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第十二章三相異步電動(dòng)機(jī)的異常運(yùn)行1第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)在非額定電壓下的運(yùn)行第二節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)在非額定頻率下的運(yùn)行第三節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)在不對(duì)稱電源電壓下運(yùn)行第四節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)電源缺相時(shí)的運(yùn)行本章主要內(nèi)容2
異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí),一般都滿足額定運(yùn)行條件,但生產(chǎn)實(shí)際中也常會(huì)遇到一些非正常情況,如電源電壓不是額定電壓,電源頻率不是額定頻率,電動(dòng)機(jī)帶單相負(fù)載,電源一相斷線,發(fā)生兩相短路或是單相對(duì)地短路等,都將使電動(dòng)機(jī)處于非正常運(yùn)行狀態(tài),即異常運(yùn)行狀態(tài)。概述3第一節(jié)異步電動(dòng)機(jī)在非額定電壓下的運(yùn)行實(shí)際電壓與額定電壓之差不超過對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行是允許的,否則對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行有較大影響。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比,電源電壓降低,可能帶不動(dòng)負(fù)載,引起電機(jī)發(fā)熱等。非額定電壓下運(yùn)行需考慮:主磁通變化引起電機(jī)飽和程度的改變,對(duì)激磁電流,效率,功率因數(shù)等的影響。51.電源電壓<額定電壓,即
電源電壓↓→感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)↓,主磁通↓,勵(lì)磁電流↓→鐵耗↓。負(fù)載一定,主磁通↓→轉(zhuǎn)差率↑→轉(zhuǎn)子電流↑,轉(zhuǎn)子漏抗↑→轉(zhuǎn)子銅耗↑。6輕載:轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子銅耗較小,定子電流勵(lì)磁分量起主要作用。電源電壓↓→勵(lì)磁電流↓→定子電流↓→定子功率因數(shù)↑。同時(shí),輕載時(shí),鐵耗起主要作用,效率略有提高。結(jié)論:電動(dòng)機(jī)輕載時(shí),端電壓降低對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行有利,它使功率因數(shù)和效率提高。實(shí)際中,可將正常運(yùn)行時(shí)三角形聯(lián)接的定子繞組在輕載時(shí)改成星形聯(lián)接,以改善功率因數(shù)和提高效率。1.電源電壓<額定電壓,即7負(fù)載轉(zhuǎn)矩為額定,電壓降低使定、轉(zhuǎn)子電流大于額定值,引起繞組發(fā)熱,效率降低和功率因數(shù)變壞。規(guī)定:電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí),電壓波動(dòng)不能超過±5%額定電壓。電動(dòng)機(jī)有低壓保護(hù),電網(wǎng)電壓過低時(shí),自動(dòng)切除電機(jī)電源。1.電源電壓<額定電壓,即92.電源電壓>額定電壓,即實(shí)際電壓高于額定電壓,主磁通增加,磁路飽和程度增大,即使磁通增加不多,勵(lì)磁電流也大大增加,功率因數(shù)降低,鐵心損耗隨磁通增加而增加,效率下降,溫升提高。10第二節(jié)異步電動(dòng)機(jī)在非額定頻率下的運(yùn)行有時(shí)由于發(fā)電量不足或電網(wǎng)發(fā)生故障,電網(wǎng)頻率可能變化。若頻率變化不超過額定值的±1%,對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行不會(huì)造成嚴(yán)重影響。但如果頻率偏差太大,則影響電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。11頻率小于額定頻率時(shí)f1→x1=2fL1→m
ImpFe,s不變,則n1→n=(1-s)n1
,轉(zhuǎn)子x2=2sfL1。13頻率小于額定頻率時(shí)14主磁通增大,鐵心飽和程度增加,勵(lì)磁電流增大很快,定子電流也增大,鐵耗和銅耗均增大,引起功率因數(shù)和效率降低。同時(shí),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降,使電機(jī)通風(fēng)冷卻條件變差,溫升提高。結(jié)論:電源頻率小于額定頻率時(shí),電動(dòng)機(jī)必須減小負(fù)載,使電機(jī)在輕載下運(yùn)行,防止電機(jī)過熱。頻率小于額定頻率15第三節(jié)異步電動(dòng)機(jī)在不對(duì)稱電源電壓下運(yùn)行分析方法:對(duì)稱分量法。只需分解為正序和負(fù)序分量,由于異步電動(dòng)機(jī)定子繞組為星形無中線或三角形接法,所以電機(jī)內(nèi)不存在零序電壓、零序電流和零序磁通。17對(duì)稱正序電流→正序旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)→正序感生電流→正向電磁轉(zhuǎn)矩,正序轉(zhuǎn)差率為:
負(fù)序磁場(chǎng)反轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速為,負(fù)序轉(zhuǎn)差率為:第三節(jié)異步電動(dòng)機(jī)在不對(duì)稱電源電壓下運(yùn)行18
在負(fù)序等效電路中,經(jīng)折算后轉(zhuǎn)子等效電阻為。由于負(fù)序阻抗較小,負(fù)序電流較大,使不對(duì)稱運(yùn)行的銅耗增加,效率降低,并可能引起電機(jī)過熱。另外,負(fù)序轉(zhuǎn)矩為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩,將使電機(jī)出力減小??梢姡妱?dòng)機(jī)在不對(duì)稱情況下運(yùn)行時(shí),性能變差,實(shí)際運(yùn)行時(shí),不允許電動(dòng)機(jī)三相電流出現(xiàn)嚴(yán)重的不對(duì)稱。第三節(jié)異步電動(dòng)機(jī)在不對(duì)稱電源電壓下運(yùn)行19圖12-2三相異步電動(dòng)機(jī)的缺相第四節(jié)異步電動(dòng)機(jī)電源缺相時(shí)的運(yùn)行
21
斷相運(yùn)行是不對(duì)稱運(yùn)行的極端情況,由于負(fù)序分量的存在使電機(jī)的運(yùn)行性能變差。額定負(fù)載下斷相時(shí),斷相后存在負(fù)序轉(zhuǎn)矩,將發(fā)生停機(jī)事故;如果電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩,電機(jī)仍可繼續(xù)運(yùn)行,但轉(zhuǎn)速降低,定子和轉(zhuǎn)子
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