Cosa è un "difetto di squilibrio di fase" in un motore a induzione?

Definizione di guasto di fase squilibrata

In un motore asincrono, il "guasto di fase squilibrata" si riferisce solitamente alla situazione in cui l'ampiezza delle correnti trifase (o dei voltaggi) è inconsistente e la differenza di ampiezza supera il range specificato. Idealmente, le dimensioni dei vettori di tensione trifase dovrebbero essere uguali e disposte nell'ordine A, B, C, con un angolo di 2n/3 tra ciascuna coppia. Tuttavia, a causa di vari fattori che influiscono sull'operazione effettiva, questo stato bilanciato potrebbe essere interrotto, portando a uno squilibrio di fase.

La causa del guasto di fase squilibrata

Tensione trifase squilibrata: Se la tensione trifase è squilibrata, ci sarà una corrente inversa e un campo magnetico inverso nel motore, generando una grande coppia inversa, causando uno squilibrio nella distribuzione delle correnti trifase nel motore e aumentando la corrente in una bobina di fase.

Sovraccarico: Quando si opera in condizioni di sovraccarico, specialmente durante l'avviamento, la corrente nello statore e nel rotore del motore aumenta, causando la generazione di calore. Se questa situazione persiste per un periodo leggermente più lungo, è molto probabile che si verifichi uno squilibrio delle correnti nelle bobine.

Guasti alle avvolgimenti dello statore e del rotore del motore: Quando l'avvolgimento dello statore presenta un cortocircuito tra spire, un collegamento a massa locale o un circuito aperto, causerà una corrente eccessiva in una fase o due radici dell'avvolgimento del rotore, risultando in uno squilibrio severo della corrente trifase.

Operazione e manutenzione impropria da parte del personale: Gli operatori non ispezionano e mantengono regolarmente l'equipaggiamento elettrico, portando a perdite o assenze di fase indotte dall'uomo nell'equipaggiamento elettrico.

I pericoli dei guasti di fase squilibrati

Aumento delle perdite di energia elettrica: In una rete di alimentazione trifase a quattro fili, quando la corrente scorre attraverso i conduttori di linea, le perdite di energia elettrica sono inevitabili a causa della presenza di impedenza, e queste perdite sono direttamente proporzionali al quadrato della corrente che scorre. Quando la rete a bassa tensione fornisce energia in configurazione trifase a quattro fili, gli squilibri nei carichi trifase sono inevitabili a causa della presenza di carichi monofase. Durante l'operazione squilibrata dei carichi trifase, la linea neutra trasporta anche corrente. Ciò non solo causa perdite nei conduttori di fase, ma anche perdite nella linea neutra, aumentando così le perdite di linea nella rete elettrica.

Aumento delle perdite di energia nei trasformatori di distribuzione: I trasformatori di distribuzione sono l'equipaggiamento principale di alimentazione nella rete a bassa tensione. Quando operano in condizioni di carico trifase squilibrato, ciò porterà a un aumento delle perdite nei trasformatori di distribuzione.

Riduzione della capacità del trasformatore di distribuzione: Quando si progetta un trasformatore di distribuzione, la sua struttura di avvolgimento è progettata per condizioni di operazione a carico bilanciato, con prestazioni generalmente coerenti e capacità nominali eguali per ciascuna fase. La capacità massima consentita del trasformatore di distribuzione è limitata dalla capacità nominale di ciascuna fase. Se il trasformatore di distribuzione opera in condizioni di carico trifase squilibrato, la fase meno caricata avrà capacità residua, risultando in una riduzione dell'uscita del trasformatore. L'entità di tale riduzione è correlata al grado di squilibrio del carico trifase. Più grande è lo squilibrio del carico trifase, maggiore sarà la riduzione della capacità del trasformatore di distribuzione.

Corrente zero-sequence generata dal trasformatore di distribuzione: Quando il trasformatore di distribuzione opera in condizioni di carico trifase squilibrato, genererà una corrente zero-sequence, che varierà in base al grado di squilibrio del carico trifase. Maggiore è lo squilibrio, maggiore sarà la corrente zero-sequence.

Conclusione

Il "guasto di fase squilibrata" nei motori asincroni è un problema complesso che coinvolge diversi fattori. Comprendere le sue cause e i pericoli è cruciale per garantire il funzionamento normale del motore e prolungarne la vita utile. Implementando una manutenzione ragionevole e misure di protezione appropriate, si possono ridurre efficacemente i guasti di fase squilibrata.