Что такое "фазовый дисбаланс" в асинхронном двигателе

Определение несбалансированной фазовой неисправности

В асинхронном двигателе "несбалансированная фазовая неисправность" обычно означает ситуацию, когда амплитуда трехфазных токов (или напряжений) неодинакова, и разница в амплитуде превышает установленный диапазон. Идеально, размеры векторов трехфазного напряжения должны быть равными и располагаться в порядке A, B, C, с углом 2π/3 между каждой парой. Однако из-за различных факторов, влияющих на реальную работу, это сбалансированное состояние может быть нарушено, что приводит к несбалансированности фаз.

Причины несбалансированной фазовой неисправности

Несбалансированное трехфазное напряжение: Если трехфазное напряжение несбалансировано, в двигателе возникнут обратные токи и обратные магнитные поля, что создаст большое обратное вращающее момент, вызывая несбалансированность распределения трехфазных токов в двигателе и увеличивая ток в одной обмотке фазы.

Перегрузка: При работе в условиях перегрузки, особенно при запуске, токи в статоре и роторе двигателя увеличиваются, что приводит к нагреву. Если это продолжается немного дольше, очень вероятно, что это приведет к несбалансированности токов в обмотках.

Неисправности обмоток статора и ротора двигателя: Когда в обмотке статора происходит межвитковое короткое замыкание, местное заземление или обрыв, это вызывает избыточный ток в одной или двух обмотках ротора, что приводит к серьезной несбалансированности трехфазного тока.

Неправильная эксплуатация и обслуживание персоналом: Операторы не проводят регулярные осмотры и обслуживание электрического оборудования, что приводит к утечкам или потере фаз, вызванным человеческим фактором, в электрическом оборудовании.

Опасности несбалансированных фазовых неисправностей

Увеличение потерь электроэнергии в линиях: В сети питания с четырехпроводной системой, когда ток протекает через проводники линии, потери электроэнергии неизбежны из-за наличия импеданса, и эти потери прямо пропорциональны квадрату протекающего тока. Когда низковольтная сеть питает нагрузку в трехфазной четырехпроводной конфигурации, несбалансированность трехфазных нагрузок неизбежна из-за наличия однофазных нагрузок. При несбалансированной работе трехфазных нагрузок, нейтральный провод также несет ток. Это не только приводит к потерям в фазных проводниках, но и вызывает потери в нейтральном проводе, что увеличивает потери в сети питания.

Увеличение потерь энергии в распределительных трансформаторах: Распределительные трансформаторы являются основным оборудованием для подачи электроэнергии в низковольтной сети. При работе в условиях несбалансированной трехфазной нагрузки это приводит к увеличению потерь в распределительных трансформаторах.

Снижение мощности распределительных трансформаторов: При проектировании распределительного трансформатора его обмоточная структура рассчитывается для работы при сбалансированной нагрузке, с общими характеристиками обмоток и одинаковыми номинальными мощностями для каждой фазы. Максимальная допустимая мощность распределительного трансформатора ограничена номинальной мощностью каждой фазы. Если распределительный трансформатор работает при несбалансированной трехфазной нагрузке, фаза с меньшей нагрузкой будет иметь избыточную мощность, что приведет к снижению выходной мощности трансформатора. Степень этого снижения зависит от степени несбалансированности трехфазной нагрузки. Чем больше несбалансированность трехфазной нагрузки, тем больше снижается мощность распределительного трансформатора.

Образование нулевой последовательности тока в распределительном трансформаторе: При работе распределительного трансформатора при несбалансированной трехфазной нагрузке образуется нулевая последовательность тока, которая изменяется в зависимости от степени несбалансированности трехфазной нагрузки. Чем больше несбалансированность, тем больше нулевая последовательность тока.

Заключение

"Несбалансированная фазовая неисправность" в асинхронных двигателях — это сложная проблема, связанная с множеством факторов. Понимание ее причин и опасностей важно для обеспечения нормальной работы двигателя и продления его срока службы. Реализация разумного обслуживания и соответствующих защитных мер может эффективно снизить возникновение несбалансированных фазовых неисправностей.