Ano ang mangyayari sa motor sa kaso ng pagkawala ng bahagi at pagpapatakbo ng isang yugto

Sa ilalim ng phase loss, naiintindihan namin ang single-phase mode ng pagpapatakbo ng de-koryenteng motor bilang resulta ng pagdiskonekta ng power supply ng isa sa mga conductor ng three-phase system.

Ang mga dahilan para sa pagkawala ng isang bahagi mula sa isang de-koryenteng motor ay maaaring: pagsira sa isa sa mga wire, pagsunog ng isa sa mga piyus; pagkabigo ng contact sa isa sa mga phase.

Depende sa mga pangyayari kung saan nangyari ang pagkawala ng bahagi, maaaring may iba't ibang mga mode ng pagpapatakbo ng de-koryenteng motor at ang mga kahihinatnan na kasama ng mga mode na ito. Sa kasong ito, ang mga sumusunod na kadahilanan ay dapat isaalang-alang: ang scheme ng koneksyon ng windings ng electric motor ("star" o "delta"), ang operating state ng motor sa sandali ng phase loss (phase loss ay maaaring mangyari bago o pagkatapos i-on ang makina, sa panahon ng pagpapatakbo ng pag-load), ang antas ng paglo-load ng engine at ang mga mekanikal na katangian ng gumaganang makina, ang bilang ng mga de-koryenteng motor na tumatakbo sa pagkawala ng bahagi at ang kanilang impluwensya sa isa't isa.

Dito dapat mong bigyang-pansin ang mga tampok ng mode na isinasaalang-alang. Sa three-phase mode, ang bawat yugto ng paikot-ikot ay dumadaloy na may kasalukuyang inilipat sa oras ng isang-katlo ng panahon. Kapag nawala ang isang bahagi, ang parehong mga paikot-ikot ay dumadaloy tungkol sa parehong kasalukuyang, walang kasalukuyang sa ikatlong yugto. Sa kabila ng katotohanan na ang mga dulo ng windings ay konektado sa dalawang phase conductor ng isang three-phase system, ang mga alon sa dalawang windings ay nag-tutugma sa oras. Ang mode ng operasyon na ito ay tinatawag na single-phase.

Ang magnetic field na nabuo ng isang single-phase na kasalukuyang, hindi katulad ng umiikot na field na nabuo ng isang three-phase system ng mga alon, ay pulsates. Nagbabago ito sa paglipas ng panahon, ngunit hindi gumagalaw sa paligid ng circumference ng stator. Ipinapakita ng Figure 1a ang magnetic flux vector na nilikha sa motor sa single-phase mode. Ang vector na ito ay hindi umiikot, nagbabago lamang ito sa magnitude at sign. Ang pabilog na patlang ay naka-flatten sa isang tuwid na linya.

Larawan 1. Mga katangian ng isang induction motor sa single-phase mode: a — graphical na representasyon ng isang pulsating magnetic field; b - agnas ng pulsating field sa dalawang umiikot na mga; c-mechanical na katangian ng isang induction motor sa three-phase (1) at single-phase (2) operating mode.

Pumuputok magnetic field maaaring ituring na binubuo ng dalawang patlang ng pantay na magnitude na umiikot patungo sa isa't isa (Larawan 1, b). Ang bawat field ay nakikipag-ugnayan sa rotor winding at bumubuo ng isang metalikang kuwintas. Ang kanilang pinagsamang pagkilos ay lumilikha ng metalikang kuwintas sa baras ng motor.

Kung sakaling mangyari ang pagkawala ng bahagi bago ang motor ay konektado sa network, ang dalawang magnetic field ay kumikilos sa isang nakatigil na rotor, na bumubuo ng dalawang sandali ng magkasalungat na tanda ngunit pantay sa magnitude. Ang kanilang kabuuan ay magiging zero.Samakatuwid, kapag sinimulan mo ang motor sa single-phase mode, hindi ito maaaring baligtarin kahit na walang load sa baras.

Kung ang isang phase loss ay nangyayari habang ang motor rotor ay umiikot, pagkatapos ay isang metalikang kuwintas ay nabuo sa kanyang baras. Ito ay maaaring ipaliwanag tulad ng sumusunod. Ang umiikot na rotor ay nakikipag-ugnayan sa iba't ibang paraan sa mga patlang na umiikot patungo sa isa't isa. Ang isa sa kanila, ang pag-ikot na kung saan ay tumutugma sa pag-ikot ng rotor, ay bumubuo ng isang positibong (nagtutugma sa direksyon) na sandali, ang isa - negatibo. Hindi tulad ng nakatigil na rotor case, ang mga sandaling ito ay magkakaiba sa magnitude. Ang kanilang pagkakaiba ay magiging katumbas ng sandali ng motor shaft.

Ang Figure 1, c ay nagpapakita ng mga mekanikal na katangian ng motor sa single-phase at three-phase na operasyon. Sa zero na bilis, ang metalikang kuwintas ay zero; kapag ito ay umiikot sa alinmang direksyon, ang isang metalikang kuwintas ay nangyayari sa motor shaft.

Kung ang isa sa mga phase ay hindi nakakonekta habang tumatakbo ang motor, kapag ang bilis nito ay malapit sa na-rate na halaga, ang metalikang kuwintas ay kadalasang sapat upang ipagpatuloy ang operasyon na may bahagyang pagbawas sa bilis. Sa kaibahan sa three-phase symmetrical mode, lumilitaw ang isang katangiang ugong. Para sa iba, walang mga panlabas na pagpapakita ng emergency mode. Ang isang tao na walang karanasan sa mga asynchronous na motor ay maaaring hindi makapansin ng pagbabago sa likas na katangian ng pagpapatakbo ng isang de-koryenteng motor.

Ang paglipat ng isang de-koryenteng motor sa isang single-phase mode ay sinamahan ng isang muling pamamahagi ng mga alon at boltahe sa pagitan ng mga phase. Kung ang mga windings ng motor ay konektado ayon sa "star" scheme, pagkatapos ng phase loss, ang isang circuit ay nabuo, na ipinapakita sa figure 2. Dalawang series-connected motor windings ay konektado sa line boltahe Uab, pagkatapos ay ang motor ay nasa single- pagpapatakbo ng yugto.

Gumawa tayo ng kaunting pagkalkula, matukoy ang mga alon na dumadaloy sa mga windings ng motor at ihambing ang mga ito sa mga alon na may tatlong-phase na supply.

Figure 2. Star connection ng motor windings pagkatapos ng phase loss

Dahil ang mga resistensyang Za at Zb ay konektado sa serye, ang mga boltahe ng mga phase A at B ay magiging katumbas ng kalahati ng linear:

Ang tinatayang halaga ng kasalukuyang ay maaaring matukoy batay sa mga sumusunod na pagsasaalang-alang.

Inrush na kasalukuyang ng phase A sa phase loss

Pagsisimula ng kasalukuyang ng phase A sa three-phase mode

kung saan Uao — phase boltahe ng network.

Inrush kasalukuyang ratio:

Mula sa ratio, ito ay sumusunod na sa kaso ng phase loss ang panimulang kasalukuyang ay 86% ng panimulang kasalukuyang sa tatlong-phase na supply. Kung isasaalang-alang natin na ang panimulang kasalukuyang ng induction motor ng squirrel-cage ay 6-7 beses na mas mataas kaysa sa nominal, lumalabas na ang isang kasalukuyang dumadaloy sa mga windings ng motor Iif = 0.86 x 6 = 5.16 Azn, iyon ay, higit sa limang beses ang nominal. Sa isang maikling panahon, ang naturang kasalukuyang ay magpapainit sa coil.

Mula sa pagkalkula sa itaas, makikita na ang itinuturing na mode ng pagpapatakbo ay lubhang mapanganib para sa motor, at kung nangyari ito, ang proteksyon ay dapat na patayin sa maikling panahon.

Ang pagkawala ng phase ay maaari ding mangyari pagkatapos na i-on ang motor, kapag ang rotor nito ay magkakaroon ng bilis ng pag-ikot na naaayon sa operating mode. Isaalang-alang ang mga alon at boltahe ng windings sa kaso ng isang paglipat sa single-phase mode na may umiikot na rotor.

Ang halaga ng Za ay nakasalalay sa bilis ng pag-ikot. Sa pagsisimula, kapag ang bilis ng rotor ay zero, pareho ito para sa parehong three-phase at single-phase mode. Sa operating mode, depende sa load at mga mekanikal na katangian ng engine, ang bilis ng pag-ikot ay maaaring iba.Samakatuwid, kailangan ng ibang diskarte para pag-aralan ang mga kasalukuyang load.

Ipagpalagay namin na ang motor ay tumatakbo sa parehong three-phase at single-phase mode. parehong kapangyarihan. Anuman ang scheme ng koneksyon ng de-koryenteng motor, ang gumaganang makina ay nangangailangan ng parehong kapangyarihan na kinakailangan upang maisagawa ang teknolohikal na proseso.

Ipagpalagay na ang kapangyarihan ng motor shaft ay pareho para sa parehong mga mode, magkakaroon tayo ng:

sa three-phase mode

sa single-phase mode

kung saan Uа - phase boltahe ng network; Uаo — boltahe ng phase A sa single-phase mode, cos φ3 at cos φ1-power coefficients para sa three-phase at single-phase mode, ayon sa pagkakabanggit.

Ang mga eksperimento sa isang induction motor ay nagpapakita na sa katunayan ang kasalukuyang halos doble. Sa ilang margin, posibleng isaalang-alang ang I1a / I2a = 2.

Upang masuri ang antas ng panganib ng single-phase na operasyon, dapat mo ring malaman ang pagkarga sa motor.

Bilang unang pagtatantya, isasaalang-alang namin ang kasalukuyang de-kuryenteng motor sa three-phase mode na proporsyonal sa pagkarga nito sa baras. Ang pagpapalagay na ito ay wasto para sa mga pag-load na higit sa 50% ng na-rate na halaga. Pagkatapos ay maaari mong isulat ang Azf = Ks NS Azn, kung saan Ks — load factor ng motor, Azn — rated current ng motor.

Single-phase current I1f = 2KsNS Azn, ibig sabihin, ang kasalukuyang sa single-phase mode ay depende sa pagkarga ng motor. Sa rated load, ito ay katumbas ng dalawang beses sa rate na kasalukuyang. Sa isang load na mas mababa sa 50%, ang phase loss kapag ikinonekta ang motor windings sa isang «star» ay hindi lumikha ng isang overcurrent na mapanganib sa windings. Sa karamihan ng mga kaso, ang motor load factor ay mas mababa sa isa. Sa mga halaga nito ng pagkakasunud-sunod na 0.6 - 0.75, ang isang bahagyang labis sa kasalukuyang (sa pamamagitan ng 20 - 50%) kumpara sa nominal ay dapat na inaasahan.Ito ay mahalaga para sa paggana ng proteksyon, dahil ito ay tiyak sa lugar na ito ng labis na karga na hindi ito kumikilos nang malinaw.

Upang pag-aralan ang ilang mga pamamaraan ng proteksyon, kinakailangang malaman ang boltahe ng mga phase ng motor. Kapag ang rotor ay naka-lock, ang boltahe ng mga phase A at B ay magiging katumbas ng kalahati ng boltahe ng network Uab, at ang boltahe ng phase C ay magiging zero.

Kung hindi, ang boltahe ay ipinamamahagi habang umiikot ang rotor. Ang katotohanan ay ang pag-ikot nito ay sinamahan ng pagbuo ng isang umiikot na magnetic field, na, na kumikilos sa mga windings ng stator, ay nagiging sanhi ng isang electromotive na puwersa sa kanila. Ang magnitude at phase ng electromotive force na ito ay tulad na sa isang rotational speed na malapit sa synchronous, ang isang simetriko na three-phase boltahe na sistema ay naibalik sa windings at ang star neutral na boltahe (point 0) ay nagiging zero. Kaya, kapag ang bilis ng rotor ay nagbabago mula sa zero hanggang sa magkasabay sa single-phase mode ng operasyon, ang boltahe ng mga phase A at B ay nagbabago mula sa isang halaga na katumbas ng kalahati ng linya sa isang halaga na katumbas ng phase boltahe ng network. Halimbawa, sa isang sistema na may boltahe na 380/220 V, ang boltahe ng mga phase A at B ay nag-iiba sa loob ng 190 — 220 V. Ang boltahe ng Uco ay nagbabago mula sa zero na may naka-lock na rotor sa isang phase boltahe na 220 V na may kasabay na bilis. Tulad ng para sa boltahe sa punto 0, nagbabago ito mula sa halagang Uab / 2 — hanggang sa zero sa kasabay na bilis.

Kung ang mga windings ng motor ay konektado sa delta, pagkatapos ng isang phase loss magkakaroon tayo ng diagram ng koneksyon na ipinapakita sa Figure 3. Sa kasong ito, ang motor winding na may resistance Zab ay lumiliko na konektado sa line voltage Uab, at ang winding na may resistances Ang Zfc at Zpr.— konektado sa serye at konektado sa parehong boltahe ng linya.

Figure 3. Delta connection ng motor windings pagkatapos ng phase loss

Sa panimulang mode, ang parehong kasalukuyang ay dadaloy sa pamamagitan ng windings AB tulad ng sa tatlong-phase na bersyon, at kalahati ng kasalukuyang ay dadaloy sa pamamagitan ng windings AC at BC, dahil ang mga windings ay konektado sa serye.

Ang mga agos sa mga linear na konduktor I'a =I'b ay magiging katumbas ng kabuuan ng mga alon sa magkatulad na mga sanga: I'A = I'ab + I'bc = 1.5 Iab

Kaya, sa kaso na isinasaalang-alang, na may pagkawala ng phase, ang panimulang kasalukuyang sa isa sa mga phase ay magiging katumbas ng panimulang kasalukuyang na may tatlong-phase na supply, at ang kasalukuyang linya ay tataas nang hindi gaanong intensively.

Upang kalkulahin ang mga alon sa kaganapan ng pagkawala ng phase pagkatapos simulan ang motor, ang parehong paraan ay ginagamit para sa "star" circuit. Ipagpalagay namin na ang motor ay bubuo ng parehong kapangyarihan sa parehong three-phase at single-phase mode.

Sa ganitong mode ng operasyon, ang kasalukuyang nasa pinaka-load na bahagi na may pagkawala ng bahagi ay nadoble kumpara sa kasalukuyang may tatlong-phase na supply. Ang kasalukuyang nasa konduktor ng linya ay magiging Ia 'A = 3Iab, at may tatlong-phase na supply Ia = 1.73 Iab.

Mahalagang tandaan dito na habang ang kasalukuyang bahagi ay tumataas ng isang kadahilanan na 2, ang kasalukuyang linya ay tumataas lamang ng isang kadahilanan na 1.73. Ito ay mahalaga dahil ang overcurrent na proteksyon ay tumutugon sa mga agos ng linya. Ang mga kalkulasyon at konklusyon tungkol sa impluwensya ng load factor sa single-phase current na may koneksyon na «star» ay mananatiling wasto para sa kaso ng isang «delta» circuit.

Ang mga boltahe ng phase ng AC at BC ay depende sa bilis ng rotor. Kapag naka-lock ang rotor Uac '= Ub° C' = Uab / 2

Sa bilis ng pag-ikot na katumbas ng kasabay, ang simetriko na sistema ng mga boltahe ay naibalik, ibig sabihin, ac '= Ub° C' = Uab.

Kaya, ang AC at BC phase voltages, kapag ang bilis ng pag-ikot ay binago mula sa zero hanggang sa magkasabay, ay magbabago mula sa isang halaga na katumbas ng kalahati ng boltahe ng linya sa isang halaga na katumbas ng boltahe ng linya.

Ang mga alon at boltahe ng mga phase ng motor sa single-phase na operasyon ay nakasalalay din sa bilang ng mga motor.

Ang phase loss ay madalas na nangyayari kapag ang isa sa mga piyus sa substation o switchgear mains supply ay pumutok. Bilang resulta, ang isang pangkat ng mga user ay nasa single-phase mode na nakikipag-ugnayan sa isa't isa. Ang pamamahagi ng mga alon at boltahe ay nakasalalay sa kapangyarihan ng mga indibidwal na motor at ang kanilang pagkarga. Posible ang iba't ibang mga pagpipilian dito. Kung ang kapangyarihan ng mga de-koryenteng motor ay pantay at ang kanilang pagkarga ay pareho (halimbawa, isang pangkat ng mga tagahanga ng tambutso), kung gayon ang buong pangkat ng mga motor ay maaaring mapalitan ng isang katumbas.

Mga emergency mode ng mga asynchronous na de-koryenteng motor at mga paraan ng kanilang proteksyon