Trefasig asynkronmotor: analys av negativa effekter under asymmetrisk spänningsdrift

En nödvändig förutsättning för normal drift avtrefas asynkronmotorär spänningssymmetri. Asymmetrisk spänning uppstår dock ofta i verklig drift på grund av fel i elnätet eller själva motorn. Till exempel stora enfasbelastningar anslutna till elnätet, fas-till-fas kortslutningar, en-fas jordning eller en-enfas öppen-kretsfel i nätet, såväl som kvalitetsproblem som fas-till-avbrott i motorn, avbrott i motorn, interna jordavbrott kommer alla att resultera i asymmetrisk trefas{10}}spänning som appliceras på motorlindningarna. När entrefas asynkronmotorkörs under asymmetrisk spänning, kommer dess startmoment, överbelastningskapacitet och effektivitet att minska.

När trefasspänningen är asymmetrisk, samexisterar magnetfält med positiv-sekvens och negativ-sekvens i motorluftgapet. Det positiva-sekvensfältet genererar framåtriktat elektromagnetiskt vridmoment, medan det negativa-sekvensfältet producerar omvänt elektromagnetiskt vridmoment och negativ mekanisk effekt.

Eftersom vridmomentet som genereras av det negativa-sekvensfältet är negativt, fungerar det som ett bromsmoment som hindrar motorrotorns normala rotation. Detta minskar motorns resulterande vridmoment och sänker i slutändan dess maximala vridmoment, vilket naturligtvis resulterar i försämrad överbelastningskapacitet.

Ur motorslirperspektivet, under normal drift, är slirningen av entrefas asynkronmotorär mycket liten, så bromsmomentet som orsakas av det negativa-sekvensfältet är inte signifikant. Uppvärmningsproblemet i lindningarna blir dock extremt allvarligt, vilket kan göra att lindningarna brinner ut på mycket kort tid. Samtidigt ökar det negativa-magnetfältet motorförlusterna, vilket leder till lägre effektivitet och högre temperaturökning.

Baserat på ovanstående analys kan man dra slutsatsen att när matningsspänningen för en trefasmotor är obalanserad, minskar överbelastningskapaciteten och effektiviteten, medan överhettning av lindningarna blir en kritisk fara. Det är precis därför som motortekniska specifikationer ställer strikta gränser för obalans i strömförsörjningsspänningen.

Denna slutsats kan verifieras genom att analysera extrema driftsförhållanden. Enfasdrift kan inträffa under motortestning eller service; egenskaperna hos enfasiga-fel har diskuterats i tidigare artiklar och kommer inte att upprepas här.

Från teoretisk analys av trefasspänningsasymmetri kan vi dra en tydlig slutsats: en motor kan inte arbeta under märkbelastning om nätspänningen är asymmetrisk, annars kommer ett katastrofalt elektriskt fel att inträffa på grund av överhettning av lindningarna. Som diskuterats i tidigare artiklar om enfasdriftsfel, när en motor tappar en fas under drift, kommer lindningsöverhettning att producera en brännande lukt, åtföljd av lågfrekvent elektromagnetiskt brus och en minskning av motorhastigheten. När motorn stannar kommer den inte längre att kunna starta om.

För utrustningstillverkare som använder många maskiner bör nödvändiga justeringar göras för lastfördelningen. Speciellt när ett stort antal hög-enfaslaster-förekommer bör symmetrin hos trefasspänningen övervakas för att förhindra motorfel orsakade av spänningsasymmetri.