Forståelse af elektrisk ubalance

Bærbar afbalanceringsapparat, vibrationsanalysator

Enheder

Bærbar afbalanceringsenhed og vibrationsanalysator Balanset-1A.

Dele

Optisk sensor (laser-tachometer)

Komplet vibrationsdiagnostik- og afbalanceringssæt fra Vibromera, inklusive fire vibrationssensorer med kabler, et signalinterfacemodul, lasertachometer med magnetisk stativ, digital skala, USB-kabel og en bæretaske. Systemet er designet til feltrotorafbalancering og tilstandsovervågning på industrielt udstyr.

Enheder

Magnetisk stativ i størrelse 60 kgf

Dele

Dynamisk afbalancering "Balanset-1A" OEM.

Definition: Hvad er elektrisk ubalance?

Elektrisk ubalance (også kaldet faseubalance, spændingsubalance eller strømubalance) er en tilstand i trefasede elektriske systemer, hvor spændingerne eller strømmene i de tre faser ikke er lige store eller ikke er adskilt med nøjagtig 120 elektriske grader. Denne asymmetri i strømforsyningen eller motorviklingerne skaber ubalancerede elektromagnetiske kræfter, overdreven opvarmning i motorviklingerne, negative sekvensstrømme, momentpulseringer og karakteristik. vibrationer ved dobbelt så stor linjefrekvens.

Selv små spændingsubalancer (2-3%) kan forårsage betydelige strømubalancer (6-10×) og reducere motorens effektivitet og levetid. Elektrisk ubalance er et almindeligt problem i industrielle anlæg og kan skyldes problemer med forsyningsnettet, dårlig strømfordeling eller defekter i motorviklingen.

Typer af elektrisk ubalance

1. Spændingsubalance

Ulige linje-til-linje eller linje-til-nul spændinger:

Måling: Mål spændingen mellem hvert fasepar (AB, BC, CA)
Beregning: % Spændingsubalance = (Maksimal afvigelse fra gennemsnit / gennemsnit) × 100
Eksempel: Fasemåling 477V, 480V, 483V → Gennemsnit 480V, maks. afvigelse 3V → 0,625% ubalance
Acceptabel: < 1% pr. NEMA, < 2% i henhold til IEC

2. Nuværende ubalance

Ujævn strøm i de tre faser:

Måling: Mål strøm i hver fase (IA, IB, IC)
Beregning: % Aktuel ubalance = (Maksimal afvigelse fra gennemsnit / gennemsnit) × 100
Årsager: Spændingsubalance, viklingsfejl, dårlige forbindelser
Forstærkning: Lille spændingsubalance skaber større strømubalance (6-10× multiplikator)

3. Fasevinkelubalance

Faser der ikke er adskilt med præcis 120°
Skaber pulserende drejningsmoment og opvarmning
Mindre almindeligt end ubalance i størrelsesordenen
Kræver en effektkvalitetsanalysator for at detektere

Årsager til elektrisk ubalance

Problemer med forsyningsforsyningen

Problemer med transformatoren: Ubalancerede distributionstransformere
Enfasede belastninger: Store enfasede belastninger på samme forsyning skaber asymmetri
Problemer med transmissionslinjen: Ulige impedans i tre faser
Fejltilstande i forsyningsanlæg: Systemforstyrrelser

Facilitetsdistribution

Dårlige forbindelser: Højmodstandsforbindelser i én fase
Sprængte sikringer: Delvist tab af én fase (alvorlig ubalance)
Ulige kabellængder: Forskellige impedanser i faseledere
Enfaset: Fuldstændigt tab af én fase (ekstrem ubalance)

Motoriske interne årsager

Viklingsfejl: Sving-til-sving-kortslutninger reducerer effektive sving i én fase
Viklingsasymmetri: Produktionsvariation i viklingsmodstande
Forbindelsesproblemer: Dårlige terminalforbindelser
Beskadigede viklinger: Delvise kortslutninger eller åbne kredsløb

Effekter på motorisk ydeevne

Overophedning

Den mest alvorlige konsekvens:

Negative sekvensstrømme skaber yderligere opvarmning
En fase fører mere strøm end designet
Temperaturstigningen er meget større end spændingsubalancen antyder
Tommelfingerregel: 3% spændingsubalance kan forårsage temperaturstigning på 18-25%
Accelereret ældning og svigt af isolering

Effektivitet og effektfaktor

Lavere effektivitet fra cirkulerende strømme
Reduceret effektfaktor
Øget energiforbrug
Typisk effektivitetstab: 1-2% ved moderat ubalance

Momentpulseringer

Pulserende drejningsmoment ved 2× netfrekvens
Skaber torsionsvibrationer i drivlinjen
Kan excitere torsionsresonanser
Reducerer problemfri drift

Vibration

2× Linjefrekvens: 120 Hz (60 Hz) eller 100 Hz (50 Hz) vibrationskomponent
Elektromagnetisk oprindelse: Pulserende magnetiske kræfter
Amplitude: Proportionelt med graden af ubalance
Forvirring: Kan forveksles med statorfejl eller magnetisk trækkraft

Reduceret levetid

Øget termisk belastning reducerer isoleringens levetid
Motornedregulering nødvendig (reduceret kapacitet)
3% spændingsubalance kan reducere motorens levetid med 50%

Detektion og måling

Spændingsmåling

Mål linje-til-linje spændinger (VAB, VBC, VCA) med motoren kørende under belastning
Beregn gennemsnit og procentvis afvigelse
Udfør ved motorterminaler (ikke forsyningspanel) for at inkludere spændingsfald
Dokumentér og find tendenser over tid

Strømmåling

Mål strøm i hver fase med tangmeter
Beregn ubalanceprocent
Strømubalance ofte 6-10× spændingsubalance
Øget strømubalance indikerer udviklende motoriske problemer

Vibrationsanalyse

Forhøjet 2× linjefrekvenskomponent
Sammenlign amplitude med basislinjen
Skeln fra mekanisk 2× (forskydning) ved frekvens (120/100 Hz vs. 2× driftshastighed)

Termisk overvågning

Mål viklingstemperaturer eller motorrammetemperatur
Temperaturubalance mellem faser
Samlet temperatur højere end forventet for belastningen

Korrektionsmetoder

For ubalance på udbudssiden

Kontakt forsyningsselskabet, hvis der er ubalance ved serviceindgangen
Kontroller og spænd alle forbindelser i distributionssystemet
Kontroller, at sikringer og afbrydere er intakte
Balancer enfasede belastninger på tværs af tre faser
Kontroller indstillingerne for transformerhanen

Ved problemer på motorsiden

Kontroller og rengør motorterminalforbindelser
Kontroller, at kabelforbindelserne er rene og tætte
Test for viklingsfejl (isolationsmodstand, strømsignaturanalyse)
Spol motoren tilbage eller udskift den, hvis den interne fejl bekræftes

Nedgradering

Hvis ubalancen ikke kan korrigeres, skal motorbelastningen reduceres
NEMA anbefaler 1%-nedregulering pr. 1%-spændingsubalance ud over 1%
Overvåg temperaturen nøje

Forebyggelse og overvågning

Installation

Kontroller spændingsbalancen ved motorterminalerne før spændingstilslutning
Brug ledere af den rigtige størrelse (minimer spændingsfald)
Sørg for, at alle forbindelser er rene og tætte
Bekræft korrekt motortilslutning (wy vs. delta)

Operation

Periodisk spændings- og strømmåling
Tendens til at opdage udviklende problemer
Overvåg for sprungne sikringer eller udløste afbrydere
Strømkvalitetsundersøgelser i faciliteter med tilbagevendende motorproblemer

Elektrisk ubalance er et almindeligt, men ofte overset motorproblem, der påvirker motorens sundhed, effektivitet og levetid betydeligt. Forståelse af forholdet mellem spændingsubalance og strømubalance, genkendelse af 2× netfrekvensens vibrationssignatur og opretholdelse af en afbalanceret strømforsyning gennem korrekt installation og overvågning er afgørende for optimal motorydelse og pålidelighed.

← Tilbage til hovedindekset

Hvad er elektrisk ubalance? Faseubalance i motorer

Udgivet af admin på oktober 31, 2025 oktober 31, 2025