對(duì)于西瑪三相電機(jī)，三相電壓不平衡是一個(gè)普遍的問(wèn)題，但是必須弄清三相電壓對(duì)電機(jī)性能的影響。今天西瑪電機(jī)技術(shù)人員參加了這個(gè)議題，交換了意見(jiàn)，并與大家分享。
電壓不均勻如何影響電機(jī)的性能？

●對(duì)電機(jī)電流的影響

不平衡電壓的負(fù)序分量在電機(jī)的氣隙中產(chǎn)生磁場(chǎng)，不利于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向。如果電壓的負(fù)序分量很小，則通過(guò)繞組的電流可以比電壓平衡的電流大得多。由于通過(guò)轉(zhuǎn)子棒的電流的頻率大約是額定頻率的兩倍，轉(zhuǎn)子棒的電流擠壓效應(yīng)使得轉(zhuǎn)子繞組損耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于定子繞組損耗的增加。

當(dāng)電機(jī)在非平衡電壓下以額定速度運(yùn)行時(shí)，電流不均勻性很大，大約是電壓不平衡的6到10倍。失速電流不均勻性與電壓不均勻性基本相同，但阻塞視場(chǎng)功率增加不大。

●對(duì)電機(jī)加熱性能的影響

如果西瑪電機(jī)在不平衡電壓下運(yùn)行，則由于電流和電壓的負(fù)序分量，定子損耗將增加，因此定子繞組的溫升將高于平衡電壓的情況。

電流擠壓效應(yīng)增加了轉(zhuǎn)子損耗的增加程度。

此外，電壓不平衡通常與正相分量的減小有關(guān)，這增加了定子中正相分量的電流。

●對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的影響

當(dāng)電壓不平衡時(shí)，西瑪電機(jī)的失速轉(zhuǎn)矩、最小轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩減小。如果電壓不平衡嚴(yán)重，電機(jī)將無(wú)法正常工作。

電壓不平衡與產(chǎn)生頻率為工頻兩倍的振動(dòng)轉(zhuǎn)矩有關(guān)。振蕩轉(zhuǎn)矩幅度的增加與電壓的正序分量和負(fù)序分量的乘積成線性關(guān)系。當(dāng)不平衡度f(wàn)u=0.05時(shí)，振動(dòng)扭矩的峰值在額定扭矩的25%以內(nèi)。如果振動(dòng)扭矩的臨界扭轉(zhuǎn)頻率接近于功率頻率的兩倍，則整個(gè)軸系統(tǒng)可能產(chǎn)生不可接受的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。

●影響電機(jī)的全負(fù)荷速度

當(dāng)西瑪電機(jī)在非平衡電壓下滿載時(shí)，隨著轉(zhuǎn)子附加損耗的增加，滑移略有增加。

增加電機(jī)噪音和振動(dòng)

如果電壓（電流）不平衡增加，西瑪電機(jī)的噪聲和振動(dòng)可能增加。振動(dòng)可能損壞電機(jī)或整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

馬達(dá)正在低速運(yùn)轉(zhuǎn)以防止過(guò)熱。

當(dāng)西瑪交流電機(jī)商用頻率電源的負(fù)相分量與三相電壓系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間連接(至少是電機(jī)熱時(shí)間常數(shù))時(shí)，如果電流超過(guò)正相分量的1％，則電機(jī)的允許輸出功率高于額定功率，這將是低的，電機(jī)就可能損壞。當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，建議電壓不平衡不超過(guò)5%，不均勻度根據(jù)方程(1)確定。

在公式(1)中

Un-電源電壓下負(fù)序分量的均方根值。

上-電源電壓中正序分量的均方根值。

電壓不平衡率的計(jì)算

西瑪電機(jī)用戶可以使用方程(2)和(3)從三相電壓讀數(shù)容易地確定電壓不平衡率U(％)。我們將使用更大的這些作為評(píng)估結(jié)果。

在方程(2)和(3)中

Umax-三個(gè)電壓值_V_的最大值。

Umin-三個(gè)電壓值_V_的最小值。

三個(gè)電壓值_的平均值_

電壓不平衡(不平衡率)的計(jì)算實(shí)例

該電路的西瑪三相電壓測(cè)量分別為220V、215V、210V。計(jì)算三相電壓的不平衡率U(%)。

從標(biāo)題中給出的三相電壓值_我們知道：

●三相電壓值_的平均值為Up=(220+215+210)/3=215V。

●三個(gè)電壓值_的最大值和最小值_的絕對(duì)值和最大值均為5V。

●三相電壓不平衡率U=5/215×100%=2.33%。

經(jīng)過(guò)分析計(jì)算，三相電壓系統(tǒng)實(shí)際負(fù)序分量占正序分量的18％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于上述計(jì)算值。如果電壓不平衡率超過(guò)5%，則需要檢查西瑪電機(jī)電流的負(fù)序分量。

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