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三相异步电机缺相后的表象

2019-9-28

如果三相电机一相或两相所有的绕组被烧坏,一般都是因为缺相运行造成。缺相故障表象为:绕组规律性过热烧黑,与故障相邻接正常相完好无损;缺相后,电机一般能继续运行,但缺相引起的单相运行转速下降明显。

如图1所示,电机为Δ接线,B相输入线路断开(B),电机转换为BC相串联支路与A相支路并联。在负荷恒定不变的情况下,A相支路电流过大,A相绕组必然会因过热而烧毁。

如图2所示, 电机为Y接线,同样假定B输入线路断开(B) AC两相绕组实际串变单相绕组,旋转磁场为椭圆磁场,属于不对称运行,故相同负载下,负载电流将加大,将导致两相绕组同时烧坏。

缺相后,电动机可继续沿方向运行,但速度明显下降,磁场切割导体的速率加大,容易因过热而烧毁电机。

未起动的电机发生缺相事故,电源接通后时,一般会发出沉闷的嗡嗡声而无法起动。因为缺一相电源后,定子铁心中产生的是单相脉动磁场,分解成得到正逆序幅值相等的旋转磁势。此时短路转子对定子正逆序磁势产生效应相等的反作用,与定子合成后产生正逆序相等的磁场,这时正逆序转矩也相等,不能使电动机产生起动转矩,电机也就不能起动。

但在运行中情况就大不相同。转子与正序磁势间转差率小,转子近乎开路,正序视在阻抗大,转子正序电流小,经转子反作用后合成的正序旋转磁场仍然较大,磁密及反电势较大,正序转矩值也较大。转子对逆序磁势则是短路的,呈现出很强的去磁阻尼效应,逆序视在阻抗小,转子逆序电流分量很大,合成逆序磁场幅值很小,磁密、反电势小,所产生逆序转矩也小。正逆序磁场转矩之差便是电机实际产生的转矩。

故电机缺相时,电机没有起动转矩,但却可以在旋转方向产生驱动转矩,使它继续转动。因合成磁势波为椭圆形旋转磁场,谐波和有害电流成分急剧增大,最终导致绕组烧毁。

如何预防电机缺相

缺相运行带来的直接危害就是电机一相或两相绕组因过流而过热乃至烧毁。同时,由于过流,加速了动力电缆的绝缘老化。尤其静止或起动时,缺相会在电机绕组中产生的堵转电流数倍于额定电流,其绕组烧毁的速度比运行中突然缺相更快更严重。

因此,缺相是电机控制系统重要监测项目。在对电机进行日常维护和检修的同时,对电机控制中心相应的功能单元必须进行全面的检修和试验,重点要认真检查负荷开关、动力线路、静动触点的可靠性,杜绝缺相运行,并通过过流保护系统的可靠动作防止烧毁电机绕组。

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