Три{0}}фазний асинхронний двигун: аналіз несприятливих ефектів при роботі з асиметричною напругою

Необхідна умова для нормальної роботитри{0}}фазний асинхронний двигунє симетрією напруги. Однак асиметрична напруга часто виникає в реальній роботі через несправності в електромережі або самому двигуні. Наприклад, велике одно{2}}фазне навантаження, під’єднане до електромережі, короткі замикання між фазами-{4}}фази, заземлення однієї-фази або одно-обрив-фазного ланцюга в мережі, а також проблеми з якістю, такі як прорив фази-до-фази, поломка або порушення ізоляції на землю внутрішнього двигуна проводів, усі вони призведуть до асиметричної три{10}}фазної напруги, що подається на обмотки двигуна. Коли aтри{0}}фазний асинхронний двигунпрацює під асиметричною напругою, його пусковий момент, здатність до перевантаження та ефективність зменшаться.

Коли три{0}}фазна напруга асиметрична, у повітряному зазорі двигуна співіснують як магнітні поля прямої-послідовності, так і-негативної{2}}послідовності. Поле прямої{4}}послідовності створює прямий електромагнітний момент, тоді як поле зворотної-послідовності створює зворотний електромагнітний момент і негативну механічну потужність.

Оскільки крутний момент, створюваний полем зворотної -послідовності, є від’ємним, він діє як гальмівний момент, який перешкоджає нормальному обертанню ротора двигуна. Це зменшує результуючий крутний момент двигуна та, зрештою, знижує його максимальний крутний момент, що, природно, призводить до погіршення здатності до перевантаження.

З точки зору ковзання двигуна, під час нормальної роботи, ковзання aтри{0}}фазний асинхронний двигундуже малий, тому гальмівний момент, викликаний полем негативної-послідовності, незначний. Однак проблема нагрівання обмоток стає надзвичайно серйозною, що може призвести до перегоряння обмоток за дуже короткий час. Водночас магнітне поле зворотної{3}}послідовності збільшує втрати двигуна, що призводить до зниження ефективності та підвищення температури.

На основі наведеного вище аналізу можна зробити висновок, що коли напруга живлення три-фазного двигуна незбалансована, здатність до перевантаження та ефективність знижуються, тоді як перегрів обмотки стає критичною небезпекою. Саме тому технічні характеристики двигуна накладають жорсткі обмеження на дисбаланс напруги живлення.

Цей висновок можна перевірити, проаналізувавши екстремальні умови експлуатації. Однофазна-робота може відбуватися під час випробування або обслуговування двигуна; характеристики одно-фазних замикань обговорювалися в попередніх статтях і не будемо повторюватися тут.

З теоретичного аналізу асиметрії три{0}}фазної напруги ми можемо зробити чіткий висновок: двигун не може працювати під номінальним навантаженням, якщо напруга в мережі асиметрична, інакше через перегрів обмотки станеться катастрофічна електрична несправність. Як обговорювалося в попередніх статтях про одно-несправності однофазної роботи, коли двигун втрачає одну фазу під час роботи, перегрів обмотки спричинить запах горілого, що супроводжується низькочастотним-електромагнітним шумом і падінням швидкості двигуна. Після зупинки двигуна він більше не зможе перезапуститися.

Для виробників обладнання, які працюють з багатьма машинами, необхідно внести необхідні коригування до розподілу навантаження. Особливо, коли присутня велика кількість-потужних однофазних-навантажень, слід контролювати симетрію три-фазної напруги, щоб запобігти збоям двигуна, спричиненим асиметрією напруги.