在市場經(jīng)濟條件下,，企業(yè)之間的PK，服務占到了很大比例的份額,。事實是一起典型的因線路問題導致電流不平的案例,，觸發(fā)了小編對三相電機電流不平衡問題整理分析的興致。
      研究,、應用交流電機,，三相平衡問題始終是個繞不開的話題。為合成圓形旋轉(zhuǎn)磁勢,，三相繞組必須設計為空間上互差120°電角度分布,、阻抗值相等。實際應用工況中,，若出現(xiàn)三相電流不平衡問題,，或彈指一揮瞬間可以搞定，或情形惡化導致嚴重事故,，其中緣由總是一言難盡,。今天Ms.專題討論三相電流平衡問題,，旨在破解三相不平衡電流及其成因，用好,、把控好三相交流電機,。

三相電流不平衡時發(fā)生了什么？
      對稱三相繞組內(nèi)流過三相對稱電流時,，三相合成磁勢波是一個正弦分布,、波幅恒定的旋轉(zhuǎn)磁勢波——圓形旋轉(zhuǎn)磁勢波。設相電流有效值為I,、每相串聯(lián)匝數(shù)為W,、基波繞組系數(shù)為kw1、極對數(shù)為p,，則相繞組的基波磁勢幅值為
      FФ1=0.9·IW/p·kW1……（1）

三相合成磁勢幅值為
      F1=1.35·IW/p·kW1……（2）

      若因電網(wǎng)因素或電機本身缺陷三相電流不對稱或不平衡了,，三相合成磁勢基波仍按正弦規(guī)律分布，也是旋轉(zhuǎn)磁勢,，但波幅隨時間變化,，因此波幅的軌跡就不是圓的了。利用對稱分量法,，將一組不對稱的三相電流IA,、IB、IC分解為正序分量,、負序分量和零序分量,，其有效值分別用I+、I-,、I0表示,，于是三相電流可表示為
      iA=√2 I+sinωt+√2 I-sinωt+√2 I0sinωt   ………………………（3）
      iB=√2 I+sin(ωt-2π/3)+√2 I-sinωt(ωt-4π/3)+√2 I0sinωt……（4）
      iC=√2 I+sin(ωt-4π/3)+√2 I-sinωt(ωt-2π/3)+√2 I0sinωt……（5）
      正序電流I+產(chǎn)生正向旋轉(zhuǎn)磁勢，按式（2）幅值F+=1.35·I+W/p·kW1,，負序電流I-產(chǎn)生反向旋轉(zhuǎn)磁勢,，按式（2）幅值F-=1.35·I-W/p·kW1，零序電流產(chǎn)生的三個脈振磁勢在時間上同相位,，故合成磁勢為零,。于是，不對稱的三相電流流過對稱的三相繞組時,，產(chǎn)生的基波旋轉(zhuǎn)磁勢為
      f1(t,x)=1.35·I+W/p·kW1·sin(ωt-α)+ 1.35·I-W/p·kW1·sin(ωt+α) …（6）
      式（6）表明,，兩種磁勢幅值不等、方向相反,，合成為一幅值變化的橢圓形旋轉(zhuǎn)磁勢,，如圖1所示。

圖1

      圖2中用空間矢量表示正向、反向旋轉(zhuǎn)磁勢及其合成磁勢,。取兩相同向時的方向作為x軸方向,，并以這一瞬間為時間起點(t=0時)。當經(jīng)過任何一段時間t之后,，正向旋轉(zhuǎn)磁勢F+沿反時針方向轉(zhuǎn)了ωt角度,，而反向旋轉(zhuǎn)磁勢F-沿順時針方向轉(zhuǎn)了ωt角度。從圖中不難看出,，當F+和F-沿相反方向旋轉(zhuǎn)時,，合成磁勢F的大小和位置也隨之變化。

圖2

      設F的橫軸分量為x,、縱軸分量為y,，則
      x=F+cosωt+F-cosωt=(F++F-)cosωt……（7）
      y=F+sinωt-F-sinωt=(F+-F-)sinωt……（8）
      將式（7）、（8）平方后相加,，可得
      x2/(F++F-)2+y2/(F+-F-)2=1……（9）
      式（9）是一個橢圓方程,，表面合成磁勢F旋轉(zhuǎn)一圈時，矢量端點軌跡為橢圓,，故稱之為橢圓形旋轉(zhuǎn)磁勢(如圖1所示),。

為何三相電流會不平衡？
      論上電網(wǎng)三相對稱電壓施加電機上時,，三相交流電機電樞繞組內(nèi)應流過三相對稱電流。但實際上遠遠沒這么簡單：電網(wǎng)非單純?nèi)嘭撦d,，加上電機因本身質(zhì)量,、負荷情況及維護保養(yǎng)等造成的不確定因素，三相電流可能會不平衡而引發(fā)發(fā)熱,、異常噪聲振動問題或燒毀電機的嚴重事故,。

電網(wǎng)電壓對電機電流的影響
      對于三相電機，若供電電壓不平,，電機內(nèi)就會有逆序電流磁場,，并產(chǎn)生較大的逆序轉(zhuǎn)矩，導致電流不平,。當電源電壓不平衡度達5%時,，電機相電流可能會出現(xiàn)高達20%的不平度。

導致電源電壓不平的原因很多,，常見的原因有：
      （1）變壓器繞組故障,，導致輸出電壓不平。
      （2）輸電線路過長,、輸電線質(zhì)量不佳導致線路壓降存在差異性,，導致終端電壓不平。
      （3）動力、照明混用,，工廠,、企業(yè)存在單相負載，致使各相負荷分布不均,，造成電網(wǎng)三相電壓可能存在一定程度的不對稱,。

電機過載
      電動機處于過載運行狀態(tài)，如小馬拉大車,，特別是電機起動時,，定、轉(zhuǎn)子電流局部發(fā)熱情況加重,，容易出現(xiàn)嚴重電流不平情況,。

定子、轉(zhuǎn)子繞組故障
      電機繞組出現(xiàn)匝間,、對地,、相間等電氣故障，都會引起某一相或兩相電流過大,。
      （1）繞組中有導電異物進入,，導致匝間故障。
      （2）定子繞組有斷線,。
      （3）因繞組受潮出現(xiàn)漏電問題,。
      （4）定轉(zhuǎn)子氣隙不勻或掃膛。
      （5）轉(zhuǎn)子繞組有斷線或鑄鋁轉(zhuǎn)子電機有瘦條或斷條事實,。

其他一些人為性的因素
      （1）接線錯誤,。
      （2）電機引線或客戶電源線對地。
      （3）電氣連接部分出現(xiàn)松動,、氧化等,。
      （4）保護器斷開。
      （5）繞組絕緣局部老化,。

原因分析檢查程序?qū)嵗?br />       檢查電源符合性,。（1）試驗線路熔斷絲接觸不良或熔斷；（2）電源電壓檢查,；（3）電機與電源的連接是否完好,。

檢查電機

      （1）內(nèi)部接線，這主要是在電機生產(chǎn)過程或修理電機過程中會出現(xiàn)的問題,，運行中的電機不會存在該類故障,。（2）電機繞組出現(xiàn)電氣故障；（3）繞組極性問題,；（4）電機與電源連接可靠性,；（5）繞組重繞后三相繞組匝數(shù)不對稱,。

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