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三相异步电动机定子绕组短路现象和后果
编辑:ca88手机版入口 发布日期:2019-06-25

电动机绕组短路包括相间短路(三相或两相短路)和匝间短路。它们是由绝缘损坏引起的。下面,国标电机小编来为大家详细先容一下。
发生相间短路时,由于接在电源电压下的匝数减少,加上转差的变化,使电动机的阻抗减小,从电源来的定子电流会急剧增大。一般保护动作使开关掉闸或熔断器熔断,迅速断开电源。如果不及时断电,就会烧毁绕组。若两相短路或三相短路但各相短路点位置不相应时,则会出现不对称运行时所具有的现象和后果,如短路电流中出现负序成分,使合成力矩降低,转差增大等。需要提醒的是,被短路的不通过电源电流的线匝,也有电流流过,因它们还处在交变的磁场之中。
对于电动机来说,相间突然短路发生在定子绕组端部时最为严重。绕组发生匝问短路后,被短路线匝中的电流迅速增加,该部分线匝的温度不断升高,有可能将这部分线匝的绝缘烧坏(如短路线匝内阻抗为0. 01Ω,线匝内感应电势为1V,即能产生100A的电流。同时,电动机还会发出不正常的噪声(“吭吭”声)。当某一相的首、尾端连通时就构成单相短路,它也是匝间短路的一种特殊情况。据分析,在中性点不接地系统中的电动机发生单相短路时,将流过负序电流,并产生制动力矩。但在无穷大容量的中性点接地系统中,当电动机本身的阻抗大大地超过接在电源和电动机间的阻抗的时候,电动机中就没有负序电流,电动机的电磁力矩将保持不变,因此时电动机只流过正序电流和零序电流,而零序电流不产生电磁力矩。绕线式转子的电动机,若转子有几匝短路,则很难启动,而且转子会作正反向摇摆振动。
有的正常运行时采用三角形接法的电动机,在轻载时为了提高功率因数,常改成星形接法运行,这时,会产生如下一些影响:
1)电压
当定子绕组从三角形改接为星形时,各相绕组的相电压降低,仅为原来的1/√3。

三相异步电机单层绕组按照其线圈的形状和端接部分排列布置的不同,可分为链式绕组、交叉链式绕组、同心式绕组和交叉式同心绕组等几种绕组形式。
2)力矩
由于电压降低到原来的1/√3,电动机的电磁力矩降低到原来的1/3。
3)转速
因电磁力矩降低,转速降低,转差增大。转子电流在同样的负载下,转差要增加到3倍以上。转差增大使转子电流增加。为使转子电流增加不致造成转子过热,必须限制电动机的负载,故改接后的电动机要减载。若转差保持不变,则负载将减低到原来的1/3。
4)定子电流
定子电流为空载电流和与转子电流对应的负载电流的相量和。在这种情况下,空载电流(激磁电流)因电压的降低而减小;而由于转子电流随电压的降低会增加,所以,与转子电流相对的负载电流也会增加。定子电流中的这两个成分,一个减小,一个增加,作用相反,其结果有两种可能,增加或减小,而关键取决于电动机的负载情况。在负载不大(小于24%额定负载)时,星形接法的定子电流要小些。
5)无功功率
电动机汲取的无功功率包括漏磁无功功率和磁化无功功率。三相异步电机当电动机的三相定子绕组(各相差120度电角度),通入三相对称交流电后,将产生一个旋转磁场,该旋转磁场切割转子绕组,从而在转子绕组中产生感应电流(转子绕组是闭合通路),载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力,从而在电机转轴上形成电磁转矩,驱动电动机旋转,并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。由于改接后定子电压和折算后的转子电流间相位角增大,漏磁无功功率要增大3倍左右。此外,磁化无功功率因电压降低到1/√3而减小。总起来说,在负载小于70%的额定负载时,无功功率要比三角形接法时汲取的少一些。
6)有功损耗
改接后,定子铁芯损耗因电压降低而降低到原来的1/√3左右。定子和转子绕组中的有功损耗分别随定子电流和转子电流的平方成比例地变化。由于转子电流随电压降低而增加,转子中有功损耗将大大增加。定子绕组中的损耗,可能增加,也可能减小,要看定子电流的变化而定。从对一些电动机的分析可以看出;当负载小于额定负载的44%时,定子绕组接成星形有功损耗较小;当负载大于等于额定负载的44%时,定子绕组接成三角形有功损耗较小。只有当负载在0~70%额定负载的范围内变化时,星形接法才比三角形接法的功率因数高。
从上述分析可见,只有当电动机负载为额定容量的一半或更少时,将定子绕组从三角形接法改为星形接法才有意义。

三相异步电动机定子绕组短路现象和后果
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