CH12 三相异步电动机的异常运行.ppt

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。 * 第十二章 三相异步电动机的异常运行 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 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 第一节 异步电动机在非额定电压下的运行 异步电动机一般设计为额定电压运行时，铁心处于接近饱和状态。如果电压变化，铁心饱和程度也改变，引起励磁电流，功率因数和效率等变化。 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。 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↑。 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，铁耗与铜耗相比起主要作用，电机效率随铁耗的减小而略有提高。 结论：电动机轻载时，端电压降低对电动机运行有利，它使电动机的功率因数和效率提高。所以，实际应用中，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，以改善功率因数和效率。 1.电源电压额定电压，即 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，虽然由于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，电机的效率也将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 1.电源电压额定电压，即 2.电源电压 额定电压，即 实际电压高于额定电压时，主磁通将增加，由于磁路饱和程度增大，在磁通增加不多的情况下，励磁电流大大增加，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。 第二节 异步电动机在非额定频率下的运行 大多数情况下，电网频率都保持额定频率，但有时由于发电量不足或电网发生故障，频率可能会发生变化。如果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，则会影响电动机的运行。 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 频率小于额定频率时 f1?则x1?=2?f?L1而U1?E1?f1 ?m ?? Im ?? pFe ? 若运行在原相同s下，则n1 ? →n? =(1-s)n1 ?, 转子x2?=2?sf?L1 频率小于额定频率时 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 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 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。 对称的正序电流产生正序旋转磁动势 ，以同步转速正向旋转，转子绕组切割此磁动势，产生正序感生电流，正序转子电流与正向旋转磁场相互作用，产生正向电磁转矩 ，此时，正序系统的转差率为：