Hiểu về sự mất cân bằng điện

Devices

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

Parts

Optical Sensor (Laser Tachometer)

Bộ dụng cụ cân bằng và chẩn đoán rung động hoàn chỉnh từ Vibromera, bao gồm bốn cảm biến rung động có dây cáp, mô-đun giao diện tín hiệu, máy đo tốc độ laser có chân đế từ tính, cân kỹ thuật số, cáp USB và hộp đựng. Hệ thống được thiết kế để cân bằng rô-to tại hiện trường và theo dõi tình trạng trên thiết bị công nghiệp.

Devices

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

Định nghĩa: Mất cân bằng điện là gì?

Mất cân bằng điện (còn gọi là mất cân bằng pha, mất cân bằng điện áp hoặc mất cân bằng dòng điện) là tình trạng trong hệ thống điện ba pha, trong đó điện áp hoặc dòng điện trong ba pha không bằng nhau về độ lớn hoặc không cách nhau chính xác 120 độ điện. Sự bất đối xứng này trong nguồn điện hoặc cuộn dây động cơ tạo ra lực điện từ không cân bằng, nhiệt độ quá cao trong cuộn dây động cơ, dòng điện thứ tự ngược, xung động mô-men xoắn và đặc tính rung động gấp đôi tần số đường truyền.

Ngay cả sự mất cân bằng điện áp nhỏ (2-3%) cũng có thể gây ra mất cân bằng dòng điện đáng kể (6-10 lần) và làm giảm hiệu suất cũng như tuổi thọ của động cơ. Mất cân bằng điện là một vấn đề phổ biến trong các cơ sở công nghiệp và có thể do sự cố nguồn điện, phân phối điện kém hoặc lỗi cuộn dây động cơ.

Các loại mất cân bằng điện

1. Mất cân bằng điện áp

Điện áp pha-pha hoặc pha-trung tính không bằng nhau:

Đo lường: Đo điện áp giữa mỗi cặp pha (AB, BC, CA)
Tính toán: % Mất cân bằng điện áp = (Độ lệch tối đa so với mức trung bình / mức trung bình) × 100
Ví dụ: Đo pha 477V, 480V, 483V → Trung bình 480V, độ lệch tối đa 3V → Mất cân bằng 0,625%
Có thể chấp nhận: < 1% theo NEMA, < 2% theo IEC

2. Mất cân bằng dòng điện

Dòng điện không đều trong ba pha:

Đo lường: Đo dòng điện ở mỗi pha (IA, IB, IC)
Tính toán: % Độ mất cân bằng dòng điện = (Độ lệch tối đa so với mức trung bình / mức trung bình) × 100
Nguyên nhân: Mất cân bằng điện áp, lỗi cuộn dây, kết nối kém
Khuếch đại: Sự mất cân bằng điện áp nhỏ tạo ra sự mất cân bằng dòng điện lớn hơn (hệ số nhân 6-10 lần)

3. Mất cân bằng góc pha

Các pha không tách nhau chính xác 120°
Tạo ra mô-men xoắn và nhiệt độ xung động
Ít phổ biến hơn mất cân bằng độ lớn
Yêu cầu máy phân tích chất lượng điện năng để phát hiện

Nguyên nhân gây mất cân bằng điện

Các vấn đề về cung cấp tiện ích

Sự cố máy biến áp: Máy biến áp phân phối không cân bằng
Tải một pha: Tải một pha lớn trên cùng một nguồn cung cấp tạo ra sự bất đối xứng
Các vấn đề về đường dây truyền tải: Trở kháng không bằng nhau trong ba pha
Điều kiện lỗi tiện ích: Rối loạn hệ thống

Phân phối cơ sở

Kết nối kém: Kết nối điện trở cao trong một pha
Cầu chì bị cháy: Mất một phần một pha (mất cân bằng nghiêm trọng)
Chiều dài cáp không bằng nhau: Trở kháng khác nhau trong dây dẫn pha
Pha đơn: Mất hoàn toàn một pha (mất cân bằng nghiêm trọng)

Nguyên nhân bên trong của động cơ

Lỗi cuộn dây: Các đoạn ngắn quay vòng làm giảm hiệu quả của các lượt quay trong một pha
Sự bất đối xứng của cuộn dây: Biến thiên sản xuất trong điện trở cuộn dây
Sự cố kết nối: Kết nối thiết bị đầu cuối kém
Cuộn dây bị hỏng: Ngắn mạch một phần hoặc mạch hở

Tác động đến hiệu suất vận động

Quá nhiệt

Hậu quả nghiêm trọng nhất:

Dòng điện chuỗi âm tạo ra nhiệt bổ sung
Một pha mang nhiều dòng điện hơn thiết kế
Nhiệt độ tăng cao hơn nhiều so với sự mất cân bằng điện áp sẽ gợi ý
Nguyên tắc chung: Sự mất cân bằng điện áp 3% có thể gây ra sự gia tăng nhiệt độ 18-25%
Sự lão hóa và hỏng hóc cách điện tăng tốc

Hiệu suất và hệ số công suất

Hiệu suất thấp hơn từ dòng điện tuần hoàn
Hệ số công suất giảm
Tăng mức tiêu thụ năng lượng
Mất hiệu suất điển hình: 1-2% đối với mất cân bằng vừa phải

Xung động mô-men xoắn

Mô-men xoắn dao động ở tần số dòng 2×
Tạo ra rung động xoắn trong hệ thống truyền động
Có thể kích thích cộng hưởng xoắn
Giảm hoạt động trơn tru

Vibration

2× Tần số đường truyền: Thành phần rung động 120 Hz (60 Hz) hoặc 100 Hz (50 Hz)
Nguồn gốc điện từ: Lực từ dao động
Biên độ: Tỷ lệ thuận với mức độ mất cân bằng
Lú lẫn: Có thể bị nhầm lẫn với lỗi stato hoặc lực kéo từ tính

Giảm tuổi thọ

Ứng suất nhiệt tăng làm giảm tuổi thọ cách điện
Cần giảm công suất động cơ (giảm công suất)
Mất cân bằng điện áp 3% có thể làm giảm tuổi thọ động cơ 50%

Phát hiện và Đo lường

Đo điện áp

Đo điện áp đường dây-đường dây (VAB, VBC, VCA) khi động cơ chạy dưới tải
Tính toán độ lệch trung bình và phần trăm
Thực hiện tại các đầu nối động cơ (không phải bảng cung cấp) để bao gồm cả sụt áp
Tài liệu và xu hướng theo thời gian

Đo dòng điện

Đo dòng điện ở mỗi pha bằng ampe kìm
Tính toán phần trăm mất cân bằng
Mất cân bằng dòng điện thường là mất cân bằng điện áp 6-10 lần
Sự mất cân bằng dòng điện ngày càng tăng cho thấy vấn đề về động cơ đang phát triển

Phân tích rung động

Thành phần tần số dòng nâng cao 2×
So sánh biên độ với đường cơ sở
Phân biệt với cơ học 2× (không thẳng hàng) theo tần số (120/100 Hz so với tốc độ chạy 2×)

Giám sát nhiệt

Đo nhiệt độ cuộn dây hoặc nhiệt độ khung động cơ
Sự mất cân bằng nhiệt độ giữa các pha
Nhiệt độ tổng thể cao hơn dự kiến cho tải

Phương pháp hiệu chỉnh

Đối với sự mất cân bằng về phía cung

Liên hệ với tiện ích nếu mất cân bằng tại lối vào dịch vụ
Kiểm tra và siết chặt tất cả các kết nối trong hệ thống phân phối
Kiểm tra cầu chì và cầu dao còn nguyên vẹn
Cân bằng tải một pha trên ba pha
Kiểm tra cài đặt vòi biến áp

Đối với các vấn đề về phía động cơ

Kiểm tra và vệ sinh các kết nối đầu cực động cơ
Kiểm tra kết nối cáp chặt chẽ và sạch sẽ
Kiểm tra lỗi cuộn dây (điện trở cách điện, phân tích dấu hiệu dòng điện)
Tua lại hoặc thay thế động cơ nếu xác nhận lỗi bên trong

Giảm tải

Nếu không thể khắc phục được tình trạng mất cân bằng, hãy giảm tải động cơ
NEMA khuyến nghị giảm công suất 1% cho mỗi lần mất cân bằng điện áp 1% vượt quá 1%
Theo dõi nhiệt độ chặt chẽ

Phòng ngừa và Giám sát

Cài đặt

Kiểm tra cân bằng điện áp tại các đầu cực của động cơ trước khi cấp điện
Sử dụng dây dẫn có kích thước phù hợp (giảm thiểu sụt áp)
Đảm bảo tất cả các kết nối sạch sẽ và chặt chẽ
Xác minh kết nối động cơ chính xác (hình sao so với hình tam giác)

Hoạt động

Đo điện áp và dòng điện định kỳ
Xu hướng phát hiện các vấn đề đang phát triển
Theo dõi cầu chì bị đứt hoặc cầu dao bị ngắt
Khảo sát chất lượng điện năng tại các cơ sở có vấn đề thường xuyên về động cơ

Mất cân bằng điện là một vấn đề phổ biến nhưng thường bị bỏ qua của động cơ, ảnh hưởng đáng kể đến sức khỏe, hiệu suất và tuổi thọ của động cơ. Hiểu được mối quan hệ giữa mất cân bằng điện áp và mất cân bằng dòng điện, nhận biết đặc tính rung động tần số dòng gấp 2 lần và duy trì nguồn điện cân bằng thông qua lắp đặt và giám sát đúng cách là điều cần thiết để động cơ hoạt động tối ưu và có độ tin cậy cao.

← Quay lại Mục lục chính

Mất cân bằng điện là gì? Mất cân bằng pha trong động cơ

Được xuất bản bởi admin trên Tháng 10 31, 2025 Tháng 10 31, 2025