ทำความเข้าใจเกี่ยวกับความไม่สมดุลของไฟฟ้า

อุปกรณ์

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,358.31

อะไหล่

Vibration sensor

$107.47

อะไหล่

Optical Sensor (Laser Tachometer)

$148.07

อุปกรณ์

Balanset-4

$8,123.32

อะไหล่

Magnetic Stand Insize-60-kgf

$54.93

อะไหล่

Reflective tape

$11.94

อุปกรณ์

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

$2,071.73

คำจำกัดความ: ความไม่สมดุลของไฟฟ้าคืออะไร?

ความไม่สมดุลของไฟฟ้า (หรือที่เรียกว่า เฟสไม่สมดุล, แรงดันไม่สมดุล หรือกระแสไม่สมดุล) เป็นภาวะในระบบไฟฟ้าสามเฟสที่แรงดันหรือกระแสไฟฟ้าในสามเฟสมีขนาดไม่เท่ากัน หรือไม่ได้แยกออกจากกันด้วยระยะห่าง 120 องศาไฟฟ้าพอดี ความไม่สมมาตรนี้ในแหล่งจ่ายไฟฟ้าหรือขดลวดมอเตอร์ก่อให้เกิดแรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่ไม่สมดุล ความร้อนสูงเกินไปในขดลวดมอเตอร์ กระแสไฟฟ้าลำดับลบ การสั่นของแรงบิด และลักษณะเฉพาะ การสั่นสะเทือน ที่ความถี่ของเส้นสองเท่า.

แม้แต่ความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้าเพียงเล็กน้อย (2-3%) ก็อาจทำให้เกิดความไม่สมดุลของกระแสไฟฟ้าอย่างมีนัยสำคัญ (6-10 เท่า) และลดประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของมอเตอร์ ความไม่สมดุลทางไฟฟ้าเป็นปัญหาที่พบบ่อยในโรงงานอุตสาหกรรม และอาจเกิดจากปัญหาการจ่ายไฟฟ้า การจ่ายไฟฟ้าที่ไม่ดี หรือความบกพร่องของขดลวดมอเตอร์.

ประเภทของความไม่สมดุลทางไฟฟ้า

1. ความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้า

แรงดันไฟฟ้าระหว่างสายหรือระหว่างสายไม่เท่ากัน:

• การวัด: วัดแรงดันไฟฟ้าระหว่างคู่เฟสแต่ละคู่ (AB, BC, CA)
• การคำนวณ: % ความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้า = (ค่าเบี่ยงเบนสูงสุดจากค่าเฉลี่ย / ค่าเฉลี่ย) × 100
• ตัวอย่าง: เฟสวัด 477V, 480V, 483V → ค่าเฉลี่ย 480V, ค่าเบี่ยงเบนสูงสุด 3V → ความไม่สมดุล 0.625%
• ยอมรับได้: < 1% ต่อ NEMA, < 2% ต่อ IEC

2. ความไม่สมดุลในปัจจุบัน

กระแสไฟฟ้าไม่เท่ากันในสามเฟส:

• การวัด: วัดกระแสในแต่ละเฟส (IA, IB, IC)
• การคำนวณ: % ความไม่สมดุลของกระแสไฟฟ้า = (ค่าเบี่ยงเบนสูงสุดจากค่าเฉลี่ย / ค่าเฉลี่ย) × 100
• สาเหตุ: แรงดันไฟฟ้าไม่สมดุล ความผิดพลาดของขดลวด การเชื่อมต่อไม่ดี
• การขยายเสียง: ความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กจะสร้างความไม่สมดุลของกระแสไฟฟ้าที่มากขึ้น (ตัวคูณ 6-10 เท่า)

3. ความไม่สมดุลของมุมเฟส

• เฟสไม่แยกจากกันพอดี 120°
• สร้างแรงบิดและความร้อนแบบพัลส์
• ความไม่สมดุลของขนาดเกิดขึ้นน้อยกว่า
• ต้องใช้เครื่องวิเคราะห์คุณภาพพลังงานเพื่อตรวจจับ

สาเหตุของความไม่สมดุลของไฟฟ้า

ปัญหาการจัดหาสาธารณูปโภค

• ปัญหาหม้อแปลงไฟฟ้า: หม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายแบบไม่สมดุล
• โหลดเฟสเดียว: โหลดเฟสเดียวขนาดใหญ่บนแหล่งจ่ายเดียวกันทำให้เกิดความไม่สมมาตร
• ปัญหาสายส่ง: อิมพีแดนซ์ไม่เท่ากันในสามเฟส
• เงื่อนไขความผิดพลาดของยูทิลิตี้: การรบกวนระบบ

การกระจายสิ่งอำนวยความสะดวก

• การเชื่อมต่อที่ไม่ดี: การเชื่อมต่อความต้านทานสูงในเฟสเดียว
• ฟิวส์ขาด: การสูญเสียเฟสหนึ่งบางส่วน (ความไม่สมดุลอย่างรุนแรง)
• ความยาวสายเคเบิลไม่เท่ากัน: อิมพีแดนซ์ที่แตกต่างกันในตัวนำเฟส
• เฟสเดียว: สูญเสียเฟสหนึ่งไปอย่างสมบูรณ์ (ความไม่สมดุลอย่างมาก)

สาเหตุภายในของมอเตอร์

• ความผิดพลาดในการพันขดลวด: การลัดวงจรแบบ Turn-to-turn ลดการเลี้ยวที่มีประสิทธิภาพในเฟสเดียว
• ความไม่สมมาตรของการพัน: การเปลี่ยนแปลงของความต้านทานการพันของการผลิต
• ปัญหาการเชื่อมต่อ: การเชื่อมต่อเทอร์มินัลไม่ดี
• ขดลวดเสียหาย: ไฟฟ้าลัดวงจรบางส่วนหรือวงจรเปิด

ผลกระทบต่อสมรรถนะของมอเตอร์

ความร้อนสูงเกินไป

ผลที่ร้ายแรงที่สุด:

• กระแสลำดับลบสร้างความร้อนเพิ่มเติม
• เฟสหนึ่งมีกระแสไฟฟ้ามากกว่าที่ออกแบบไว้
• อุณหภูมิเพิ่มขึ้นมากกว่าความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้ามาก
• กฎหลัก: ความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้า 3% อาจทำให้อุณหภูมิสูงขึ้น 18-25%
• ฉนวนเสื่อมสภาพและเสียหายเร็วขึ้น

ประสิทธิภาพและปัจจัยกำลัง

• ประสิทธิภาพลดลงจากกระแสไฟฟ้าหมุนเวียน
• ค่ากำลังไฟฟ้าลดลง
• เพิ่มการบริโภคพลังงาน
• การสูญเสียประสิทธิภาพโดยทั่วไป: 1-2% สำหรับความไม่สมดุลปานกลาง

แรงบิดแบบพัลส์

• แรงบิดแบบพัลส์ที่ความถี่เส้น 2×
• สร้างแรงสั่นสะเทือนแบบบิดตัวในระบบส่งกำลัง
• สามารถกระตุ้นการสั่นพ้องแบบบิดได้
• ลดการทำงานที่ราบรื่น

Vibration

• ความถี่สาย 2×: ส่วนประกอบการสั่นสะเทือน 120 เฮิรตซ์ (60 เฮิรตซ์) หรือ 100 เฮิรตซ์ (50 เฮิรตซ์)
• ต้นกำเนิดแม่เหล็กไฟฟ้า: แรงแม่เหล็กแบบสั่น
• แอมพลิจูด: สัดส่วนตามระดับความไม่สมดุล
• ความสับสน: อาจเข้าใจผิดได้ ความผิดพลาดของสเตเตอร์ หรือ แรงดึงดูดแม่เหล็ก

อายุการใช้งานลดลง

• ความเครียดจากความร้อนที่เพิ่มขึ้นทำให้อายุการใช้งานของฉนวนลดลง
• จำเป็นต้องลดกำลังมอเตอร์ (ความจุลดลง)
• ความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้า 3% อาจทำให้มอเตอร์มีอายุการใช้งานลดลง 50%

การตรวจจับและการวัด

การวัดแรงดันไฟฟ้า

• วัดแรงดันไฟฟ้าระหว่างสาย (VAB, VBC, VCA) โดยที่มอเตอร์ทำงานภายใต้โหลด
• คำนวณค่าเฉลี่ยและเปอร์เซ็นต์ส่วนเบี่ยงเบน
• ดำเนินการที่ขั้วมอเตอร์ (ไม่ใช่แผงจ่ายไฟ) เพื่อรวมแรงดันตก
• เอกสารและแนวโน้มตามกาลเวลา

การวัดกระแสไฟฟ้า

• วัดกระแสในแต่ละเฟสด้วยแคลมป์มิเตอร์
• คำนวณเปอร์เซ็นต์ความไม่สมดุล
• ความไม่สมดุลของกระแสไฟฟ้ามักจะเท่ากับ 6-10 เท่าของความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้า
• ความไม่สมดุลของกระแสไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นบ่งชี้ถึงปัญหาด้านมอเตอร์ที่กำลังพัฒนา

การวิเคราะห์การสั่นสะเทือน

• ส่วนประกอบความถี่เส้นที่เพิ่มขึ้น 2×
• เปรียบเทียบแอมพลิจูดกับค่าพื้นฐาน
• แยกแยะจากกลไก 2× (การจัดตำแหน่งไม่ถูกต้อง) ด้วยความถี่ (120/100 เฮิรตซ์ เทียบกับความเร็วในการทำงาน 2×)

การตรวจสอบความร้อน

• วัดอุณหภูมิการพันหรืออุณหภูมิเฟรมมอเตอร์
• ความไม่สมดุลของอุณหภูมิระหว่างเฟส
• อุณหภูมิโดยรวมสูงกว่าที่คาดไว้สำหรับโหลด

วิธีการแก้ไข

สำหรับความไม่สมดุลด้านอุปทาน

• ติดต่อหน่วยงานสาธารณูปโภคหากเกิดความไม่สมดุลที่ทางเข้าบริการ
• ตรวจสอบและขันข้อต่อทั้งหมดในระบบจำหน่ายให้แน่น
• ตรวจสอบฟิวส์และเบรกเกอร์ไฟฟ้าให้อยู่ในสภาพสมบูรณ์
• ปรับสมดุลโหลดเฟสเดียวในสามเฟส
• ตรวจสอบการตั้งค่าแทปหม้อแปลง

สำหรับปัญหาด้านมอเตอร์

• ตรวจสอบและทำความสะอาดการเชื่อมต่อขั้วมอเตอร์
• ตรวจสอบการเชื่อมต่อสายเคเบิลให้แน่นและสะอาด
• การทดสอบหาข้อบกพร่องของขดลวด (ความต้านทานฉนวน การวิเคราะห์ลายเซ็นกระแสไฟฟ้า)
• ย้อนกลับหรือเปลี่ยนมอเตอร์หากตรวจพบความผิดปกติภายใน

การลดระดับ

• หากไม่สามารถแก้ไขความไม่สมดุลได้ ให้ลดภาระมอเตอร์
• NEMA แนะนำให้ลดระดับ 1% ต่อความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้า 1% ที่เกิน 1%
• ตรวจสอบอุณหภูมิอย่างใกล้ชิด

การป้องกันและการติดตาม

การติดตั้ง

• ตรวจสอบสมดุลแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วมอเตอร์ก่อนจ่ายไฟ
• ใช้ตัวนำที่มีขนาดเหมาะสม (ลดแรงดันตกให้น้อยที่สุด)
• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อทั้งหมดสะอาดและแน่นหนา
• ตรวจสอบการเชื่อมต่อมอเตอร์ที่ถูกต้อง (ไวย์หรือเดลต้า)

การดำเนินการ

• การวัดแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าเป็นระยะ
• แนวโน้มในการตรวจจับปัญหาที่กำลังพัฒนา
• ตรวจสอบฟิวส์ขาดหรือเบรกเกอร์สะดุด
• การสำรวจคุณภาพไฟฟ้าในโรงงานที่มีปัญหามอเตอร์ซ้ำๆ

ความไม่สมดุลทางไฟฟ้าเป็นปัญหามอเตอร์ที่พบบ่อยแต่มักถูกมองข้าม ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อสุขภาพ ประสิทธิภาพ และอายุการใช้งานของมอเตอร์ การทำความเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้าและความไม่สมดุลของกระแสไฟฟ้า การรับรู้สัญญาณการสั่นสะเทือนความถี่ 2 เท่าของสาย และการรักษาสมดุลของแหล่งจ่ายไฟฟ้าผ่านการติดตั้งและการตรวจสอบอย่างถูกต้อง ถือเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือสูงสุดของมอเตอร์.

---

← กลับสู่ดัชนีหลัก