ما هو "عطل عدم توازن الطور" في محرك الاستقراء؟

تعريف عطل عدم التوازن بين الأطوار

في المحركات الكهربية، يشير "عطل عدم التوازن بين الأطوار" عادة إلى حالة تكون فيها سعة تيار الأطوار الثلاثة (أو الجهد) غير متساوية، ويتجاوز الفرق في السعة النطاق المحدد. من الناحية المثالية، يجب أن تكون حجم متجهات جهد الأطوار الثلاثة متساوية وتُرتب بترتيب A، B، C، مع زاوية قدرها 2π/3 بين كل زوج. ومع ذلك، بسبب العوامل المختلفة المؤثرة على التشغيل الفعلي، قد يتعرض هذا التوازن للفشل مما يؤدي إلى عدم التوازن بين الأطوار.

أسباب عطل عدم التوازن بين الأطوار

عدم توازن الجهد ثلاثي الأطوار: إذا كان الجهد ثلاثي الأطوار غير متوازن، سيكون هناك تيار عكسي ومجال مغناطيسي عكسي في المحرك، مما يولد عزم دوران عكسي كبير، مما يؤدي إلى عدم توازن في توزيع تيار الأطوار الثلاثة في المحرك وزيادة التيار في ملف واحد من الأطوار.

الحمولة الزائدة: عند العمل تحت ظروف الحمولة الزائدة، خاصة أثناء بدء التشغيل، يزداد التيار في القاطع والروتور للمحرك، مما يؤدي إلى إنتاج حرارة. إذا استمرت هذه الحالة لفترة أطول قليلاً، فمن المرجح جداً أن يحدث عدم توازن في تيار ملفات اللف.

عطل ملفات القاطع والروتور للمحرك: عندما يكون هناك قصر دوري أو تأريض محلي أو فتح دائرة في ملفات القاطع، سيؤدي ذلك إلى زيادة التيار في طور واحد أو اثنين من ملفات الروتور، مما يؤدي إلى عدم توازن شديد في تيار الأطوار الثلاثة.

التشغيل والصيانة غير المناسبة من قبل الموظفين: فشل المشغلين في فحص وإصلاح المعدات الكهربائية بشكل منتظم يؤدي إلى تسرب كهربائي أو فقدان طور في المعدات الكهربائية بسبب الأخطاء البشرية.

مخاطر عطل عدم التوازن بين الأطوار

زيادة خسائر الطاقة في الخطوط: في شبكة التغذية بأربع أسلاك وأطوار ثلاثة، عندما يتدفق التيار عبر أجهزة التوصيل، فإن خسائر الطاقة الكهربائية لا مفر منها بسبب وجود المقاومة، وهذه الخسائر تناسبية مع مربع التيار المتدفق. عندما يتم تزويد الشبكة ذات الجهد المنخفض بالطاقة بأربع أسلاك وأطوار ثلاثة، يكون عدم توازن الأحمال الثلاثية لا مفر منه بسبب وجود الأحمال الأحادية. خلال تشغيل الأحمال الثلاثية بطريقة غير متوازنة، يحمل الخط المحايد أيضاً تياراً. هذا يؤدي ليس فقط إلى خسائر في أسلاك الأطوار ولكن أيضاً إلى خسائر في الخط المحايد، مما يؤدي إلى زيادة خسائر الخط في الشبكة الكهربائية.

زيادة خسارة الطاقة في المحولات التوزيعية: تعتبر المحولات التوزيعية هي المعدات الرئيسية لتزويد الطاقة في الشبكة ذات الجهد المنخفض. عند العمل تحت ظروف الأحمال الثلاثية غير المتوازنة، سيؤدي ذلك إلى زيادة خسائر المحول التوزيعي.

انخفاض سعة المحول التوزيعي: عند تصميم المحول التوزيعي، يتم تصميم هيكل ملفاته للعمل تحت ظروف الأحمال المتوازنة، حيث تكون أداء ملفات اللف عموماً متساوياً وبسعة اسمية متساوية لكل طور. السعة القصوى المسموح بها للمحول التوزيعي محددة بسعة كل طور. إذا عمل المحول التوزيعي تحت ظروف الأحمال الثلاثية غير المتوازنة، سيكون للطور الأقل حمولة سعة فائضة، مما يؤدي إلى انخفاض في الإخراج. مدى هذا الانخفاض يتعلق بدرجة عدم التوازن بين الأحمال الثلاثية. كلما كان عدم التوازن أكبر، كلما انخفضت سعة المحول التوزيعي أكثر.

تيار الصفر الذي يولده المحول التوزيعي: عند تشغيل المحول التوزيعي تحت ظروف الأحمال الثلاثية غير المتوازنة، سيولد تيار الصفر، والذي يختلف بناءً على درجة عدم التوازن بين الأحمال الثلاثية. كلما كان عدم التوازن أكبر، كلما كان تيار الصفر أكبر.

خاتمة

يعتبر "عطل عدم التوازن بين الأطوار" في المحركات الكهربية قضية معقدة تتضمن عدة عوامل. فهم أسبابه ومخاطره أمر ضروري لضمان التشغيل الطبيعي للمحرك وتمديد عمره الافتراضي. من خلال تطبيق صيانة معقولة وتدابير حماية مناسبة، يمكن تقليل حدوث عطل عدم التوازن بين الأطوار بشكل فعال.