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三相异步电动机电流不均匀有什么不良后果?

发布日期:2021-07-30 08:08 浏览量:
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对于三相电机来说,无论是在测试中还是在使用中,电流都是不均匀的。为了防止不合格电机意外出厂,通常在绕组连接后测量DC电阻,并在检验试验时进行三相空载电流平衡试验。

根据三相电机的工作原理,定子绕组每相和并联支路的匝数应相等,并符合设计规定;每个线圈按照相数和极数沿铁芯圆周均匀分布,呈几何对称关系;分布的短距离绕组节距和极相群分布满足设计要求,尽可能增大基波磁势,减少谐波,磁动势空间分布接近正弦波;导线截面满足控制铜损、保证效率和温升的要求。

空间电角度差为120的三相对称定子绕组和时间电角度差为120的三相对称交流电压能产生等幅匀速圆周旋转磁场,实现机电能量转换功能。绕组匝数、线径、节距、并联回路数(或并联导线数)和连接方式对电机性能有决定性影响。如果三相绕组不对称或电源电压不对称,会产生椭圆旋转磁场,其瞬时振幅和角速度处于交替状态,即振幅大时角速度低,振幅小时角速度高。

椭圆磁场可以分解成两个幅度不同、方向相反的圆形旋转磁场。较大的是正序磁场,转子随之转动,完成电机的正常功能。而幅度较小的是反向磁场,对电机有一系列负面影响:

定子三相电流不对称,电流较大的一相温升较高;引起额外转子铜损耗、铁损耗和杂散损耗,导致电机效率降低;

逆序转矩与正序转矩方向相反,导致最大转矩、最小转矩和起动转矩减小;出现不正常的电磁噪声和振动。

三相电流平衡试验的目的是监测绕组制造是否满足上述要求,重点检查三相绕组的对称性,防止电机三相空载电流不平衡。绕组电抗与匝数的平方成正比,绕组电阻与第一个匝数的平方成正比。三相电流平衡测试比DC电阻测量更容易发现匝数误差。小型电机单层绕组的线圈节距和连接规律不像双层绕组那样简单、一致,三相电流平衡试验中可发现插入误差。

在实际的检验和测试过程中,电阻和电流不均匀的检验和分析是非常重要的,电阻不均匀的检验往往会影响绕组的焊接可靠性,因为大多数厂家在埋设前都进行了匝数测量,尤其是自动绕制和埋设过程中,错误匝数的可能性极小,而电流平衡检测会发现电阻检测中不易发现的问题。

对于电流不均匀的问题,先排除电压不均匀的问题,再分析电机本体的问题。关于电压问题和电机问题的区分,我们在原文章中也介绍过:当三相电流不均匀时,电机任意两相反转,如果监测到的电流表读数变化,基本判断为电机问题,否则为电压不均匀问题。