CH12 三相异步电动机的异常运行1.ppt

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，