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三相异步电动机三相不平衡的原因(三相异步电动机允许电压偏差)
时间:2022-06-27 11:18

三相异步电动机正常运行的必要条件是电压的对称性。但在实际运行中,由于电网或电机本身的故障,总会出现电压不对称的情况。比如电网中接入的单相负荷较大,或者电网发生相间短路、相间接地或相间断线等事故,以及电机本身存在相间、断线或引线接地等质量问题,都会导致电机绕组三相电压不对称。当三相异步电动机在不对称电压下运行时,电动机的起动转矩、过载能力和效率都会降低。

当三相电压不对称时,电机气隙中会同时存在正序磁场和负序磁场,其中正序磁场产生正电磁转矩,负序磁场产生反电磁转矩和负机械功率。

因为负序磁场产生的转矩是负的,相当于制动转矩,也就是在阻碍电机转子的正常转动,导致电机的综合转矩下降,最终的结果就是电机的最大转矩也在下降,自然,电机的过载能力就变差了。

从电机的转差率分析,当电机正常运行时,三相异步电机的转差率很小,因此负序磁场引起的制动力矩问题不大,但绕组发热问题会很严重,可能会导致绕组短时间烧坏。同时,负序磁场会增加电机损耗,最终导致电机效率下降,温升增加。

从以上分析可以发现,当三相电机的供电电压不平衡时,电机的过载能力和效率水平下降,同时绕组发热也是一大问题,这也是电机产品技术条件中对供电电压不均匀性要求的关键。

我们可以通过分析极限问题来论证对这个问题的理解。电机无论是测试还是使用,都有可能发生失相,失相故障的特征在之前的文章中已经讲过很多遍了,这里就不再赘述。

从三相电压不对称的理论分析中,我们可以得出这样的结论:如果电网电压不对称,电机就不能在额定负载下运行,否则电机会因绕组发热而发生毁灭性的电气故障。在之前的文章中,我们也谈到了电机断相运行的故障特征。当电机运行中出现断相问题时,由于绕组过热,环境中会有烧焦的气味,并伴有类似低频电磁声的噪音,电机转速会降低。一旦电机停止运转,就不能再启动。

对于很多设备厂来说,由于工作的设备较多,需要从负荷分配上进行必要的调整,特别是当有很多大容量单相负荷时,要监测三相电压的对称性,防止因电压不对称而导致电机故障。

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