Vlivy nesymetrického napájení na trojfázové asynchronní motory nakrátko

Typografie
  • Smaller Small Medium Big Bigger
  • Default Helvetica Segoe Georgia Times

Pokud sdružená napětí přiváděná do trojfázového asynchronního motoru nakrátko nejsou stejná, nejsou rovněž stejné proudy ve statorových vinutích. Malá procentní hodnota nesouměrnosti napětí má za následek mnohem větší procentní hodnotu nesouměrnosti proudu.

Přivedení nesouměrných napětí do trojfázového asynchronního motoru vyvolává zpětné napětí, které vytváří ve vzduchové mezeře tok otáčející se proti směru otáčení rotoru, což vede k vytváření vysokých proudů. Malé zpětné napětí může vytvářet ve vinutích proudy, které jsou podstatně vyšší než proudy při souměrném napětí. V důsledku toho oteplení motoru, který pracuje při určitém zatížení a určitém procentu nesouměrnosti napětí, bude větší než u motoru, který pracuje za stejných podmínek se souměrnými napětími.

napajeni_1

Analytické a grafické metody používané pro výpočet symetrických složek z odečtených hodnot napětí tří fází jsou dobře známy a mohou být převzaty z učebnic. Kromě toho hodnocení symetrických složek může být provedeno automaticky moderními přístroji.

Vlivy nesouměrných napětí na vlastnosti

Proudy

Zpětné složky napětí vytvářejí ve vzduchové mezeře tok otáčející se proti směru otáčení rotoru. Malá zpětná složka napětí může vytvářet ve vinutích proudy, které jsou podstatně vyšší než proudy při souměrném napětí. Kmitočet proudu klece je většinou dvojnásobkem jmenovitého kmitočtu, takže v případě klecí je z důvodu skinefektu zvýšení ztrát ve vinutí rotoru podstatně větší než zvýšení ztrát ve vinutí statoru.

Proudy při normálních pracovních otáčkách budou značně nesouměrné, řádově se jedná o asi šestinásobek až desetinásobek nesouměrnosti napětí.

Záběrný proud bude nesouměrný do stejné míry, jak jsou nesouměrná napětí, ale ráz se zvýší pouze nepatrně.

Teplo

Vzhledem ke zvýšení ztrát způsobených zpětnými složkami proudů a napětí je oteplení statorového vinutí vždy vyšší než při práci se souměrnými napájecími napětími.

Zvýšení rotorových ztrát je zesíleno skinefektem. Navíc je nesymetrie napětí často spojena se snížením sousledné složky napětí, což způsobuje zvýšení sousledných složek proudu statoru a rotoru.

Momenty

Záběrný moment, nejmenší rozběhový moment a maximální moment (moment zvratu) budou při nesouměrných napětích snížené. Pokud by byla nesouměrnost napětí příliš vysoká, momenty by nemusely být pro dané použití dostatečné.

Nesouměrnost napětí je spojena s generováním oscilačního momentu, který je dvojnásobkem síťového kmitočtu. Jeho amplituda se zvyšuje lineárně se součinem zpětné a sousledné složky napětí; při činiteli nesouměrnosti fu = 0,05 je jeho vrcholová hodnota v rozsahu 25 % jmenovitého momentu. Jsou-li torzní kritické otáčky blízko dvojnásobku síťového kmitočtu, mohou být vybuzeny nepřípustné torzní vibrace celého systému hřídele.

Pracuje-li motor s nesouměrnými napětími, otáčky se při plném zatížení mírné sníží, a to z důvodu vyššího skluzu, který je spojen s dodatečnými rotorovými ztrátami.

Snížení výkonu motoru kvůli zabránění nadměrnému oteplení

Je-li střídavý motor, který je určen pro použití s napájením o jmenovitém kmitočtu, připojen k trojfázové soustavě napětí, která má zpětnou složku větší než 1 % sousledné složky napětí po dlouhou dobu (odpovídající přinejmenším tepelné časové konstantě stroje), je dovolený výkon motoru menší než jmenovitý výkon, aby se snížila možnost poškození motoru. Typický činitel snížení výkonu pro motory typu N, které spadají do rozsahu platnosti IEC 60034-12, je na obr. 2, za předpokladu, že positivní složka napájecího napětí je blízko jmenovitému napětí. Provoz motoru při větší nesouměrnosti napětí než 5 % se nedoporučuje.

Činitel nesouměrnosti fu na obr. 2 je definován takto:

napajeni_3

kde
Un je efektivní hodnota zpětné složky napájecího napětí;
Up efektivní hodnota sousledné složky napájecího napětí.

napajeni_2

Legenda
Y = činitel snížení výkonu
X = činitel nesouměrnosti fu

Aktuální číslo časopisu

ElektroPrumysl cz cervenec 2019s

ElektroPrůmysl.cz, září 2019

Číslo je zaměřené na elektrické pohony, měniče frekvence, řízení polohy a pohybu.

Najdete nás na Facebooku

Bezplatný odběr časopisu

Chcete odebírat časopis ElektroPrůmysl.cz zdarma? Napište Vaše jméno a e-mail, poté klikněte na tlačítko odebírat.
 Souhlasím se zpracováním osobních údajů pro potřeby zasílání časopisu zdarma. Informace o zpracování osobních údajů
Časopis vychází 1x měsíčně.

Zajímavé odkazy

EATON TOUR 2019 - Inteligentní jištění a ovládání Konstruktéři, projektanti a elektrotechnici jste zváni zdarma na cyklus odborně-technických přednášek po celé ČR pod vedením špičkových odborníků zaměřených především na praktická řešení a ukázky.
ProfCom, s.r.o. (Professional Component Services) Autorizované zastoupení a distribuce produktů průmyslové automatizace značky Delta pro ČR a SR.
TERMOKAMERY.cz – novinky a akční ceny! Vyberte si termokameru přesně dle Vašeho požadavku. Technické poradenství, profesionální přístup, prodej, odborná školení, servis a kalibrace. Vyžádejte si předvedení termokamer zdarma přímo ve vaší firmě!
Vyšší úroveň bezpečnosti – NKT instal CYKY Dca Inovovaný kabel s vylepšeným materiálem pláště, nešíří plamen, splňuje požární klasifikaci „Dca“.
Bezplatný odběr časopisu
Chcete odebírat časopis ElektroPrůmysl.cz zdarma? Napište Vaše jméno a e-mail, poté klikněte na tlačítko odebírat.
 Souhlasím se zpracováním osobních údajů pro potřeby zasílání časopisu zdarma. Informace o zpracování osobních údajů
Časopis vychází 1x měsíčně.