Memahami Ketidakseimbangan Elektrik

Peranti

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,358.31

bahagian

Vibration sensor

$107.47

bahagian

Optical Sensor (Laser Tachometer)

$148.07

Peranti

Balanset-4

$8,123.32

bahagian

Magnetic Stand Insize-60-kgf

$54.93

bahagian

Reflective tape

$11.94

Peranti

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

$2,071.73

Definisi: Apakah Ketidakseimbangan Elektrik?

Ketidakseimbangan elektrik (juga dipanggil ketidakseimbangan fasa, ketidakseimbangan voltan, atau ketidakseimbangan arus) ialah keadaan dalam sistem elektrik tiga fasa di mana voltan atau arus dalam tiga fasa tidak sama dalam magnitud atau tidak dipisahkan dengan tepat 120 darjah elektrik. Asimetri dalam bekalan elektrik atau belitan motor ini mewujudkan daya elektromagnet yang tidak seimbang, pemanasan berlebihan dalam belitan motor, arus jujukan negatif, denyutan tork dan ciri getaran pada dua kali kekerapan talian.

Malah ketidakseimbangan voltan kecil (2-3%) boleh menyebabkan ketidakseimbangan arus yang ketara (6-10×) dan mengurangkan kecekapan dan hayat motor. Ketidakseimbangan elektrik ialah masalah biasa dalam kemudahan perindustrian dan boleh berpunca daripada isu bekalan utiliti, pengagihan kuasa yang lemah, atau kecacatan penggulungan motor.

Jenis Ketidakseimbangan Elektrik

1. Ketidakseimbangan Voltan

Voltan talian ke talian atau talian ke neutral yang tidak sama:

• Pengukuran: Ukur voltan antara setiap pasangan fasa (AB, BC, CA)
• Pengiraan: Ketidakseimbangan Voltan % = (Sisihan maksimum daripada purata / purata) × 100
• Contoh: Fasa mengukur 477V, 480V, 483V → Purata 480V, sisihan maksimum 3V → 0.625% tidak seimbang
• Boleh diterima: < 1% setiap NEMA, < 2% setiap IEC

2. Ketidakseimbangan Semasa

Arus tidak sama dalam tiga fasa:

• Pengukuran: Ukur arus dalam setiap fasa (IA, IB, IC)
• Pengiraan: Ketidakseimbangan Semasa % = (Sisihan maksimum daripada purata / purata) × 100
• Punca: Ketidakseimbangan voltan, kerosakan belitan, sambungan yang lemah
• Penguatan: Ketidakseimbangan voltan kecil menghasilkan ketidakseimbangan arus yang lebih besar (pengganda 6-10×)

3. Ketidakseimbangan Sudut Fasa

• Fasa tidak dipisahkan dengan tepat 120°
• Mencipta tork berdenyut dan pemanasan
• Kurang biasa daripada ketidakseimbangan magnitud
• Memerlukan penganalisis kualiti kuasa untuk mengesan

Punca Ketidakseimbangan Elektrik

Isu Bekalan Utiliti

• Masalah Transformer: Transformer pengedaran tidak seimbang
• Beban Fasa Tunggal: Beban fasa tunggal yang besar pada bekalan yang sama mencipta asimetri
• Isu Talian Penghantaran: Impedans tidak sama dalam tiga fasa
• Keadaan Kerosakan Utiliti: Gangguan sistem

Pengagihan Kemudahan

• Sambungan Lemah: Sambungan rintangan tinggi dalam satu fasa
• Fius yang ditiup: Kehilangan sebahagian daripada satu fasa (ketidakseimbangan yang teruk)
• Panjang Kabel Tidak Sama: Impedans yang berbeza dalam konduktor fasa
• Fasa Tunggal: Kehilangan sepenuhnya satu fasa (ketidakseimbangan melampau)

Punca Dalaman Motor

• Kerosakan belitan: Seluar pendek pusing ke pusing mengurangkan pusingan berkesan dalam satu fasa
• Asimetri penggulungan: Pengilangan variasi dalam rintangan belitan
• Masalah Sambungan: Sambungan terminal yang lemah
• Belitan yang rosak: Litar pintas separa atau litar terbuka

Kesan pada Prestasi Motor

Terlalu panas

Akibat yang paling serius:

• Arus jujukan negatif mencipta pemanasan tambahan
• Satu fasa membawa lebih banyak arus daripada yang direka
• Kenaikan suhu jauh lebih besar daripada ketidakseimbangan voltan yang dicadangkan
• Peraturan Ibu Jari: Ketidakseimbangan voltan 3% boleh menyebabkan kenaikan suhu 18-25%
• Penuaan dan kegagalan penebat dipercepatkan

Faktor Kecekapan dan Kuasa

• Kecekapan yang lebih rendah daripada arus beredar
• Faktor kuasa berkurangan
• Peningkatan penggunaan tenaga
• Kehilangan kecekapan biasa: 1-2% untuk ketidakseimbangan sederhana

Denyutan Tork

• Tork berdenyut pada frekuensi talian 2×
• Mencipta getaran kilasan dalam kereta api pandu
• Boleh merangsang resonans kilasan
• Mengurangkan operasi lancar

Vibration

• 2× Kekerapan Talian: Komponen getaran 120 Hz (60 Hz) atau 100 Hz (50 Hz)
• Asal Elektromagnet: Daya magnet berdenyut
• Amplitud: Berkadar dengan tahap ketidakseimbangan
• Kekeliruan: Boleh disalah anggap kerosakan stator atau tarikan magnet

Mengurangkan Hayat Perkhidmatan

• Tekanan haba yang meningkat mengurangkan hayat penebat
• Penurunan motor diperlukan (kapasiti dikurangkan)
• Ketidakseimbangan voltan 3% boleh mengurangkan hayat motor sebanyak 50%

Pengesanan dan Pengukuran

Pengukuran Voltan

• Ukur voltan talian ke talian (VAB, VBC, VCA) dengan motor berjalan di bawah beban
• Kira purata dan peratus sisihan
• Lakukan di terminal motor (bukan panel bekalan) untuk memasukkan penurunan voltan
• Dokumen dan trend dari semasa ke semasa

Pengukuran Semasa

• Ukur arus dalam setiap fasa dengan meter pengapit
• Kira peratusan ketidakseimbangan
• Ketidakseimbangan semasa selalunya 6-10× ketidakseimbangan voltan
• Peningkatan ketidakseimbangan semasa menunjukkan masalah motor berkembang

Analisis Getaran

• Komponen frekuensi talian 2× dinaikkan
• Bandingkan amplitud dengan garis dasar
• Bezakan daripada mekanikal 2× (salah jajaran) mengikut kekerapan (120/100 Hz vs. 2× kelajuan larian)

Pemantauan Terma

• Ukur suhu belitan atau suhu rangka motor
• Ketidakseimbangan suhu antara fasa
• Suhu keseluruhan lebih tinggi daripada yang dijangkakan untuk beban

Kaedah Pembetulan

Untuk Ketidakseimbangan Bahagian Bekalan

• Hubungi utiliti jika tidak seimbang di pintu masuk perkhidmatan
• Periksa dan ketatkan semua sambungan dalam sistem pengedaran
• Sahkan fius dan pemutus litar utuh
• Imbangkan beban satu fasa merentasi tiga fasa
• Semak tetapan paip pengubah

Untuk Isu Sampingan Motor

• Periksa dan bersihkan sambungan terminal motor
• Sahkan sambungan kabel ketat dan bersih
• Ujian untuk kerosakan penggulungan (rintangan penebat, analisis tandatangan semasa)
• Putar balik atau ganti motor jika kerosakan dalaman disahkan

Meremehkan

• Jika ketidakseimbangan tidak dapat dibetulkan, kurangkan beban motor
• NEMA mengesyorkan pengurangan 1% setiap ketidakseimbangan voltan 1% melebihi 1%
• Pantau suhu dengan teliti

Pencegahan dan Pemantauan

Pemasangan

• Sahkan keseimbangan voltan pada terminal motor sebelum memberi tenaga
• Gunakan konduktor bersaiz betul (minimumkan penurunan voltan)
• Pastikan semua sambungan bersih dan ketat
• Sahkan sambungan motor yang betul (wye vs. delta)

Operasi

• Pengukuran voltan dan arus berkala
• Trend untuk mengesan masalah yang sedang berkembang
• Pantau fius yang pecah atau pemutus yang tersandung
• Tinjauan kualiti kuasa dalam kemudahan dengan masalah motor yang berulang

Ketidakseimbangan elektrik ialah masalah motor biasa tetapi sering diabaikan yang memberi kesan ketara kepada kesihatan, kecekapan dan umur motor. Memahami hubungan antara ketidakseimbangan voltan dan ketidakseimbangan semasa, mengenali tandatangan getaran frekuensi talian 2×, dan mengekalkan bekalan elektrik yang seimbang melalui pemasangan dan pemantauan yang betul adalah penting untuk prestasi dan kebolehpercayaan motor yang optimum.

---

← Kembali ke Indeks Utama