Que é unha "falta de equilibrio de fases" nun motor de indución
Definición de fallo por desequilibrio de fases
En un motor de inducción, "fallo por desequilibrio de fases" se refiere generalmente a la situación en la que la amplitud de las corrientes (o voltajes) trifásicas no es consistente, y la diferencia en amplitud supera el rango especificado. Idealmente, el tamaño de los vectores de voltaje trifásico debería ser igual y estar ordenado en la secuencia A, B, C, con un ángulo de 2π/3 entre cada par. Sin embargo, debido a diversos factores que afectan la operación real, este estado equilibrado puede romperse, lo que lleva al desequilibrio de fases.
La causa del fallo por desequilibrio de fases
Voltaje Trifásico Desequilibrado: Si el voltaje trifásico está desequilibrado, habrá corriente y campo magnético inversos en el motor, generando un gran par inverso, causando un desequilibrio en la distribución de las corrientes trifásicas en el motor e incrementando la corriente en un viento de fase.
Sobrecarga: Cuando se opera bajo condiciones de sobrecarga, especialmente durante el arranque, la corriente en el estator y el rotor del motor aumenta, produciendo calor. Si esto persiste por un período ligeramente más largo, es muy probable que resulte en un desequilibrio de las corrientes de viento.
Fallas en los Vientos del Estator y Rotor del Motor: Cuando el viento del estator tiene un cortocircuito entre vueltas, una conexión a tierra local o un circuito abierto, causará una corriente excesiva en una fase o dos raíces del viento del rotor, resultando en un desequilibrio severo de la corriente trifásica.
Operación y mantenimiento inadecuados por parte del personal: Los operadores no inspeccionan ni mantienen regularmente el equipo eléctrico, lo que conduce a fugas o pérdida de fase en el equipo eléctrico causadas por el hombre.
Los peligros de los fallos por desequilibrio de fases
Aumento de las pérdidas de energía en línea: En una red de suministro de energía trifásica de cuatro cables, cuando la corriente fluye a través de los conductores de línea, las pérdidas de energía son inevitables debido a la presencia de impedancia, y estas pérdidas son directamente proporcionales al cuadrado de la corriente que fluye. Cuando la red de baja tensión suministra energía en una configuración trifásica de cuatro cables, los desequilibrios en las cargas trifásicas son inevitables debido a la presencia de cargas monofásicas. Durante la operación desequilibrada de las cargas trifásicas, la línea neutra también transporta corriente. Esto no solo resulta en pérdidas en los conductores de fase, sino que también causa pérdidas en la línea neutra, aumentando así las pérdidas en la red de energía.
Aumento de la pérdida de energía en transformadores de distribución: Los transformadores de distribución son el principal equipo de suministro de energía en la red de baja tensión. Cuando operan bajo condiciones de carga trifásica desequilibrada, llevará a un aumento de las pérdidas en los transformadores de distribución.
Reducción de la capacidad del transformador de distribución: Al diseñar un transformador de distribución, su estructura de viento se diseña para condiciones de operación de carga equilibrada, con un rendimiento generalmente consistente y capacidades nominales iguales para cada fase. La capacidad máxima permitida del transformador de distribución está limitada por la capacidad nominal de cada fase. Si el transformador de distribución opera bajo una condición de carga trifásica desequilibrada, la fase menos cargada tendrá capacidad sobrante, resultando en una reducción de la salida del transformador. El grado de esta reducción está relacionado con el grado de desequilibrio de la carga trifásica. Cuanto mayor sea el desequilibrio de la carga trifásica, mayor será la reducción de la capacidad del transformador de distribución.
Corriente cero-secuencia generada por el transformador de distribución: Cuando el transformador de distribución opera bajo condiciones de carga trifásica desequilibrada, generará corriente cero-secuencia, que variará según el grado de desequilibrio de la carga trifásica. Cuanto mayor sea el desequilibrio, mayor será la corriente cero-secuencia.
Conclusión
El "fallo por desequilibrio de fases" en los motores de inducción es un problema complejo que implica múltiples factores. Comprender sus causas y peligros es crucial para garantizar el funcionamiento normal del motor y prolongar su vida útil. Implementando un mantenimiento razonable y medidas protectoras adecuadas, se pueden reducir eficazmente los fallos por desequilibrio de fases.
