Apa yang berlaku kepada motor sekiranya berlaku kehilangan fasa dan operasi fasa tunggal

Di bawah kehilangan fasa, kami memahami mod operasi fasa tunggal motor elektrik akibat pemotongan bekalan kuasa salah satu konduktor sistem tiga fasa.

Sebab-sebab kehilangan fasa daripada motor elektrik boleh: memecahkan salah satu wayar, membakar salah satu fius; kegagalan sentuhan dalam salah satu fasa.

Bergantung pada keadaan di mana kehilangan fasa berlaku, mungkin terdapat mod operasi motor elektrik yang berbeza dan akibat yang menyertai mod ini. Dalam kes ini, faktor berikut mesti diambil kira: skema sambungan belitan motor elektrik ("bintang" atau "delta"), keadaan operasi motor pada saat kehilangan fasa (kehilangan fasa boleh berlaku sebelum atau selepas menghidupkan enjin, semasa operasi beban), tahap pemuatan enjin dan ciri mekanikal mesin kerja, bilangan motor elektrik yang beroperasi dengan kehilangan fasa dan pengaruh bersama mereka.

Di sini anda harus memberi perhatian kepada ciri-ciri mod yang sedang dipertimbangkan. Dalam mod tiga fasa, setiap fasa belitan mengalir dengan arus yang dialihkan dalam masa sebanyak satu pertiga daripada tempoh tersebut. Apabila fasa hilang, kedua-dua belitan mengalir kira-kira arus yang sama, tiada arus dalam fasa ketiga. Walaupun fakta bahawa hujung belitan disambungkan kepada dua konduktor fasa sistem tiga fasa, arus dalam dua belitan bertepatan dengan masa. Mod operasi ini dipanggil fasa tunggal.

Medan magnet yang dihasilkan oleh arus fasa tunggal, tidak seperti medan berputar yang dihasilkan oleh sistem arus tiga fasa, berdenyut. Ia berubah dari semasa ke semasa, tetapi tidak bergerak di sekeliling lilitan stator. Rajah 1a menunjukkan vektor fluks magnet yang dicipta dalam motor dalam mod fasa tunggal. Vektor ini tidak berputar, ia hanya berubah dalam magnitud dan tanda. Medan bulat diratakan kepada garis lurus.

Gambar 1. Ciri-ciri motor aruhan dalam mod fasa tunggal: a — perwakilan grafik medan magnet berdenyut; b - penguraian medan berdenyut menjadi dua yang berputar; ciri-ciri c-mekanikal motor aruhan dalam mod pengendalian tiga fasa (1) dan fasa tunggal (2).

Berdenyut medan magnet boleh dianggap sebagai terdiri daripada dua medan yang sama magnitud berputar ke arah satu sama lain (Rajah 1, b). Setiap medan berinteraksi dengan belitan pemutar dan menjana tork. Tindakan gabungan mereka menghasilkan tork pada aci motor.

Sekiranya kehilangan fasa berlaku sebelum motor disambungkan ke rangkaian, dua medan magnet bertindak pada pemutar pegun, yang membentuk dua momen tanda bertentangan tetapi sama besarnya. Jumlah mereka akan menjadi sifar.Oleh itu, apabila anda menghidupkan motor dalam mod satu fasa, ia tidak boleh berundur walaupun tiada beban pada aci.

Jika kehilangan fasa berlaku semasa pemutar motor berputar, maka tork dihasilkan pada acinya. Ini boleh dijelaskan seperti berikut. Rotor berputar berinteraksi dalam pelbagai cara dengan medan berputar ke arah satu sama lain. Salah satunya, putaran yang bertepatan dengan putaran pemutar, membentuk momen positif (bertepatan dalam arah), yang lain - negatif. Tidak seperti kes pemutar pegun, momen ini akan berbeza dalam magnitud. Perbezaan mereka akan sama dengan momen aci motor.

Rajah 1, c menunjukkan ciri mekanikal motor dalam operasi satu fasa dan tiga fasa. Pada kelajuan sifar, tork adalah sifar; apabila ia berputar dalam mana-mana arah, tork berlaku pada aci motor.

Jika salah satu fasa diputuskan sambungan semasa motor sedang berjalan, apabila kelajuannya hampir dengan nilai undian, tork selalunya mencukupi untuk meneruskan operasi dengan sedikit pengurangan dalam kelajuan. Berbeza dengan mod simetri tiga fasa, dengungan ciri muncul. Untuk selebihnya, tiada manifestasi luaran mod kecemasan. Seseorang yang tidak mempunyai pengalaman dengan motor tak segerak mungkin tidak menyedari perubahan dalam sifat pengendalian motor elektrik.

Peralihan motor elektrik kepada mod satu fasa disertai dengan pengagihan semula arus dan voltan antara fasa. Jika belitan motor disambungkan mengikut skema "bintang", selepas kehilangan fasa, litar terbentuk, ditunjukkan dalam rajah 2. Dua belitan motor bersambung siri disambungkan ke voltan talian Uab, maka motor berada dalam satu- operasi fasa.

Mari kita buat sedikit pengiraan, tentukan arus yang mengalir melalui belitan motor dan bandingkan dengan arus dengan bekalan tiga fasa.

Rajah 2. Sambungan bintang belitan motor selepas kehilangan fasa

Oleh kerana rintangan Za dan Zb disambung secara bersiri, voltan fasa A dan B akan sama dengan separuh daripada fasa linear:

Nilai anggaran arus boleh ditentukan berdasarkan pertimbangan berikut.

Arus masuk fasa A pada kehilangan fasa

Memulakan arus fasa A dalam mod tiga fasa

di mana Uao — voltan fasa rangkaian.

Nisbah arus masuk:

Daripada nisbah, ia mengikuti bahawa dalam kes kehilangan fasa, arus permulaan adalah 86% daripada arus permulaan dalam bekalan tiga fasa. Jika kita mengambil kira bahawa arus permulaan motor aruhan sangkar tupai adalah 6-7 kali lebih tinggi daripada yang nominal, ternyata arus mengalir melalui belitan motor Iif = 0.86 x 6 = 5.16 Azn, iaitu, lebih daripada lima kali ganda nominal. Dalam tempoh yang singkat, arus sedemikian akan memanaskan gegelung.

Daripada pengiraan di atas, dapat dilihat bahawa mod operasi yang dipertimbangkan adalah sangat berbahaya untuk motor, dan jika ia berlaku, perlindungan mesti dimatikan dalam masa yang singkat.

Kehilangan fasa juga boleh berlaku selepas motor dihidupkan, apabila pemutarnya akan mempunyai kelajuan putaran sepadan dengan mod pengendalian. Pertimbangkan arus dan voltan belitan dalam kes peralihan ke mod fasa tunggal dengan pemutar berputar.

Nilai Za bergantung kepada kelajuan putaran. Pada permulaan, apabila kelajuan rotor adalah sifar, ia adalah sama untuk kedua-dua mod tiga fasa dan satu fasa. Dalam mod pengendalian, bergantung pada beban dan ciri mekanikal enjin, kelajuan putaran mungkin berbeza.Oleh itu, pendekatan yang berbeza diperlukan untuk menganalisis beban semasa.

Kami akan menganggap bahawa motor berjalan dalam mod tiga fasa dan satu fasa. kuasa yang sama. Terlepas dari skema sambungan motor elektrik, mesin kerja memerlukan kuasa yang sama yang diperlukan untuk menjalankan proses teknologi.

Dengan mengandaikan bahawa kuasa aci motor adalah sama untuk kedua-dua mod, kita akan mempunyai:

dalam mod tiga fasa

dalam mod satu fasa

di mana Uа - voltan fasa rangkaian; Uаo — voltan fasa A dalam mod satu fasa, cos φ3 dan cos φ1-pekali kuasa untuk mod tiga fasa dan satu fasa, masing-masing.

Eksperimen dengan motor aruhan menunjukkan bahawa sebenarnya arus hampir dua kali ganda. Dengan sedikit margin adalah mungkin untuk mempertimbangkan I1a / I2a = 2.

Untuk menilai tahap bahaya operasi fasa tunggal, anda juga mesti mengetahui beban pada motor.

Sebagai anggaran pertama, kami akan mempertimbangkan arus motor elektrik dalam mod tiga fasa berkadar dengan bebannya pada aci. Andaian ini sah untuk muatan melebihi 50% daripada nilai undian. Kemudian anda boleh menulis Azf = Ks NS Azn, di mana Ks — faktor beban motor, Azn — terkadar arus motor.

Arus fasa tunggal I1f = 2KsNS Azn, iaitu arus dalam mod fasa tunggal akan bergantung kepada beban motor. Pada beban undian, ia adalah sama dengan dua kali ganda arus undian. Pada beban kurang daripada 50%, kehilangan fasa apabila menyambungkan belitan motor ke «bintang» tidak menimbulkan arus lebihan berbahaya kepada belitan. Dalam kebanyakan kes, faktor beban motor adalah kurang daripada satu. Dengan nilai tertibnya 0.6 — 0.75, lebihan sedikit arus (sebanyak 20 — 50%) berbanding dengan nominal harus dijangkakan.Ini adalah penting untuk fungsi perlindungan, kerana ia adalah tepat di kawasan beban yang tidak berfungsi dengan cukup jelas.

Untuk menganalisis beberapa kaedah perlindungan, adalah perlu untuk mengetahui voltan fasa motor. Apabila rotor dikunci, voltan fasa A dan B akan sama dengan separuh daripada voltan rangkaian Uab, dan voltan fasa C akan menjadi sifar.

Jika tidak, voltan diagihkan semasa pemutar berputar. Hakikatnya ialah putarannya disertai dengan pembentukan medan magnet berputar, yang, bertindak pada belitan stator, menyebabkan daya gerak elektrik di dalamnya. Magnitud dan fasa daya gerak elektrik ini adalah sedemikian rupa sehingga pada kelajuan putaran hampir dengan segerak, sistem voltan tiga fasa simetri dipulihkan pada belitan dan voltan neutral bintang (titik 0) menjadi sifar. Oleh itu, apabila kelajuan pemutar berubah dari sifar kepada segerak dalam mod operasi fasa tunggal, voltan fasa A dan B berubah daripada nilai yang sama dengan separuh garisan kepada nilai yang sama dengan voltan fasa rangkaian. Sebagai contoh, dalam sistem dengan voltan 380/220 V, voltan fasa A dan B berbeza dalam 190 — 220 V. Voltan Uco berubah daripada sifar dengan pemutar terkunci kepada voltan fasa 220 V dengan kelajuan segerak. Bagi voltan pada titik 0, ia berubah daripada nilai Uab / 2 — kepada sifar pada kelajuan segerak.

Jika belitan motor disambungkan dalam delta, selepas kehilangan fasa kita akan mempunyai gambar rajah sambungan yang ditunjukkan dalam Rajah 3. Dalam kes ini, belitan motor dengan rintangan Zab ternyata disambungkan ke voltan talian Uab, dan belitan dengan rintangan Zfc dan Zpr. ialah.— disambung secara bersiri dan disambungkan kepada voltan talian yang sama.

Rajah 3. Sambungan delta belitan motor selepas kehilangan fasa

Dalam mod permulaan, arus yang sama akan mengalir melalui belitan AB seperti dalam versi tiga fasa, dan separuh arus akan mengalir melalui belitan AC dan BC, kerana belitan ini disambung secara bersiri.

Arus dalam konduktor linear I'a =I'b akan sama dengan jumlah arus dalam cabang selari: I'A = I'ab + I'bc = 1.5 Iab

Oleh itu, dalam kes yang sedang dipertimbangkan, dengan kehilangan fasa, arus permulaan dalam salah satu fasa akan sama dengan arus permulaan dengan bekalan tiga fasa, dan arus talian meningkat dengan kurang intensif.

Untuk mengira arus sekiranya berlaku kehilangan fasa selepas menghidupkan motor, kaedah yang sama digunakan seperti untuk litar "bintang". Kami akan menganggap bahawa motor membangunkan kuasa yang sama dalam mod tiga fasa dan satu fasa.

Dalam mod operasi ini, arus dalam fasa paling dimuatkan dengan kehilangan fasa adalah dua kali ganda berbanding arus dengan bekalan tiga fasa. Arus dalam konduktor talian ialah Ia 'A = 3Iab, dan dengan bekalan tiga fasa Ia = 1.73 Iab.

Adalah penting untuk diperhatikan di sini bahawa semasa arus fasa meningkat sebanyak faktor 2, arus talian hanya meningkat sebanyak faktor 1.73. Ini penting kerana perlindungan arus lebih bertindak balas kepada arus talian. Pengiraan dan kesimpulan mengenai pengaruh faktor beban pada arus fasa tunggal dengan sambungan «bintang» kekal sah untuk kes litar «delta».

Voltan fasa AC dan BC akan bergantung pada kelajuan pemutar. Apabila rotor dikunci Uac '= Ub° C' = Uab / 2

Pada kelajuan putaran yang sama dengan segerak, sistem simetri voltan dipulihkan, i.e.ac '= Ub° C' = Uab.

Oleh itu, voltan fasa AC dan BC, apabila kelajuan putaran ditukar daripada sifar kepada segerak, akan berubah daripada nilai yang sama dengan separuh voltan talian kepada nilai yang sama dengan voltan talian.

Arus dan voltan fasa motor dalam operasi fasa tunggal juga bergantung kepada bilangan motor.

Kehilangan fasa selalunya berlaku apabila salah satu fius pada pencawang atau bekalan sesalur suis telah putus. Akibatnya, sekumpulan pengguna berada dalam mod fasa tunggal berinteraksi antara satu sama lain. Pengagihan arus dan voltan bergantung kepada kuasa motor individu dan bebannya. Pilihan yang berbeza boleh didapati di sini. Jika kuasa motor elektrik adalah sama dan bebannya adalah sama (contohnya, sekumpulan kipas ekzos), maka keseluruhan kumpulan motor boleh digantikan dengan yang setara.

Mod kecemasan motor elektrik tak segerak dan kaedah perlindungannya