Trójfazowy silnik asynchroniczny: analiza niekorzystnych skutków działania przy asymetrycznym napięciu

Niezbędny warunek normalnej pracytrójfazowy silnik asynchroniczny-jest symetrią napięcia. Jednak w rzeczywistej pracy często występuje asymetryczne napięcie z powodu usterek w sieci energetycznej lub samym silniku. Na przykład duże obciążenia jedno-fazowe podłączone do sieci elektroenergetycznej, zwarcia międzyfazowe-{4}}fazowe, uziemienie jednej-fazowej lub przerwy w obwodzie jednej-fazowej-w sieci, a także problemy z jakością, takie jak zanik międzyfazowy--, przerwa lub awaria izolacji do masy wewnętrznych przewodów silnika, wszystko to spowoduje asymetrię napięcie trójfazowe przyłożone do uzwojeń silnika. Kiedy Atrójfazowy silnik asynchroniczny-pracuje pod napięciem asymetrycznym, jego moment rozruchowy, zdolność do przeciążania i wydajność spadną.

Gdy napięcie-trójfazowe jest asymetryczne, w szczelinie powietrznej silnika współistnieją pola magnetyczne-o kolejności zgodnej i przeciwnej-. Pole-dodatniej generuje moment elektromagnetyczny do przodu, podczas gdy pole-przeciwnej wytwarza odwrotny moment elektromagnetyczny i ujemną moc mechaniczną.

Ponieważ moment obrotowy generowany przez pole-składowej przeciwnej jest ujemny, działa on jak moment hamujący, który utrudnia normalny obrót wirnika silnika. Zmniejsza to wynikowy moment obrotowy silnika i ostatecznie obniża jego maksymalny moment obrotowy, co w naturalny sposób skutkuje gorszą odpornością na przeciążenia.

Z punktu widzenia poślizgu silnika, podczas normalnej pracy, poślizg atrójfazowy silnik asynchroniczny-jest bardzo mały, więc moment hamowania powodowany przez pole składowej przeciwnej- nie jest znaczący. Jednakże problem nagrzewania uzwojeń staje się niezwykle poważny, co może spowodować przepalenie uzwojeń w bardzo krótkim czasie. Tymczasem pole magnetyczne-złożonej zgodnie z kolejnością przeciwną zwiększa straty w silniku, co prowadzi do niższej wydajności i większego wzrostu temperatury.

Na podstawie powyższej analizy można stwierdzić, że gdy napięcie zasilania silnika trójfazowego-jest niezrównoważone, obciążalność i wydajność spadają, a przegrzanie uzwojenia staje się krytycznym zagrożeniem. Właśnie dlatego specyfikacje techniczne silników narzucają ścisłe ograniczenia dotyczące asymetrii napięcia zasilania.

Wniosek ten można zweryfikować analizując ekstremalne warunki pracy. Podczas testowania lub serwisowania silnika może wystąpić praca jednofazowa. charakterystykę zwarć-jednofazowych omówiono w poprzednich artykułach i nie będą one tutaj powtarzane.

Z teoretycznej analizy asymetrii napięcia-trójfazowego możemy wyciągnąć jasny wniosek: silnik nie może pracować pod obciążeniem znamionowym, jeśli napięcie sieciowe jest asymetryczne, w przeciwnym razie nastąpi katastrofalna awaria elektryczna z powodu przegrzania uzwojenia. Jak omówiono w poprzednich artykułach na temat usterek w działaniu jednofazowym-, gdy silnik traci jedną fazę podczas pracy, przegrzanie uzwojenia powoduje zapach spalenizny, któremu towarzyszy szum elektromagnetyczny o niskiej-częstotliwości i spadek prędkości silnika. Gdy silnik się zatrzyma, nie będzie już możliwości jego ponownego uruchomienia.

W przypadku producentów sprzętu obsługujących wiele maszyn należy dokonać niezbędnych korekt rozkładu obciążenia. Zwłaszcza gdy występuje duża liczba jednofazowych-obciążeń o dużej mocy, należy monitorować symetrię napięcia trójfazowego, aby zapobiec awariom silnika spowodowanym asymetrią napięcia.