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文档简介

1,第十二章 三相异步电动机的异常运行,2,第一节 三相异步电动机在非额定电压下的运行 第二节 三相异步电动机在非额定频率下的运行 第三节 三相异步电动机在不对称电源电压下运行 第四节 三相异步电动机电源缺相时的运行,本章主要内容,3,异步电动机运行时,一般都满足额定运行条件,但生产实际中也常会遇到一些非正常情况,如电源电压不是额定电压,电源频率不是额定频率,电动机带单相负载,电源一相断线,发生两相短路或是单相对地短路等,都将使电动机处于非正常运行状态,即异常运行状态。,概述,4,1、电机电源电压主要影响电机哪些运行参数?电源电压高于电机额定电压,电机能否稳定运行?低于额定电压呢? 电磁转矩,转速,励磁参数,励磁电流,功率因数,效率等。,5,第一节 异步电动机在非额定电压下的运行,实际电压与额定电压之差不超过 对电动机运行是允许的,否则对电动机运行有较大影响。,电动机转矩与电压平方成正比,电源电压降低,可能带不动负载,引起电机发热等。,非额定电压下运行需考虑:主磁通变化引起电 机饱和程度的改变,对激磁电流,效率,功率因数 等的影响。,6,1.电源电压额定电压,即,电源电压感应电动势,主磁通,励磁电流铁耗。 负载一定,主磁通转差率转子电流,转子漏抗转子铜耗。,7,轻载:转子电流和转子铜耗较小,定子电流励磁分量起主要作用。 电源电压励磁电流定子电流定子功率因数。同时,轻载时,铁耗起主要作用,效率略有提高。 结论:电动机轻载时,端电压降低对电动机运行有利,它使功率因数和效率提高。 实际中,可将正常运行时三角形联接的定子绕组在轻载时改成星形联接,以改善功率因数和提高效率。,1.电源电压额定电压,即,8,额定负载:转子电流较大,端电压降低时,转差率和转子电流增大,定子电流负载分量起主要作用,定子电流随转子电流增大而增大。转差率增大,转子功率因数和定子功率因数降低。 负载较大时,虽然磁通减小使铁耗有所降低,但铜耗随电流的平方增加,起主要作用,电机效率随铜耗的增加而减低。 结论:重载时端电压降低对电机运行不利。,1.电源电压额定电压,即,9,负载转矩为额定,电压降低使定、转子电流大于额定值,引起绕组发热,效率降低和功率因数变坏。 规定:电动机在额定负载下运行时,电压波动不能超过 5% 额定电压。 电动机有低压保护,电网电压过低时,自动切除电机电源。,1.电源电压额定电压,即,10,2.电源电压 额定电压,即,实际电压高于额定电压,主磁通增加,磁路饱和程度增大,即使磁通增加不多,励磁电流也大大增加,功率因数降低,铁心损耗随磁通增加而增加,效率下降,温升提高。,11,第二节 异步电动机在非额定频率下的运行,有时由于发电量不足或电网发生故障,电网频率可能变化。若频率变化不超过额定值的 1% ,对电动机运行不会造成严重影响。但如果频率偏差太大,则影响电动机的运行。,12,不考虑定子绕组漏阻抗压降时,可认为:,即 ,保持电源电压不变, ,也就是说,主磁通与频率成反比。,第二节 异步电动机在非额定频率下的运行,13,频率小于额定频率时,f1x1=2fL1m Im pFe ,s不变,则n1 n =(1-s)n1 ,转子x2=2sfL1。,14,频率小于额定频率时,15,主磁通增大,铁心饱和程度增加,励磁电流增大很快,定子电流也增大,铁耗和铜耗均增大,引起功率因数和效率降低。 同时,电动机转速下降,使电机通风冷却条件变差,温升提高。 结论:电源频率小于额定频率时,电动机必须减小负载,使电机在轻载下运行,防止电机过热。,频率小于额定频率,16,不考虑定子绕组漏抗压降,有:,电网频率高于额定频率,主磁通,励磁电流,定子电流,转速,对电动机功率因数,效率和通风冷却有改善,对电机运行有利。,频率高于额定频率,17,第三节 异步电动机在不对称电源电压下运行,分析方法:对称分量法。 只需分解为正序和负序分量,由于异步电动机定子绕组为星形无中线或三角形接法,所以电机内不存在零序电压、零序电流和零序磁通。,18,对称正序电流正序旋转磁动势 正序感生电流正向电磁转矩 ,正序转差率为:,负序磁场反转,转速为 ,负序转差率为:,第三节 异步电动机在不对称电源电压下运行,19,在负序等效电路中,经折算后转子等效电阻为 。由于负序阻抗较小,负序电流较大,使不对称运行的铜耗增加,效率降低,并可能引起电机过热。另外,负序转矩为制动转矩,将使电机出力减小。 可见,电动机在不对称情况下运行时,性能变差,实际运行时,不允许电动机三相电流出现严重的不对称。,第三节 异步电动机在不对称电源电压下运行,20,第四节 异步电动机电源缺相时的运行,电机正常运行时,三相交流电源通入三相对称绕组,有三相平衡电流,产生圆形旋转磁场。当三相电源缺相或断相时,称为三相异步电机的断相运行或缺相故障。,21,图122 三相异步电动机的缺相,第四节 异步电动机电源缺相时的运行,22,断相运行是不对称运行的极端情况,由于负序分量的存在使电机的运行性能变差。 额定负载下断相时,断相后存在负序转矩,将发生停机事故;如果电机最大转矩大于负载转矩,

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