L'impattu di u spaziu d'aria irregulare trà u statore è u rotore nantu à a corrente è a tensione di u statore in i grandi generatori idroelettrici

Un spaziu d'aria irregulare trà u statore è u rotore (cunnisciutu cum'è "eccentricità di u spaziu d'aria") in i grandi idrogeneratori hè un modu di difettu seriu chì pò avè una seria di effetti negativi nantu à u funziunamentu stabile è a durata di vita di l'unità.
In termini simplici, un spaziu d'aria irregulare provoca una distribuzione asimmetrica di u campu magneticu, chì à u so tornu provoca una seria di prublemi elettromagnetichi è meccanichi. Quì sottu analizemu in dettagliu l'impattu nantu à a corrente è a tensione di u statore, è ancu altre cunsequenze negative associate.
I. Impattu nantu à a currente di u statore
Questu hè l'effettu u più direttu è evidente.
1. Aumentu di a currente è di a distorsione di a forma d'onda
Principiu: In e zone cù spazii d'aria più chjuchi, a resistenza magnetica hè più chjuca è a densità di u flussu magneticu hè più grande; in e zone cù spazii d'aria più grandi, a resistenza magnetica hè più grande è a densità di u flussu magneticu hè più chjuca. Stu campu magneticu asimmetricu induce una forza elettromotrice squilibrata in l'avvolgimenti di u statore.
Prestazione: Questu provoca un squilibriu in e currenti statoriche trifase. Ancu più impurtante, un gran numeru d'armoniche d'ordine superiore, in particulare armoniche dispari (cum'è a 3a, a 5a, a 7a, ecc.), sò introdutte in a forma d'onda di corrente, pruvucendu chì a forma d'onda di corrente ùn sia più un'onda sinusoidale liscia ma sia distorta.
2. Generazione di cumpunenti di corrente cù frequenze caratteristiche
Principiu: U campu magneticu eccentricu rotante hè equivalente à una fonte di modulazione di bassa frequenza chì modula a corrente di frequenza di putenza basica.
Prestazione: E bande laterali appariscenu in u spettru di corrente di u statore. In particulare, i cumpunenti di frequenza caratteristica appariscenu da i dui lati di a frequenza fundamentale (50Hz).
3. Surriscaldamentu lucale di l'avvolgimenti
Principiu: I cumpunenti armonichi in a currente aumentanu a perdita di rame (perdita I²R) di l'avvolgimenti di u statore. À u listessu tempu, e currenti armoniche generanu perdite supplementari di currenti parassite è isteresi in u core di ferru, purtendu à una maggiore perdita di ferru.
Prestazione: A temperatura lucale di l'avvolgimenti di u statore è di u core di ferru aumenta anormalmente, ciò chì pò superà u limite permessu di i materiali d'isolamentu, accelerà l'invecchiamentu di l'isolamentu è ancu causà incidenti di cortocircuitu.
II. Impattu nantu à a tensione di u statore
Ancu s'è l'impattu nantu à a tensione ùn hè micca cusì direttu cum'è nantu à a corrente, hè altrettantu impurtante.
1. Distorsione di a forma d'onda di tensione
Principiu: A forza elettromotrice generata da u generatore hè direttamente ligata à u flussu magneticu di u spaziu d'aria. Un spaziu d'aria irregulare provoca una distorsione di a forma d'onda di u flussu magneticu, chì à u so tornu face chì a forma d'onda di a tensione di u statore indotta sia ancu distorta, cuntenendu tensioni armoniche.
Prestazione: A qualità di a tensione di uscita diminuisce è ùn hè più un'onda sinusoidale standard.
2. Squilibriu di tensione
In casi asimmetrici severi, pò causà un certu gradu di squilibriu in a tensione di uscita trifase.
III. Altri effetti avversi più serii (causati da prublemi di corrente è di tensione)
I prublemi di corrente è tensione sopra citati scateneranu ancu una seria di reazzioni à catena, chì sò spessu più fatali.
1. Trazione Magnetica Squilibrata (UMP)
Questa hè a cunsequenza più impurtante è periculosa di l'eccentricità di u spaziu d'aria.
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Principiu: Da u latu cù un spaziu d'aria più chjucu, l'attrazione magnetica hè assai più grande chè da u latu cù un spaziu d'aria più grande. Questa attrazione magnetica netta (UMP) tirerà ulteriormente u rotore versu u latu cù u spaziu d'aria più chjucu.
Circulu Viziosu: L'UMP aggraverà ellu stessu u prublema di u spaziu d'aria irregulare, furmendu un circulu viziosu. Più severa hè l'eccentricità, più grande hè l'UMP; più grande hè l'UMP, più severa hè l'eccentricità.
Cunsequenze:
• Aumentu di Vibrazioni è Rumore: L'unità genera una forte vibrazione radduppiata in frequenza (principalmente 2 volte a frequenza di putenza, 100Hz), è i livelli di vibrazioni è di rumore aumentanu significativamente.
• Danni meccanichi à i cumpunenti: L'UMP à longu andà pruvucarà una maggiore usura di i cuscinetti, fatigue di u ghjurnale, flessione di l'arbre, è pò ancu fà chì u statore è u rotore si sfreghinu l'unu contr'à l'altru (attritu mutuale è collisione), chì hè un guastu devastante.
2. Vibrazione aumentata di l'unità
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Fonti: Principalmente da dui aspetti:
1. Vibrazione elettromagnetica: Causata da una forza magnetica squilibrata (UMP), a frequenza hè ligata à u campu magneticu rotante è à a frequenza di a griglia.
2. Vibrazione meccanica: Causata da l'usura di i cuscinetti, u disallineamentu di l'alberu è altri prublemi causati da UMP.
Cunsequenze: Affetta u funziunamentu stabile di tuttu u gruppu generatore (cumpresa a turbina) è minaccia a sicurezza di a struttura di a centrale elettrica.
3. Impattu nantu à a cunnessione à a rete è u sistema energeticu
A distorsione di a forma d'onda di tensione è l'armoniche di corrente inquinanu u sistema energeticu di a centrale è si iniettano in a rete, ciò chì pò influenzà u funziunamentu nurmale di altre apparecchiature nantu à u listessu bus è ùn risponde micca à i requisiti di qualità di l'energia.
4. Efficienza è putenza di uscita ridutte
E perdite armoniche supplementari è u riscaldamentu riduceranu l'efficienza di u generatore, è sottu à a stessa putenza idrica in entrata, a putenza attiva utile in uscita diminuirà.
Cunclusione
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Un spaziu d'aria irregulare trà u statore è u rotore in i grandi idrogeneratori ùn hè micca una questione triviale. Cumincia cum'è un prublema elettromagneticu, ma evolve rapidamente in un difettu seriu è cumpletu chì integra aspetti elettrici, meccanichi è termichi. A trazione magnetica squilibrata (UMP) chì provoca è a risultante vibrazione severa sò i fattori principali chì minaccianu u funziunamentu sicuru di l'unità. Dunque, durante l'installazione, a manutenzione è u funziunamentu è a manutenzione quotidiani di l'unità, l'uniformità di u spaziu d'aria deve esse strettamente cuntrullata, è i primi segni di difetti di eccentricità devenu esse rilevati è trattati in modu tempestivu attraversu sistemi di monitoraghju in linea (cum'è u monitoraghju di vibrazioni, corrente è spaziu d'aria).


Data di publicazione: 18 dicembre 2025