Què és un "defecte d'equilibri de fase" en un motor d'inducció?

Definició de l'error de fase desequilibrada

En un motor d'inducció, "l'error de fase desequilibrada" sol referir-se a la situació en què l'amplitud de les corrents (o tensions) de tres fases no és consistent, i la diferència en l'amplitud supera el rang especificat. Idealment, la magnitud dels vectors de tensió de les tres fases hauria de ser igual i ordenada en la seqüència A, B, C, amb un angle de 2π/3 entre cada parell. Tanmateix, a causa de diversos factors que afecten l'operació real, aquest estat equilibrat pot romandre trencat, provocant una desequilibrada de fase.

La causa de l'error de fase desequilibrada

Tensió de tres fases desequilibrada: Si la tensió de les tres fases és desequilibrada, hi haurà corrent i camp magnètic inversos al motor, generant un gran moment d'inversió, causant una distribució desequilibrada de les corrents de les tres fases al motor i augmentant la corrent en una bobina de fase.

Sobrecàrrega: Quan es treballa en condicions de sobrecàrrega, especialment durant l'arrancada, la corrent en el rotor i el stator del motor augmenta, causant la generació de calor. Si això persisteix durant un període més llarg, és molt probable que resulti en una desequilibrada de les corrents de les bobines.

Errors en les bobines del stator i rotor del motor: Quan la bobina del stator té un curtcircuït entre espires, un terra local o un circuit obert, això causarà una corrent excessiva en una fase o dues arrels de la bobina del rotor, resultant en una desequilibrada greu de la corrent de les tres fases.

Operació i manteniment inapropiats per part del personal: Els operadors no inspeccionen ni mantenen regularment l'equipament elèctric, conduint a filtracions o pèrdues de fase causades per l'home.

Els riscos de l'error de fase desequilibrada

Augment de les pèrdues de línia d'energia elèctrica: En una xarxa d'abastament de quatre fils de tres fases, quan la corrent flueix a través dels conductors de línia, les pèrdues d'energia elèctrica són inevitables a causa de la presència d'impedància, i aquestes pèrdues són directament proporcionals al quadrat de la corrent que flueix. Quan la xarxa de baixa tensió abasteix d'energia en una configuració de quatre fils de tres fases, les desequilibrades en les càrregues de tres fases són inevitables a causa de la presència de càrregues monofàsiques. Durant l'operació desequilibrada de les càrregues de tres fases, la línia neutral porta corrent també. Això no només resulta en pèrdues en els conductors de fase, sinó que també provoca pèrdues en la línia neutral, incrementant així les pèrdues de línia a la xarxa elèctrica.

Augment de la pèrdua d'energia en els transformadors de distribució: Els transformadors de distribució són l'equipament principal d'abastament d'energia en la xarxa de baixa tensió. Quan funcionen en condicions de càrrega de tres fases desequilibrada, això portarà a un increment de les pèrdues del transformador de distribució.

Reducció de la capacitat del transformador de distribució: En el disseny d'un transformador de distribució, la seva estructura de bobines està dissenyada per a condicions d'operació de càrrega equilibrada, amb un rendiment general de les bobines coherent i capacitats nominals iguals per a cada fase. La capacitat màxima permès del transformador de distribució està limitada per la capacitat nominal de cada fase. Si el transformador de distribució opera en condicions de càrrega de tres fases desequilibrada, la fase menys carregada tindrà capacitat excendent, resultant en una reducció de la sortida del transformador. L'extensió d'aquesta reducció està relacionada amb el grau de desequilibri de la càrrega de tres fases. Més gran sigui el desequilibri de la càrrega de tres fases, més gran serà la reducció de la capacitat del transformador de distribució.

Corrent de seqüència zero generada pel transformador de distribució: Quan el transformador de distribució opera en condicions de càrrega de tres fases desequilibrada, generarà corrent de seqüència zero, que variarà segons el grau de desequilibri de la càrrega de tres fases. Més gran sigui el desequilibri, més gran serà la corrent de seqüència zero.

Conclusió

L'"error de fase desequilibrada" en els motors d'inducció és un tema complex que implica múltiples factors. Comprendre les seves causes i riscos és crucial per assegurar el funcionament normal del motor i prolongar la seva vida útil. Implementant un manteniment raonable i mesures de protecció adequades, es pot reduir eficaçment la aparició d'errors de fase desequilibrada.