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感應電動機在發生三相不平衡後會造成哪些後果?

2020-05-06 17:26:00
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感應電動機在發生三相不平衡後會造成哪些後果?


電氣設備對不平衡的敏感性隨設備不同而有差異。下面對感應電動機發生三相不平衡後最常見問題進行了簡單概述:


感應電動機爲具有內部旋轉感應磁場的交流異步電動機。量值與正序和/或負序分量的幅值成比例。負序分量磁場的旋轉方向與正序分量磁場的旋轉方向相反。因此,就不平衡供電而言,總旋轉磁場變成“橢圓”,而不是圓形。感應電動機面臨不平衡引起的三種問題。


首先,電動機不能産生滿額定轉矩,因爲負序系統的反向旋轉磁場産生一個反向制動轉矩,需要從與正常旋轉磁場相連的基本轉矩中減去。圖4所示爲在不平衡電源條件下感應電動機的不同轉矩-速度特性曲線。實際穩態曲線是這些曲線的加權和,平方不平衡比率與負載平方的轉矩比例具有相同權重。可以看出在正常運行區域,幾乎位于Ta直線的直線段(在曲線頂部開始的部分,最後以同步轉速穿過橫軸),T和T都是負的。這些特性可以采用如圖S所示的電機連接方式進行測量。


軸承由于在雙重系統頻率處的感應轉矩分量可能遭受機械損壞。最後,定子,尤其是轉子,出現過熱,可能導致快速熱老化。這些熱量是由從轉子看過去的反向磁場的快速旋轉(相對的方向)而産生的有效電流感應所引起的。爲了消除這些額外熱量,電動機必須降容,可能需要換裝一個較大額定功率的電動機。


不对称负载连接事例的交流铁路连接.jpg

在不平衡供电条件下的感应电动机的转矩-速度(滑差)特性曲线).jpg

具有某一不平衡分量的感应电动机供电的系统图.jpg


一、同步發電機:


同步發電機也是交流電機,例如用于就低發電的CHP裝置。它們所表現出的特性與感應電動機類似,但主要受額外熱量的影響。當設計在轉子上的穩定阻尼繞組時應特別注意,其電流是由負序和零序分量感應産生的。


二、變壓器、電纜和線路的容量:


变压器、电缆和线路的容量由于负序分量的影响而下降。运行限值实际上由总电流的RMS额定值决定,总电流也包含--部分“無用”的非正序电流。在整定总过电流保护电器的跳闸电流值时应该考虑到这一点。最大容量可以用制造商提供的降容系数来求得,依据它可选用- -胜任给负载供电的较大容量的供电系统。


三、變壓器:


受負序電壓影響的變壓器將它們按照與正序電壓相同的方式壓變。零序電壓取決于一次繞組和二次繞組的連接方式,特別是有無中線。例如,如果一側爲三相四線連接,中線電流可以流過。如果另一側繞組爲三角形連接則零序電流轉變成爲三角形繞組中的循環電流(導致發熱)。相應的零序磁通將穿過變壓器的結構部分,在象油箱這樣的部件中引起寄生損耗,有時爲此需要額外降容。


四、電子功率變流器:


電子功率變流器已經廣泛用于象變速傳動、PC機電源、高效照明等這樣的裝置中。他們會面臨額外非特性諧波,雖然在總體上,總諧波畸變或多或少保持恒定。在對用于處理這些諧波的無源濾波器組進行設計時必須考慮到這種現象。這個主題在本指南的另外一章有所講述。


以上討論的設備自然都是三相負載。當然,由三相電壓不平衡引起的供電電壓變化也會影響單相負載。



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