電源電壓不平衡對電機性能的影響

三相電壓不平衡是電機中常見的問題，但三相電壓不平衡對西瑪電機性能的影響是一個必須明確的事實。

當三相電壓不平衡時，西瑪電機內部會產生逆序電流和逆序磁場，產生較大的逆序轉矩，導致電機三相電流分布不平衡，增加特定相繞組的電流。當三相電壓不平衡達到5%時，電機相電流可能超過正常值的20%。


電壓不平衡如何影響電機性能？

對電機電流的影響

不平衡電壓的負序分量在電機氣隙中產生磁場，抵消轉子旋轉。電壓中的小負序分量會導致流過繞組的電流比電壓平衡時大得多。在轉子棒中流動的電流的頻率幾乎是額定頻率的兩倍，因此轉子棒中的電流擠壓效應使得轉子繞組的損耗增加遠大于定子繞組的損耗增加。

當電機在電壓不平衡的情況下以額定轉速運行時，電流不平衡的程度非常大，大約是電壓不平衡程度的6到10倍：電流不平衡與轉子鎖定時的電壓不平衡基本相同，但性能增益很小。

對電機熱性能的影響

當電機在不平衡電壓下運行時，由于電流和電壓中的負序分量，定子繞組損耗增加，因此定子繞組的溫升高于在平衡電壓下運行時的溫升。

由于電流的壓縮效應，轉子損耗的增加程度增加。

此外，電壓不平衡通常與正序分量的減少有關，這會增加定子和轉子正序分量中的電流。

對電機扭矩的影響

如果電壓不平衡，西瑪電機的失速轉矩、最小轉矩和最大轉矩將降低。如果電壓不平衡嚴重，電機將無法正常工作。

電壓不平衡與振蕩轉矩的產生有關，振蕩轉矩的頻率是線路頻率的兩倍。振蕩扭矩的振幅隨著應力中正負序分量的乘積線性增加。當不平衡度fu=0.05時，振蕩扭矩的峰值在額定扭矩的25%以內。如果振蕩扭矩的臨界扭轉頻率接近工頻的兩倍，整個軸系可能會產生不可接受的扭轉振動。

影響電機的滿載轉速

如果電機在滿載時在不平衡電壓下運行，那么此時轉速將略微降低，因為轉差將隨著轉子附加損耗的增加而增加。

導致電機噪音和振動增加

隨著電壓（電流）不平衡的增加，電機噪音和振動可能會增加。振動會損壞電機或整個驅動系統。

西瑪電機處于過載運行狀態，尤其是在啟動期間，電機的定子和轉子電流增加并產生熱量。時間稍長，極有可能出現繞組電流不平衡現象。

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