ما هو عدم التوازن الكهربائي؟ اختلال الطور في المحركات • موازن محمول، محلل اهتزازات "Balanset" لآلات الموازنة الديناميكية، الكسارات، المراوح، آلات التغطية، المثاقب في الحصادات، أعمدة الإدارة، أجهزة الطرد المركزي، التوربينات، والعديد من الدوارات الأخرى. ما هو عدم التوازن الكهربائي؟ اختلال الطور في المحركات • موازن محمول، محلل اهتزازات "Balanset" لآلات الموازنة الديناميكية، الكسارات، المراوح، آلات التغطية، المثاقب في الحصادات، أعمدة الإدارة، أجهزة الطرد المركزي، التوربينات، والعديد من الدوارات الأخرى.

ما هو عدم التوازن الكهربائي؟ اختلال توازن الطور في المحركات

نُشر بواسطة admin على

فهم عدم التوازن الكهربائي

التعريف: ما هو عدم التوازن الكهربائي؟

عدم التوازن الكهربائي (يُسمى أيضًا عدم توازن الطور، أو عدم توازن الجهد، أو عدم توازن التيار) هو حالة في الأنظمة الكهربائية ثلاثية الطور، حيث تكون الجهد أو التيارات في الأطوار الثلاثة غير متساوية في المقدار أو غير مفصولة تمامًا بمقدار 120 درجة كهربائية. يُؤدي هذا التباين في مصدر الطاقة أو ملفات المحرك إلى قوى كهرومغناطيسية غير متوازنة، وسخونة زائدة في ملفات المحرك، وتيارات تسلسلية سالبة، ونبضات عزم، وخصائص مميزة. اهتزاز بتردد خط مضاعف.

حتى اختلالات الجهد البسيطة (2-3%) قد تُسبب اختلالات كبيرة في التيار (6-10 أضعاف) وتُقلل من كفاءة المحرك وعمره الافتراضي. يُعدّ اختلال التوازن الكهربائي مشكلة شائعة في المنشآت الصناعية، وقد ينتج عن مشاكل في إمدادات المرافق، أو سوء توزيع الطاقة، أو عيوب في لفات المحرك.

أنواع عدم التوازن الكهربائي

1. عدم توازن الجهد

عدم تساوي الجهد بين الخطوط أو بين الخطوط والمحايدات:

  • قياس: قياس الجهد بين كل زوج من الطور (AB، BC، CA)
  • حساب: % عدم توازن الجهد = (أقصى انحراف عن المتوسط / المتوسط) × 100
  • مثال: قياسات المراحل 477 فولت، 480 فولت، 483 فولت → متوسط 480 فولت، أقصى انحراف 3 فولت → عدم توازن 0.625%
  • مقبول: < 1% لكل NEMA،, < 2% وفقًا للمواصفة الدولية الكهروتقنية

2. اختلال التوازن الحالي

تيار غير متساوي في المراحل الثلاث:

  • قياس: قياس التيار في كل مرحلة (IA، IB، IC)
  • حساب: % عدم التوازن الحالي = (أقصى انحراف عن المتوسط / المتوسط) × 100
  • الأسباب: عدم توازن الجهد، أعطال اللف، ضعف التوصيلات
  • التضخيم: يؤدي عدم توازن الجهد الصغير إلى عدم توازن تيار أكبر (مضاعف 6-10 ×)

3. عدم توازن زاوية الطور

  • المراحل غير المنفصلة بمقدار 120 درجة بالضبط
  • يخلق عزم دوران نابض وتسخين
  • أقل شيوعًا من عدم التوازن في الحجم
  • يتطلب محلل جودة الطاقة للكشف

أسباب عدم التوازن الكهربائي

قضايا إمدادات المرافق

  • مشاكل المحولات: محولات التوزيع غير المتوازنة
  • الأحمال أحادية الطور: الأحمال الكبيرة أحادية الطور على نفس المصدر مما يؤدي إلى عدم التماثل
  • مشاكل خطوط النقل: معاوقة غير متساوية في ثلاث مراحل
  • شروط خطأ المرافق: اضطرابات النظام

توزيع المرافق

  • اتصالات ضعيفة: توصيلات ذات مقاومة عالية في مرحلة واحدة
  • الصمامات المنفجرة: فقدان جزئي لإحدى المراحل (اختلال شديد في التوازن)
  • أطوال الكابلات غير المتساوية: معاوقات مختلفة في موصلات الطور
  • مرحلة واحدة: فقدان كامل لمرحلة واحدة (اختلال التوازن الشديد)

الأسباب الداخلية الحركية

  • أعطال اللف: شورتات من دورة إلى دورة تقلل من الدورات الفعالة في مرحلة واحدة
  • عدم تناسق اللف: اختلاف التصنيع في مقاومات اللف
  • مشاكل الاتصال: اتصالات طرفية ضعيفة
  • اللفات التالفة: الدوائر القصيرة الجزئية أو الدوائر المفتوحة

التأثيرات على الأداء الحركي

ارتفاع درجة الحرارة

النتيجة الأكثر خطورة:

  • التيارات المتسلسلة السلبية تخلق تسخينًا إضافيًا
  • تحمل إحدى الطورين تيارًا أكبر من التيار المصمم
  • ارتفاع درجة الحرارة أكبر بكثير مما يوحي به عدم توازن الجهد
  • القاعدة العامة: قد يؤدي عدم توازن الجهد 3% إلى ارتفاع درجة حرارة 18-25%
  • تسارع شيخوخة العزل وفشله

الكفاءة ومعامل القدرة

  • انخفاض الكفاءة من التيارات الدائرية
  • انخفاض معامل القدرة
  • زيادة استهلاك الطاقة
  • فقدان الكفاءة النموذجي: 1-2% لعدم التوازن المعتدل

نبضات عزم الدوران

  • عزم الدوران النابض عند تردد خطي 2×
  • يخلق اهتزازًا التوائيًا في مجموعة نقل الحركة
  • يمكن أن تثير الرنينات الالتوائية
  • يقلل من التشغيل السلس

Vibration

  • 2 × تردد الخط: مكون اهتزاز 120 هرتز (60 هرتز) أو 100 هرتز (50 هرتز)
  • الأصل الكهرومغناطيسي: القوى المغناطيسية النابضة
  • السعة: متناسب مع درجة عدم التوازن
  • ارتباك: يمكن أن يخطئ في ذلك أعطال الجزء الثابت أو سحب مغناطيسي

عمر خدمة منخفض

  • يؤدي زيادة الضغط الحراري إلى تقليل عمر العزل
  • مطلوب تخفيض تصنيف المحرك (سعة منخفضة)
  • يمكن أن يؤدي عدم توازن الجهد 3% إلى تقليل عمر المحرك بنسبة 50%

الكشف والقياس

قياس الجهد

  • قياس الجهد من خط إلى خط (VAB، VBC، VCA) مع تشغيل المحرك تحت الحمل
  • حساب المتوسط ونسبة الانحراف
  • قم بإجراء ذلك عند أطراف المحرك (وليس لوحة التزويد) لتشمل انخفاض الجهد
  • الوثيقة والاتجاه بمرور الوقت

القياس الحالي

  • قياس التيار في كل مرحلة باستخدام مقياس التيار الكهربائي
  • حساب نسبة عدم التوازن
  • عدم توازن التيار غالبًا ما يكون 6-10 × عدم توازن الجهد
  • يشير اختلال التوازن المتزايد في التيار إلى تطور مشكلة في المحرك

تحليل الاهتزازات

  • مكون تردد الخط المرتفع 2×
  • مقارنة السعة بخط الأساس
  • التمييز بين 2× الميكانيكية (عدم المحاذاة) حسب التردد (120/100 هرتز مقابل 2× سرعة التشغيل)

المراقبة الحرارية

  • قياس درجات حرارة اللف أو درجة حرارة إطار المحرك
  • اختلال التوازن في درجة الحرارة بين المراحل
  • درجة الحرارة الإجمالية أعلى من المتوقع للحمل

طرق التصحيح

لعدم التوازن في جانب العرض

  • اتصل بالمرافق في حالة وجود خلل في التوازن عند مدخل الخدمة
  • فحص وتشديد جميع التوصيلات في نظام التوزيع
  • التحقق من سلامة الصمامات وقواطع الدائرة
  • موازنة الأحمال أحادية الطور عبر ثلاث مراحل
  • التحقق من إعدادات صنبور المحول

لمشاكل جانب المحرك

  • فحص وتنظيف توصيلات أطراف المحرك
  • التحقق من توصيلات الكابلات بشكل محكم ونظيف
  • اختبار أخطاء اللف (مقاومة العزل، تحليل التوقيع الحالي)
  • قم بإرجاع المحرك أو استبداله إذا تم التأكد من وجود عطل داخلي

تخفيض التصنيف

  • إذا لم يكن من الممكن تصحيح عدم التوازن، قم بتقليل تحميل المحرك
  • توصي NEMA بخفض تصنيف 1% لكل عدم توازن في الجهد 1% يتجاوز 1%
  • راقب درجة الحرارة عن كثب

الوقاية والرصد

تثبيت

  • التحقق من توازن الجهد عند أطراف المحرك قبل تنشيطه
  • استخدم موصلات ذات حجم مناسب (لتقليل انخفاض الجهد)
  • تأكد من أن جميع التوصيلات نظيفة ومحكمة
  • التحقق من صحة توصيل المحرك (واي مقابل دلتا)

عملية

  • قياس الجهد والتيار بشكل دوري
  • التوجه نحو اكتشاف المشاكل النامية
  • مراقبة الصمامات المنفجرة أو القواطع المعطلة
  • مسوحات جودة الطاقة في المرافق التي تعاني من مشاكل حركية متكررة

يُعدّ عدم التوازن الكهربائي مشكلة شائعة في المحركات، وإن كانت تُغفل غالبًا، وتؤثر بشكل كبير على صحتها وكفاءتها وعمرها الافتراضي. يُعدّ فهم العلاقة بين عدم توازن الجهد والتيار، والتعرف على بصمة اهتزاز تردد الخطين (2×)، والحفاظ على توازن التغذية الكهربائية من خلال التركيب والمراقبة المناسبين، عوامل أساسية لتحقيق الأداء الأمثل للمحرك وموثوقيته.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي

فئات:
واتساب