Wat is elektrische onbalans? Fase-onbalans in motoren • Draagbare balancer, trillingsanalysator "Balanset" voor het dynamisch balanceren van brekers, ventilatoren, mulchers, vijzels op maaidorsers, assen, centrifuges, turbines en vele andere rotoren. Wat is elektrische onbalans? Fase-onbalans in motoren • Draagbare balancer, trillingsanalysator "Balanset" voor het dynamisch balanceren van brekers, ventilatoren, mulchers, vijzels op maaidorsers, assen, centrifuges, turbines en vele andere rotoren.

Wat is elektrische onbalans? Fase-onbalans in motoren

Gepubliceerd door admin op

Elektrische onbalans begrijpen

Definitie: Wat is elektrische onbalans?

Elektrische onbalans (ook wel fase-onbalans, spanningsonbalans of stroomonbalans genoemd) is een toestand in driefasensystemen waarbij de spanningen of stromen in de drie fasen niet gelijk zijn of niet exact 120 elektrische graden van elkaar verwijderd zijn. Deze asymmetrie in de elektrische voeding of motorwikkelingen veroorzaakt onevenwichtige elektromagnetische krachten, overmatige verhitting in motorwikkelingen, tegenstroom, koppelpulsaties en karakteristieke trillingen op tweemaal de lijnfrequentie.

Zelfs kleine spanningsonevenwichtigheden (2-3%) kunnen aanzienlijke stroomonevenwichtigheden (6-10×) veroorzaken en het motorrendement en de levensduur ervan verkorten. Elektrische onbalans is een veelvoorkomend probleem in industriële installaties en kan het gevolg zijn van problemen met de netvoeding, slechte stroomverdeling of defecten aan de motorwikkelingen.

Soorten elektrische onbalans

1. Spanningsonevenwicht

Ongelijke lijn-tot-lijn- of lijn-tot-neutraal-spanningen:

  • Meting: Meet de spanning tussen elk fasepaar (AB, BC, CA)
  • Berekening: % Spanningsonevenwicht = (Maximale afwijking van gemiddelde / gemiddelde) × 100
  • Voorbeeld: Fasen meten 477V, 480V, 483V → Gemiddeld 480V, maximale afwijking 3V → 0,625% onbalans
  • Aanvaardbaar: < 1% volgens NEMA, < 2% volgens IEC

2. Huidige onbalans

Ongelijke stroomsterkte in de drie fasen:

  • Meting: Meet de stroom in elke fase (IA, IB, IC)
  • Berekening: % Stroomonevenwicht = (Maximale afwijking van gemiddelde / gemiddelde) × 100
  • Oorzaken: Spanningsonevenwicht, wikkelingsfouten, slechte verbindingen
  • Versterking: Een kleine spanningsonbalans creëert een grotere stroomonbalans (6-10× vermenigvuldiger)

3. Fasehoekonevenwicht

  • Fasen niet precies 120° van elkaar gescheiden
  • Creëert pulserend koppel en verwarming
  • Minder vaak voorkomend dan magnitude-onevenwicht
  • Vereist een stroomkwaliteitsanalysator om te detecteren

Oorzaken van elektrische onbalans

Problemen met de nutsvoorziening

  • Problemen met transformatoren: Ongebalanceerde distributietransformatoren
  • Enkelfasige belastingen: Grote eenfasebelastingen op dezelfde voeding zorgen voor asymmetrie
  • Problemen met de transmissielijn: Ongelijke impedantie in drie fasen
  • Storingsomstandigheden van nutsvoorzieningen: Systeemstoringen

Distributie van faciliteiten

  • Slechte verbindingen: Hoogohmige verbindingen in één fase
  • Doorgebrande zekeringen: Gedeeltelijk verlies van één fase (ernstige onbalans)
  • Ongelijke kabellengtes: Verschillende impedanties in fasegeleiders
  • Enkelfasig: Volledig verlies van één fase (extreme onbalans)

Motorische interne oorzaken

  • Wikkelfouten: Turn-to-turn shorts verminderen effectieve bochten in één fase
  • Wikkelasymmetrie: Productievariatie in wikkelingsweerstanden
  • Verbindingsproblemen: Slechte aansluitingen
  • Beschadigde wikkelingen: Gedeeltelijke kortsluitingen of open circuits

Effecten op motorische prestaties

Oververhitting

Het ernstigste gevolg:

  • Negatieve sequentiestromen creëren extra verwarming
  • Eén fase voert meer stroom dan ontworpen
  • Temperatuurstijging veel groter dan de spanningsonevenwicht zou suggereren
  • Vuistregel: Spanningsonevenwichtigheid bij 3% kan een temperatuurstijging van 18-25% veroorzaken
  • Versnelde veroudering en falen van isolatie

Efficiëntie en vermogensfactor

  • Lagere efficiëntie door circulerende stromen
  • Verminderde vermogensfactor
  • Verhoogd energieverbruik
  • Typisch rendementsverlies: 1-2% voor matige onbalans

Koppelpulsaties

  • Pulserend koppel bij 2× lijnfrequentie
  • Creëert torsietrillingen in de aandrijflijn
  • Kan torsieresonanties opwekken
  • Vermindert de soepele werking

Trilling

  • 2× Lijnfrequentie: 120 Hz (60 Hz) of 100 Hz (50 Hz) trillingscomponent
  • Elektromagnetische oorsprong: Pulserende magnetische krachten
  • Amplitude: Evenredig met de mate van onevenwicht
  • Verwarring: Kan worden aangezien voor statorfouten of magnetische aantrekkingskracht

Verminderde levensduur

  • Verhoogde thermische spanning verkort de levensduur van de isolatie
  • Motorreductie vereist (verminderde capaciteit)
  • 3% spanningsonevenwicht kan de levensduur van de motor met 50% verkorten

Detectie en meting

Spanningsmeting

  • Meet lijn-tot-lijn spanningen (VAB, VBC, VCA) terwijl de motor onder belasting draait
  • Bereken gemiddelde en procentuele afwijking
  • Voer de meting uit op de motorklemmen (niet op het voedingspaneel) om spanningsval te voorkomen
  • Documenteer en trend in de tijd

Stroommeting

  • Meet de stroom in elke fase met een stroomtang
  • Bereken het onbalanspercentage
  • Stroomonevenwicht vaak 6-10× spanningsonevenwicht
  • Een toenemende stroomonbalans duidt op een zich ontwikkelend motorisch probleem

Trillingsanalyse

  • Verhoogde 2× lijnfrequentiecomponent
  • Vergelijk amplitude met basislijn
  • Onderscheid van mechanische 2× (scheefstand) op basis van frequentie (120/100 Hz vs. 2× loopsnelheid)

Thermische bewaking

  • Meet de wikkelingstemperaturen of de frametemperatuur van de motor
  • Temperatuuronevenwicht tussen fasen
  • Algemene temperatuur hoger dan verwacht voor belasting

Correctiemethoden

Voor onevenwicht aan de aanbodzijde

  • Neem contact op met het nutsbedrijf als er onevenwicht is bij de service-ingang
  • Controleer en draai alle verbindingen in het distributiesysteem vast
  • Controleer of de zekeringen en stroomonderbrekers intact zijn
  • Verdeel éénfasebelastingen over drie fasen
  • Controleer de instellingen van de transformatorkraan

Voor problemen aan de motorzijde

  • Controleer en reinig de motoraansluitingen
  • Controleer of de kabelverbindingen goed vastzitten en schoon zijn
  • Test op wikkelingsfouten (isolatieweerstand, analyse van de huidige kenmerken)
  • Motor terugdraaien of vervangen als interne fout wordt bevestigd

Derating

  • Als de onbalans niet kan worden gecorrigeerd, verlaag dan de motorbelasting
  • NEMA adviseert een 1%-reductie per 1%-spanningsonevenwicht boven 1%
  • Houd de temperatuur nauwlettend in de gaten

Preventie en monitoring

Installatie

  • Controleer de spanningsbalans bij de motoraansluitingen voordat u de motor onder spanning zet.
  • Gebruik geleiders met de juiste afmetingen (minimaliseer spanningsval)
  • Zorg ervoor dat alle verbindingen schoon en stevig zijn
  • Controleer of de motor correct is aangesloten (ster vs. driehoek)

Operatie

  • Periodieke spannings- en stroommeting
  • Trending om ontwikkelende problemen te detecteren
  • Controleer op doorgebrande zekeringen of uitgeschakelde stroomonderbrekers
  • Onderzoeken naar de stroomkwaliteit in installaties met terugkerende motorproblemen

Elektrische onbalans is een veelvoorkomend maar vaak over het hoofd gezien motorprobleem dat een aanzienlijke impact heeft op de gezondheid, efficiëntie en levensduur van de motor. Inzicht in de relatie tussen spanningsonbalans en stroomonbalans, het herkennen van de trillingssignatuur van 2× netfrequentie en het handhaven van een gebalanceerde elektrische voeding door middel van correcte installatie en monitoring zijn essentieel voor optimale motorprestaties en betrouwbaarheid.

← Terug naar hoofdindex

Categorieën:
WhatsApp