat méi grouss d'UMP ass; wat méi grouss d'UMP ass, wat méi staark d'Exzentrizitéit ass.
Konsequenzen:
• Erhéicht Schwéngungen a Kaméidi: D'Eenheet generéiert staark Frequenzverduebelt Schwéngungen (haaptsächlech 2-fach d'Stroumfrequenz, 100Hz), an d'Vibratiouns- an de Kaméidiniveau huelen däitlech zou.
• Mechanesche Schued un de Komponenten: Laangfristeg UMP verursaacht erhéichte Lagerverschleiung, Lagermiddegkeet, Wellebiegung a kann souguer dozou féieren, datt de Stator an de Rotor géinteneen reiwen (géigesäiteg Reibung a Kollisioun), wat e verheerende Feeler ass.
2. Erhéicht Eenheetsvibratioun

Quellen: Haaptsächlech aus zwou Aspekter:
1. Elektromagnetesch Schwéngung: Verursaacht duerch en onbalancéierten Magnéitzuch (UMP), hänkt d'Frequenz mam rotéierende Magnéitfeld an der Gitterfrequenz zesummen.
2. Mechanesch Schwéngung: Verursaacht duerch Lagerverschleiung, Wellenfehlausriichtung an aner Problemer, déi duerch UMP verursaacht ginn.
Konsequenzen: Beaflosst de stabile Betrib vum gesamte Generatorensatz (inklusiv der Turbin) a menacéiert d'Sécherheet vun der Kraaftwierkstruktur.
3. Auswierkungen op d'Netzverbindung an d'Stroumnetz
Spannungswellenformverzerrung a Stroumharmonesche Stéierunge verschmotzen d'Stroumnetz vun der Anlag an injizéieren sech an d'Netz, wat den normale Betrib vun aneren Ausrüstungen um selwechte Bus beaflosse kann an net d'Ufuerderunge fir d'Stroumqualitéit erfëllt.
4. Reduzéiert Effizienz a Leeschtung
Zousätzlech harmonesch Verloschter a Heizung reduzéieren d'Effizienz vum Generator, a mat der selwechter Inputwaasserleistung wäert déi nëtzlech aktiv Leeschtung ofhuelen.
Conclusioun

Eng ongläichméisseg Loftspalt tëscht Stator a Rotor bei grousse Waasserkraaftwierker ass keng trivial Saach. Et fänkt als elektromagnetescht Problem un, entwéckelt sech awer séier zu engem ëmfaassenden, eeschte Feeler, deen elektresch, mechanesch an thermesch Aspekter integréiert. Den onbalancéierten, magneteschen Zuch (UMP), deen doduerch entsteet, an déi resultéierend staark Schwéngungen sinn déi primär Faktoren, déi de séchere Betrib vun der Eenheet menacéieren. Dofir muss während der Installatioun, der Ënnerhaltung an dem deegleche Betrib an der Ënnerhaltung vun der Eenheet d'Uniformitéit vun der Loftspalt strikt kontrolléiert ginn, an fréi Zeeche vun Exzentrizitéitsfehler mussen duerch Online-Iwwerwaachungssystemer (wéi z.B. Schwéngungs-, Stroum- a Loftspalt-Iwwerwaachung) rechtzäiteg erkannt a behandelt ginn.