درک عدم تعادل الکتریکی
تعریف: عدم تعادل الکتریکی چیست؟
عدم تعادل الکتریکی (که به آن عدم تعادل فاز، عدم تعادل ولتاژ یا عدم تعادل جریان نیز گفته می‌شود) وضعیتی در سیستم‌های الکتریکی سه فاز است که در آن ولتاژها یا جریان‌ها در سه فاز از نظر بزرگی برابر نیستند یا دقیقاً ۱۲۰ درجه الکتریکی از هم جدا نیستند. این عدم تقارن در منبع تغذیه یا سیم‌پیچ‌های موتور باعث ایجاد نیروهای الکترومغناطیسی نامتعادل، گرمای بیش از حد در سیم‌پیچ‌های موتور، جریان‌های توالی منفی، ضربان‌های گشتاور و مشخصه می‌شود. لرزش با دو برابر فرکانس خط.
حتی عدم تعادل ولتاژ کوچک (2-3%) می‌تواند باعث عدم تعادل جریان قابل توجه (6-10×) شود و راندمان و عمر موتور را کاهش دهد. عدم تعادل الکتریکی یک مشکل رایج در تأسیسات صنعتی است و می‌تواند ناشی از مشکلات مربوط به منبع تغذیه، توزیع ضعیف برق یا نقص سیم‌پیچ موتور باشد.
انواع عدم تعادل الکتریکی
۱. عدم تعادل ولتاژ
ولتاژهای نابرابر خط به خط یا خط به نول:
- اندازه‌گیری: اندازه‌گیری ولتاژ بین هر جفت فاز (AB، BC، CA)
- محاسبه: عدم تعادل ولتاژ % = (حداکثر انحراف از میانگین / میانگین) × 100
- مثال: اندازه‌گیری فازها ۴۷۷ ولت، ۴۸۰ ولت، ۴۸۳ ولت → میانگین ۴۸۰ ولت، حداکثر انحراف ۳ ولت → عدم تعادل ۰.۶۲۵۱TP3T
- قابل قبول: <1% در هر NEMA،, <2% در هر IEC
۲. عدم تعادل جریان
جریان نابرابر در سه فاز:
- اندازه‌گیری: جریان را در هر فاز (IA، IB، IC) اندازه‌گیری کنید
- محاسبه: عدم تعادل جریان % = (حداکثر انحراف از میانگین / میانگین) × 100
- علل: عدم تعادل ولتاژ، خطاهای سیم‌پیچ، اتصالات ضعیف
- تقویت: عدم تعادل ولتاژ کوچک، عدم تعادل جریان بزرگتری ایجاد می‌کند (ضریب ۶-۱۰ برابر)
۳. عدم تعادل زاویه فاز
- فازها دقیقاً ۱۲۰ درجه از هم جدا نشده‌اند
- گشتاور ضربانی و گرمایش ایجاد می‌کند
- کمتر از عدم تعادل دامنه رایج است
- برای تشخیص به تحلیلگر کیفیت توان نیاز دارد
علل عدم تعادل الکتریکی
مشکلات مربوط به تأمین آب و برق
- مشکلات ترانسفورماتور: ترانسفورماتورهای توزیع نامتعادل
- بارهای تک فاز: بارهای تک فاز بزرگ روی یک منبع تغذیه که باعث ایجاد عدم تقارن می‌شود
- مشکلات خطوط انتقال: امپدانس نابرابر در سه فاز
- شرایط خطای تاسیسات: اختلالات سیستم
توزیع تسهیلات
- اتصالات ضعیف: اتصالات با مقاومت بالا در یک فاز
- فیوزهای سوخته: قطع جزئی یکی از فازها (عدم تعادل شدید)
- طول کابل‌های نابرابر: امپدانس‌های مختلف در هادی‌های فاز
- تک فاز: قطع کامل یکی از فازها (عدم تعادل شدید)
علل داخلی حرکتی
- خطاهای سیم پیچ: اتصال کوتاه‌های نوبتی که تعداد نوبت‌های مؤثر در یک فاز را کاهش می‌دهند
- عدم تقارن سیم پیچ: تنوع تولید در مقاومت سیم‌پیچ‌ها
- مشکلات اتصال: اتصالات ترمینال ضعیف
- سیم پیچ های آسیب دیده: اتصال کوتاه‌های جزئی یا مدارهای باز
اثرات بر عملکرد حرکتی
گرمای بیش از حد
جدی‌ترین پیامد:
- جریان‌های توالی منفی باعث ایجاد گرمای اضافی می‌شوند
- یکی از فازها جریانی بیشتر از جریان طراحی شده را حمل می‌کند.
- افزایش دما بسیار بیشتر از آنچه عدم تعادل ولتاژ نشان می‌دهد
- قاعده کلی: عدم تعادل ولتاژ 3% می‌تواند باعث افزایش دمای 18-25% شود.
- پیری و خرابی سریع عایق
راندمان و ضریب توان
- راندمان پایین‌تر ناشی از جریان‌های در گردش
- ضریب توان کاهش یافته
- افزایش مصرف انرژی
- افت راندمان معمول: ۱-۲۱TP3T برای عدم تعادل متوسط
نوسانات گشتاور
- گشتاور ضربانی در فرکانس خط ۲×
- ایجاد ارتعاش پیچشی در سیستم انتقال قدرت
- می‌تواند رزونانس‌های پیچشی را تحریک کند
- عملکرد روان را کاهش می‌دهد
لرزش
- ۲× فرکانس خط: مولفه ارتعاش ۱۲۰ هرتز (۶۰ هرتز) یا ۱۰۰ هرتز (۵۰ هرتز)
- منشأ الکترومغناطیسی: نیروهای مغناطیسی ضربانی
- دامنه: متناسب با درجه عدم تعادل
- گیجی: ممکن است اشتباه گرفته شود خطاهای استاتور یا کشش مغناطیسی
کاهش عمر مفید
- افزایش تنش حرارتی، عمر عایق را کاهش می‌دهد
- نیاز به کاهش ظرفیت موتور (کاهش ظرفیت)
- عدم تعادل ولتاژ 3% می‌تواند عمر موتور را تا 50% کاهش دهد.
تشخیص و اندازه‌گیری
اندازه‌گیری ولتاژ
- اندازه‌گیری ولتاژهای خط به خط (VAB، VBC، VCA) در حالی که موتور تحت بار کار می‌کند
- محاسبه میانگین و درصد انحراف
- برای در نظر گرفتن افت ولتاژ، در ترمینال‌های موتور (نه پنل تغذیه) انجام دهید
- سند و روند در طول زمان
اندازه‌گیری جریان
- جریان هر فاز را با آمپرمتر کلمپی اندازه گیری کنید
- محاسبه درصد عدم تعادل
- عدم تعادل جریان اغلب ۶ تا ۱۰ برابر عدم تعادل ولتاژ
- افزایش عدم تعادل جریان نشان دهنده بروز مشکل حرکتی است
تحلیل ارتعاشات
- مولفه فرکانس خط ۲× افزایش یافته
- دامنه را با خط پایه مقایسه کنید
- تشخیص از مکانیکی ۲× (عدم هم‌ترازی) بر اساس فرکانس (۱۲۰/۱۰۰ هرتز در مقابل ۲× سرعت کارکرد)
مانیتورینگ حرارتی
- دمای سیم‌پیچ یا دمای بدنه موتور را اندازه‌گیری کنید
- عدم تعادل دما بین فازها
- دمای کلی بالاتر از حد انتظار برای بار
روش‌های اصلاح
برای عدم تعادل سمت عرضه
- در صورت عدم تعادل در ورودی سرویس، با شرکت برق تماس بگیرید
- تمام اتصالات سیستم توزیع را بررسی و محکم کنید
- از سالم بودن فیوزها و قطع کننده‌های مدار اطمینان حاصل کنید
- بارهای تک فاز را بین سه فاز متعادل کنید
- تنظیمات تپ ترانسفورماتور را بررسی کنید
برای مشکلات سمت موتور
- اتصالات ترمینال موتور را بررسی و تمیز کنید
- اتصالات کابل را محکم و تمیز بررسی کنید
- آزمایش خطاهای سیم‌پیچ (مقاومت عایق، تحلیل امضای جریان)
- در صورت تایید نقص داخلی، موتور را سیم پیچی یا تعویض کنید
کاهش سرعت
- اگر عدم تعادل قابل اصلاح نیست، بار موتور را کاهش دهید
- NEMA به ازای هر عدم تعادل ولتاژ 1% فراتر از 1%، کاهش ظرفیت 1% را توصیه می‌کند.
- دما را از نزدیک زیر نظر داشته باشید
پیشگیری و نظارت
نصب
- قبل از برق دار کردن، تعادل ولتاژ در پایانه های موتور را بررسی کنید
- از رساناهای با اندازه مناسب استفاده کنید (افت ولتاژ را به حداقل برسانید)
- اطمینان حاصل کنید که تمام اتصالات تمیز و محکم هستند
- اتصال صحیح موتور (wye در مقابل delta) را بررسی کنید
عملیات
- اندازه‌گیری ولتاژ و جریان دوره‌ای
- روند تشخیص مشکلات در حال توسعه
- فیوزهای سوخته یا بریکرهای قطع شده را بررسی کنید
- بررسی کیفیت توان در تأسیساتی با مشکلات مکرر موتور
عدم تعادل الکتریکی یک مشکل رایج اما اغلب نادیده گرفته شده در موتور است که به طور قابل توجهی بر سلامت، راندمان و طول عمر موتور تأثیر می‌گذارد. درک رابطه بین عدم تعادل ولتاژ و عدم تعادل جریان، تشخیص امضای ارتعاش فرکانس خط 2× و حفظ منبع تغذیه متعادل از طریق نصب و نظارت مناسب برای عملکرد و قابلیت اطمینان بهینه موتور ضروری است.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 