Problembeschreibung
Motorausfälle können mysteriös sein. Oft, Die mechanischen Belastungen der Motoren haben sich nicht verändert und andere an denselben Dienst angeschlossene Lasten scheinen normal zu funktionieren – noch nicht, Die Motoren fallen einfach aus. Die Ursache dieser mysteriösen Ausfälle ist häufig ein Mangel an Stromqualität. Folglich, Die Motorumwicklungsbranche beschäftigt sich zunehmend mit der Fehlerbehebung bei der Stromqualität. In diesem Fall Geschichte, Der Leiter einer Werkstatt für Motoraufwicklung untersuchte eine Reihe von Ausfällen in einer kleinen Maschinenwerkstatt.
Sein Untersuchungsprozess begann mit einer Reihe von Fragen, um nach Mustern zu suchen, die den ausgefallenen Einheiten gemeinsam sein könnten, und um zu sehen, was sich seit der Zeit vor dem Auftreten des Problems geändert hat.
Oft, das Muster ist altersgemäß. In diesem Fall, Es gab kein Altersmuster – einige der ausgefallenen Motoren waren fast neu. Andere waren viel älter, und einige davon waren in der Autowerkstatt neu gespult worden. Aber, Es gab ein Muster: Alle ausgefallenen Einheiten waren mechanisch voll belastet und die Wicklungen zeigten Anzeichen einer Überhitzung.
In der Maschinenwerkstatt selbst gab es keine Veränderungen. Doch in ein neues Gebäude nebenan war eine Versicherungsgesellschaft umgezogen. Und das etwa zu der Zeit, als die Motorausfälle begannen. Derselbe Netztransformator versorgte beide Gebäude (siehe Abb.. 1).
Messungen
Der Werkstattleiter vermutete, dass nichtlineare Lasten innerhalb des Versicherungsgebäudes die Spannungsversorgung der Maschinenwerkstatt verzerrten. Er schloss seinen Fluke 43B Phase-zu-Phase an der Hauptwartungsschalttafel der Maschinenwerkstatt an. Der Fluke 43B zeigte, dass die Spannungswellenform flach war, mit einer totalen harmonischen Verzerrung (THD) von 7.8 %. Es ist wichtig anzumerken, dass die 5. Harmonische der dominierende Balken in der Harmonischenanzeige war – eine Tatsache, die für die Analyse des Problems von entscheidender Bedeutung ist.
Der Vorgesetzte führte einige zusätzliche Messungen an Motoren durch, die in der Maschinenwerkstatt betrieben wurden. Er verglich die Stromaufnahme vollbelasteter Motoren mit den Volllaststromstärken (FLA) Wert, der auf den Typenschildern angegeben ist. Die Messwerte waren, um einen kleinen Betrag, konstant höher als die Typenschildwerte.
Theorie und Analyse
Die 5. Harmonische ist im Vergleich zur Grundschwingung eine „negative Folge“.. Das heißt, 5Der harmonische Strom, der in einem 3-Phasen-Induktionsmotor fließt, erzeugt ein Magnetfeld, das versucht, den Motor rückwärts zu drehen. Tatsächlich, Das von der 5. Harmonischen erzeugte Drehmoment subtrahiert das von der Grundschwingung erzeugte Drehmoment. Dadurch zieht der Motor mehr Grundstrom, um das negative Drehmoment auszugleichen. Der zusätzliche Strom erzeugt eine zusätzliche innere Erwärmung.
Im Fall der Maschinenwerkstatt, Nichtlineare Lasten im benachbarten Versicherungsgebäude verursachten Verzerrungen der 5. Harmonischen in der Versorgungsspannung. Angeschlossene Computer- und Büromaschinenlasten 120 V-Behälter erzeugten den 3. Platz, 5th, 7th, 9th, und 11. Harmonische Ströme. Als diese Ströme die erreichten 120/208 V-Transformator, der ausgeglichene Teil der Nullsystemharmonischen (z.B., 3rd, 9th) waren im Delta-Primärbereich gefangen, aber der 5, 7th, und der 11. ging durch. Diese erreichten die Sekundärseite des Netztransformators, wo sie die im Werkstattservice gemessene Spannungsverzerrung verursachten.
Die meisten Standard-Induktionsmotoren erfordern eine Verzerrung der Versorgungsspannung (THD) zu sein 5 % oder weniger, wenn der Motor mechanisch voll belastet wird. Das bedeutet, dass die harmonische Verzerrung der Netzspannung nicht mehr als betragen darf 5 %, wenn die Endnutzeranlage über voll ausgelastete Induktionsmotoren verfügt.
Lösung
Das Dienstprogramm, wenn Sie über das Problem der Spannungsverzerrung informiert werden, stimmte zu, einen separaten Transformator zu installieren, der nur die Maschinenwerkstatt versorgt. Beim Fluke 43B traten Spannungsverzerrungen auf
Der neue Transformator war nur 3.3 % — weniger als die Hälfte des vorherigen Wertes.
Quelle:
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