Wat is een "phase unbalance fault" in een asynchrone motor?

Definitie van een ongebalanceerde fasefout

In een asynchrone motor verwijst "faseongevenwichtigheidsfout" meestal naar de situatie waarin de amplitude van de driefasenstromen (of spanningen) niet consistent is en het verschil in amplitude de gespecificeerde grens te boven gaat. Ideaal gezien zouden de grootte van de driefasespanningsvectoren gelijk moeten zijn en in de volgorde A, B, C gerangschikt, met een hoek van 2π/3 tussen elk paar. Echter, door verschillende factoren die de werkelijke operatie beïnvloeden, kan deze evenwichtige toestand verbroken worden, wat leidt tot faseongevenwichtigheid.

De oorzaak van een ongebalanceerde fasedefect

Ongelijke Driefasespanning: Als de driefasespanning ongebalanceerd is, zal er in de motor stroom en een tegengesteld magnetisch veld ontstaan, waardoor een grote tegengestelde koppel wordt opgewekt, wat leidt tot een onevenwichtige verdeling van de driefasenstromen in de motor en een toename van de stroom in één fasewikkeling.

Overbelasting: Bij werking onder overbelaste omstandigheden, vooral tijdens het opstarten, neemt de stroom in de stator en rotor van de motor toe, wat warmteopwekking veroorzaakt. Als dit voor een iets langere periode aanhoudt, is het zeer waarschijnlijk dat dit resulteert in een onevenwichtige verdeling van de wikkelingenstromen.

Stator- en rotorwikkelingsfouten van de motor: Wanneer de statorwikkeling een tussenomwentelingsshortcircuit, lokaal aarding of open circuit heeft, zal dit leiden tot een te hoge stroom in één fase of twee wortels van de rotorwikkeling, wat resulteert in een ernstig onevenwicht van de driefase-stroom.

Onjuiste bedrijfsvoering en onderhoud door personeel: Bedienden inspecteren en onderhouden elektrische apparatuur niet regelmatig, wat leidt tot menselijk veroorzaakte lekkage of fasesverlies in elektrische apparatuur.

De gevaren van ongebalanceerde fasefouten

Toename van lijnverliezen van elektrische energie: In een driefase vierdraden voedingnetwerk, als stroom door de geleiders loopt, zijn elektrische energieverliezen onvermijdelijk vanwege de aanwezigheid van impedantie, en deze verliezen staan in directe verhouding tot het kwadraat van de stroom die loopt. Bij voeding in een driefase vierdraadconfiguratie in het laagspanningsnet, zijn onevenwichtigheden in de driefaselasten onvermijdelijk vanwege de aanwezigheid van enkelefaselasten. Tijdens ongebalanceerde werking van driefaselasten draagt de neutrale lijn ook stroom. Dit leidt niet alleen tot verliezen in de fasendrahten, maar ook tot verliezen in de neutrale lijn, waardoor de lijnverliezen in het netwerk toenemen.

Toename van energieverliezen in distributietransformatoren: Distributietransformatoren zijn de belangrijkste voedingsapparatuur in het laagspanningsnet. Bij werking onder ongebalanceerde driefaselastcondities zal dit leiden tot een toename van de verliezen in de distributietransformator.

Vermindering van de capaciteit van de distributietransformator: Bij het ontwerpen van een distributietransformator, is de wikkelstructuur ontworpen voor evenwichtige lastoperatie, met algemeen consistente wikkelprestaties en gelijke nominale capaciteiten voor elke fase. De maximale toegestane capaciteit van de distributietransformator wordt beperkt door de nominale capaciteit van elke fase. Als de distributietransformator werkt onder ongebalanceerde driefaselastcondities, zal de lichter belaste fase overtollige capaciteit hebben, wat leidt tot een verminderde uitvoer van de transformator. De mate van deze reductie hangt af van de mate van onevenwichtigheid in de driefaselast. Hoe groter de onevenwichtigheid in de driefaselast, hoe meer de capaciteit van de distributietransformator wordt verlaagd.

Nulsequentiestroom gegenereerd door de distributietransformator: Wanneer de distributietransformator werkt onder ongebalanceerde driefaselastcondities, zal er nulsequentiestroom worden gegenereerd, die zal variëren met de mate van onevenwichtigheid in de driefaselast. Hoe groter de onevenwichtigheid, hoe groter de nulsequentiestroom.

Conclusie

De "faseongevenwichtigheidsfout" in asynchrone motoren is een complex probleem dat meerdere factoren betreft. Het begrijpen van de oorzaken en gevaren ervan is cruciaal voor het waarborgen van de normale werking van de motor en het verlengen van diens levensduur. Door redelijke onderhoudsmaatregelen en passende beschermingsmaatregelen te implementeren, kan het optreden van faseongevenwichtigheidsfouten effectief worden verminderd.