Що таке електричний дисбаланс? Фазовий дисбаланс у двигунах • Портативний балансувальник, аналізатор вібрацій "Balanset" для динамічного балансування дробарок, вентиляторів, мульчерів, шнеків на комбайнах, валів, центрифуг, турбін та багатьох інших роторів Що таке електричний дисбаланс? Фазовий дисбаланс у двигунах • Портативний балансувальник, аналізатор вібрацій "Balanset" для динамічного балансування дробарок, вентиляторів, мульчерів, шнеків на комбайнах, валів, центрифуг, турбін та багатьох інших роторів

Що таке електричний дисбаланс? Фазовий дисбаланс у двигунах

Опубліковано admin на

Розуміння електричного дисбалансу

Визначення: Що таке електричний дисбаланс?

Електричний дисбаланс (також називається фазовим дисбалансом, дисбалансом напруги або дисбалансом струму) — це стан у трифазних електричних системах, коли напруги або струми в трьох фазах не рівні за величиною або не розділені рівно 120 електричними градусами. Ця асиметрія в обмотках електроживлення або двигуна створює незбалансовані електромагнітні сили, надмірне нагрівання обмоток двигуна, струми зворотної послідовності, пульсації крутного моменту та характерні коливання... вібрація на вдвічі більшій частоті, ніж у лінії.

Навіть невеликі перепади напруги (2-3%) можуть спричинити значні перепади струму (6-10×) та знизити ефективність і термін служби двигуна. Електричний дисбаланс є поширеною проблемою на промислових об'єктах і може виникати внаслідок проблем з електропостачанням, поганого розподілу електроенергії або дефектів обмотки двигуна.

Типи електричного дисбалансу

1. Дисбаланс напруги

Нерівні напруги між фазою та нульовим проводом:

  • Вимірювання: Виміряйте напругу між кожною парою фаз (AB, BC, CA)
  • Розрахунок: Дисбаланс напруги % = (Максимальне відхилення від середнього значення / середнє значення) × 100
  • Приклад: Вимірювання фаз 477 В, 480 В, 483 В → Середнє 480 В, максимальне відхилення 3 В → дисбаланс 0,6251 TP3T
  • Прийнятно: < 1% згідно з NEMA, < 2% згідно з IEC

2. Поточний дисбаланс

Нерівномірний струм у трьох фазах:

  • Вимірювання: Вимірювання струму в кожній фазі (IA, IB, IC)
  • Розрахунок: Дисбаланс струму % = (Максимальне відхилення від середнього значення / середнє значення) × 100
  • Причини: Дисбаланс напруги, несправності обмотки, погані з'єднання
  • Посилення: Невеликий дисбаланс напруги створює більший дисбаланс струму (множник 6-10×)

3. Дисбаланс фазового кута

  • Фази, розділені не рівно 120°
  • Створює пульсуючий крутний момент та нагрівання
  • Менш поширений, ніж дисбаланс величини
  • Потрібен аналізатор якості електроенергії для виявлення

Причини електричного дисбалансу

Проблеми з комунальним постачанням

  • Проблеми з трансформатором: Несиметричні розподільні трансформатори
  • Однофазні навантаження: Великі однофазні навантаження на одне джерело живлення створюють асиметрію
  • Проблеми з лінією передачі: Нерівний імпеданс у трьох фазах
  • Умови несправності комунального господарства: Системні збої

Розподіл об'єктів

  • Погані з'єднання: З'єднання з високим опором в одній фазі
  • Перегорілі запобіжники: Часткова втрата однієї фази (сильний дисбаланс)
  • Нерівна довжина кабелів: Різні імпеданси у фазних провідниках
  • Однофазний: Повна втрата однієї фази (сильний дисбаланс)

Внутрішні причини двигуна

  • Несправності обмотки: Міжвиткові короткі замикання, що зменшують ефективність витків в одній фазі
  • Асиметрія обмотки: Виробнича варіація опорів обмоток
  • Проблеми з підключенням: Погане з'єднання терміналів
  • Пошкоджені обмотки: Часткові короткі замикання або розриви ланцюгів

Вплив на роботу двигуна

Перегрів

Найсерйозніший наслідок:

  • Струми зворотної послідовності створюють додатковий нагрів
  • Одна фаза проводить більший струм, ніж розраховано
  • Підвищення температури набагато більше, ніж передбачає дисбаланс напруги
  • Емпіричне правило: Дисбаланс напруги 3% може спричинити підвищення температури 18-25%
  • Прискорене старіння та руйнування ізоляції

ККД та коефіцієнт потужності

  • Нижчий ККД від циркулюючих струмів
  • Знижений коефіцієнт потужності
  • Збільшене споживання енергії
  • Типова втрата ефективності: 1-2% для помірного дисбалансу

Пульсації крутного моменту

  • Пульсуючий крутний момент при 2× частоті мережі
  • Створює крутильні коливання в трансмісії
  • Може збуджувати крутильні резонанси
  • Знижує плавність роботи

Вібрація

  • 2× Частота лінії: Вібраційна складова 120 Гц (60 Гц) або 100 Гц (50 Гц)
  • Електромагнітне походження: Пульсуючі магнітні сили
  • Амплітуда: Пропорційно ступеню дисбалансу
  • Спантеличеність: Можна сплутати з несправності статора або магнітне тяжіння

Зменшений термін служби

  • Підвищене термічне напруження зменшує термін служби ізоляції
  • Необхідне зниження номінальних характеристик двигуна (знижена потужність)
  • Дисбаланс напруги 3% може скоротити термін служби двигуна на 50%

Виявлення та вимірювання

Вимірювання напруги

  • Вимірювання міжфазних напруг (VAB, VBC, VCA) при працюючому двигуні під навантаженням
  • Обчисліть середнє та відсоткове відхилення
  • Виконайте на клемах двигуна (не на панелі живлення), щоб врахувати падіння напруги
  • Документ та тенденції з плином часу

Вимірювання струму

  • Виміряйте струм у кожній фазі за допомогою струмоміра-кліща
  • Розрахуйте відсоток дисбалансу
  • Дисбаланс струму часто 6-10× дисбаланс напруги
  • Збільшення дисбалансу струму вказує на розвиток проблеми з двигуном

Аналіз вібрації

  • Підвищена складова лінійної частоти в 2 рази
  • Порівняйте амплітуду з базовою лінією
  • Відрізняється від механічного 2× (зміщення) частотою (120/100 Гц проти 2× швидкості роботи)

Тепловий моніторинг

  • Вимірювання температури обмоток або температури корпусу двигуна
  • Температурний дисбаланс між фазами
  • Загальна температура вища за очікувану для навантаження

Методи корекції

Для дисбалансу з боку пропозиції

  • Зверніться до комунальних служб, якщо на вході обслуговування виявлено дисбаланс.
  • Перевірте та затягніть усі з'єднання в розподільчій системі
  • Перевірте справність запобіжників та автоматичних вимикачів
  • Балансування однофазних навантажень між трьома фазами
  • Перевірте налаштування відгалужень трансформатора

Щодо проблем з двигуном

  • Перевірте та очистіть клемні з'єднання двигуна
  • Перевірте міцність та чистоту кабельних з'єднань
  • Випробування на наявність несправностей обмотки (опір ізоляції, аналіз сигнатури струму)
  • Перемотайте або замініть двигун, якщо підтверджено внутрішню несправність

Зниження номінальних характеристик

  • Якщо дисбаланс неможливо виправити, зменште навантаження на двигун
  • NEMA рекомендує зниження номінальних характеристик 1% на кожен розбаланс напруги 1% понад 1%.
  • Уважно стежте за температурою

Профілактика та моніторинг

Встановлення

  • Перевірте баланс напруги на клемах двигуна перед увімкненням живлення
  • Використовуйте провідники правильного розміру (мінімізуйте падіння напруги)
  • Переконайтеся, що всі з'єднання чисті та герметичні
  • Перевірте правильність підключення двигуна (зірка чи трикутник)

Операція

  • Періодичне вимірювання напруги та струму
  • Тенденції виявлення проблем, що розвиваються
  • Слідкуйте за перегорілими запобіжниками або спрацьованими автоматичними вимикачами
  • Дослідження якості електроенергії на об'єктах з періодичними проблемами з двигунами

Електричний дисбаланс – поширена, але часто недооцінена проблема двигуна, яка суттєво впливає на його справність, ефективність та довговічність. Розуміння взаємозв'язку між дисбалансом напруги та дисбалансом струму, розпізнавання подвійної частоти вібрації лінії та підтримка збалансованого електропостачання шляхом правильного встановлення та моніторингу є важливими для оптимальної роботи та надійності двигуна.

← Назад до головного індексу

Категорії:
WhatsApp