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三相异步电机不对称电压运行的不良后果分析

2020-09-09 14:26:46     来源:电机技术日参        

【哔哥哔特导读】综合以上分析内容可以发现,当三相电机的供电压不平衡时,电机过载能力和效率水平下降的同时,绕组发热是一个很大的问题,这也是电机产品技术条件中对电源电压不平度提出要求的关键所在。

三相异步电动机正常运行的必要条件是电压的对称性。但在实际运行过程中,总会因为电网或电机本身的故障问题出现电压的不对称。比如在电网中接有较大的单相负载,或电网相与相短路、一相接地或一相断开等事故,以及电机本身出现的引接线相间、断裂或对地等质量问题,都会导致电机绕组三相电压不对称。三相异步电动机在不对称电压下运行时,电机的起动转矩、过载能力和效率都会有所下降。

当三相电压不对称时,即会在电机气隙中同时存在正序磁场和负序磁场,其中正序磁场产生正转的电磁转矩,而负序磁场则产生反转电磁转矩及负的机械功率。

电机

由于负序磁场产生的转矩为负值,相当于制动转矩,也就是在阻碍电机转子正常的转动,导致电机的综合转矩减小,其最终结果是电机的最大转矩也在减小,自然地,电机的过载能力就变差。

从电机的转差分析,当电机正常运行时,三相异步电机的转差率很小,因而负序磁场引起的制动转矩不是太大问题,但绕组的发热问题就会很严重,可能会导致绕组在很短时间内出现烧毁故障。同时,负序磁场会增加电机损耗,最终结果是电机效率降低、温升增高。

综合以上分析内容可以发现,当三相电机的供电压不平衡时,电机过载能力和效率水平下降的同时,绕组发热是一个很大的问题,这也是电机产品技术条件中对电源电压不平度提出要求的关键所在。

对于该问题的理解,我们可以通过极限问题分析进行论证。无论是电机的试验还是使用过程,都有可能出现电机的缺相问题,缺相故障的特征我们在以前的文章中也多次涉及,在此不赘述。

从三相电压不对称的理论分析我们可以得出一个结论,如果电网电压不对称,电机无法在额定负载下运行,否则电机会因为绕组发热而出现毁灭性的电气故障。我们在以前的文章中也谈过电机缺相运行的故障特征,当电机运行中出现缺相问题时,因为绕组过热问题,会在环境中弥漫一种焦臭味,同时伴有一种类似低频电磁声的噪音,电机转速会下降;一旦电机停转,即再无法起动。

对于不少的设备厂,因为有较多的设备工作,则应从负载的分配上进行必要的调整,特别是大容量的单相负载较多时,更应对三相电压的对称情况进行监控,以防止因为电压不对称出现电机故障。

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