CH12 三相異步電動(dòng)機(jī)的異常運(yùn)行課件

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電動(dòng)機(jī)運(yùn)行是允許的，否則對電動(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↓，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)在不對稱電源電壓下運(yùn)行分析方法：對稱分量法。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對稱正序電流→正序旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢→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?，電動(dòng)機(jī)在不對稱情況下運(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)重的不對稱。第三節(jié)異步電動(dòng)機(jī)在不對稱電源電壓下運(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

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斷相運(yùn)行是不對稱運(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