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102.问:我是一名电工,在修理电动机时遇到有些问题弄不清楚。请给予回答。
如一台Y-200L-4 30kW电动机修复后,在Y运转时只有8A电流,按入△后空载电流达到28A。三相电流平衡;一台Y-180M-4 18.5kW电动机修复后,Y运转电流为5A,接入△后空载电流达到25A,检查后没有发现问题;一台Y-132S-4 5.5kW电动机空载电流达到8A。请问是什么原因,有何补救的方法。
(新疆 张汉良)
答:您的问题似可简化为以下三个问题:一是为什么异步电动机△接时的空载电流比Y接时的大得多,二是为什么异步电动机的空载电流这样大,三是空载电流太大了怎么办。
1.为什么异步电动机△接时的空载电流比Y接时的大得多?
异步电动机空载电流的定量计算是比较复杂的。空载电流包含无功分量和有功分量。无功分量即励磁电流,用来建立电动机的磁场。根据磁路欧姆定律NI=ΦRm,当绕组匝数不变、磁路磁阻不变时,励磁电流与铁心磁阻成正比。磁通与电源电压又保持怎样的关系呢?根据电磁感应定律( ) ,铁心磁通与感应电动势成正比。而在空载状态下,感应电动势与电源电压近似相等。因此,铁心磁通、励磁电流与电源电压近似成正比。
异步电动机的定子绕组由Y接转换为△接时每组绕组上的电压增加为原来的 倍,线励磁电流则近似增加为原来的3倍。应当指出,这只是假设磁阻不变时得出的结论。实际上,由于铁磁材料的非线性特征,励磁电流比电压增加更快。附图表示铁磁材料的磁化曲线。由图可知,当工作点由a点转移至b点时,曲线变平,磁导率(μ=B/H )减小,磁阻(Rm=l/μS)增大,使得励磁电流增加更快,△接时的线励磁电流将超过Y接时3倍。
空载电流的有功分量是由空载损耗决定的。异步电动机的空载损耗主要是铁损耗(包括附加损耗)。铁损耗包括涡流损耗和磁滞损耗。涡流损耗是交变磁场在铁磁材料中感应出的涡流造成的,与磁通密度的2次方成正比;磁滞损耗是铁磁材料中的磁畴在交变磁场作用下不停摆动、摩擦造成的,与磁通密度的1.6~2.2次方成正比。显然,铁损耗大致与磁通密度的2次方成正比。因此,空载电流的有功分量与电源电压的2次方近似成正比。异步电动机的定子绕组由Y接转换为△接时每相电压增加为原来的 倍,空载电流的相有功分量则近似增加为原来的3倍,线有功分量则近似增加为原来的3 倍。
由以上分析可以知道,电动机△接空载运行时的线电流为Y接时的3倍以上。因此,您对Y200L—4型电动机两种接法电流的测量值分别为8A和28A。
2.为什么异步电动机时的空载电流这样大?
变压器的空载电流仅额定电流的4%左右。电动机与变压器不同,电动机磁路中有空气隙,比变压器的磁阻大得多,其励磁电流也大得多。其空载电流可达额定电流的25%甚至更大一些。只是因为空载电流中的无功分量占有较大的成份,是明显的感性电流,对电动机带负荷没有影响。
您对3台电动机测量到的空载电流达到额定电流的50%~70%,确实偏大。空载电流偏大的可能原因如下:
(1)修理时车削转子,使气隙增大,空载电流明显增大;
(2)轴承磨损,使气隙不匀,空载电流增大;
(3)修理时使定、转子铁心槽口扩大,空载电流增大;
(4)修理时改用其他槽楔,可能使空载电流增大;
(5)由于过电压的作用,使铁心饱和,剩磁增大,空载电流增大;
(6)修理时,采用烧铁心拆除线圈的办法,使定、转子铁心片间绝缘降低,并使铁磁材料性能恶化,从而使铁心功率损耗增大,空载电流明显增大;
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