电机知识

三相异步电动机电压降低时电流变化(电机三相电流不平衡的后果)

2022-06-27 11:23 阅读次数:1

对于一台三相电机来说,无论在测试过程中还是使用过程中,电流都会时不时的不均匀。为防止不合格电机意外出厂,通常在绕组连接后进行DC电阻测量,检验试验时进行三相空载电流平衡试验。

根据三相电机的工作原理,定子绕组各相和各并联支路的匝数应相等,并满足设计要求;每个线圈按照相数和极数沿铁芯圆周均匀分布,呈现几何对称关系;分布式短距离绕组的节距和极群的分布满足设计要求,以尽可能增大基波磁动势和减少谐波,磁动势的空间分布接近正弦波;导体截面满足控制铜损耗、保证效率和温升的要求。

只有当三相异步电动机的三相对称定子绕组在空间上相差120电角度,施加时间上相差120的三相对称交流电压时,才能产生等幅匀速圆周旋转磁场,实现机电能量转换功能。绕组匝数、线径、节距、并联电路(或并联绕组的导线)数量和连接方式对电机性能有决定性影响。如果三相绕组不对称或电源电压不对称,会产生椭圆旋转磁场,其瞬时幅值和角速度处于交替状态,即幅值大时角速度低,幅值小时角速度高。

椭圆磁场可以分为振幅不同、方向相反的两个圆形旋转磁场。幅度较大的是正序磁场,转子随其正向旋转,完成电机的正常功能。但幅度较小的磁场是反序的,对电机有一系列负面影响:

定子三相电流不对称,电流较大的一相温升较高;引起额外转子铜损耗、铁损耗和杂散损耗,导致电机效率降低;

逆序转矩与正序转矩方向相反,导致最大转矩、最小转矩和起动转矩减小;出现不正常的电磁噪声和振动。

三相电流平衡试验的目的是监测绕组制造是否满足上述要求,重点检查绕组的三相对称性,防止电机三相空载电流不平衡。绕组的电抗与匝数的平方成正比,绕组的电阻与第一个匝数的平方成正比。三相电流平衡试验比DC电阻测量更容易发现匝数误差。小型电机单层绕组的线圈节距和连接规律不像双层绕组那样简单一致,三相电流平衡试验中也可发现插线误差。

在实际的检验测试过程中,电阻不均匀和电流不均匀的检验分析是非常重要的,而电阻不均匀的检验更倾向于绕组的焊接可靠性,因为大部分厂家都是在埋设前进行匝数的检验,尤其是对于自动绕线埋设过程,匝数误差的可能性极小,而电流平衡检测则会发现电阻检测不易发现的问题。

对于电流不均匀的问题,首先要排除电压不均匀的问题,然后再分析电机本身的问题。关于电压问题和电机问题的区分,我们在原文章中也有介绍:当三相电流不正常时,将电机任意两相进行逆变,如果监测到的电流表读数随其变化,则基本判断为电机问题,否则为电压不平衡问题。

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