相間故障是三相電機(jī)繞組的一種電氣故障。從故障電機(jī)的統(tǒng)計(jì)可以發(fā)現(xiàn),就相間故障而言,兩極電機(jī)的問(wèn)題要相對(duì)集中一些,而且大多發(fā)生在繞組端部。
從電機(jī)繞組線圈的分布情況看,兩極電機(jī)繞組線圈的跨距較大,端部整形是嵌線過(guò)程的一個(gè)大難題,而且,相間絕緣的固定和繞組綁扎也比較困難,容易出現(xiàn)相間絕緣移位問(wèn)題。
在生產(chǎn)制造過(guò)程中,規(guī)范的電機(jī)廠家,會(huì)通過(guò)耐電壓的方式,對(duì)相間故障進(jìn)行檢查,但擊穿的極限狀態(tài),在繞組性能檢查及空載試驗(yàn)時(shí)不一定能發(fā)現(xiàn),這類問(wèn)題可能會(huì)發(fā)生在電機(jī)的帶載運(yùn)行中。
電機(jī)負(fù)載試驗(yàn)是型式試驗(yàn)項(xiàng)目,出廠試驗(yàn)時(shí)只進(jìn)行空載試驗(yàn),這是導(dǎo)致帶問(wèn)題電機(jī)出廠的原因之一。但從制造質(zhì)量控制的角度,應(yīng)從工藝的規(guī)范性入手,減少和消除不良操作,并針對(duì)不同的繞組類型,采取必要的加強(qiáng)措施。
三相交流電機(jī)每組線圈都會(huì)產(chǎn)生N、S磁極,每個(gè)電機(jī)每相含有的磁極個(gè)數(shù)就是極數(shù)。由于磁極是成對(duì)出現(xiàn)的,所以電機(jī)有2、4、6、8……極之分。
當(dāng)A、B、C三相每相繞組只有一個(gè)線圈均勻?qū)ΨQ分布在圓周上,則電流變化一次,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)一圈,這就是一對(duì)極。如果A、B、C三相繞組每相分別由兩個(gè)線圈串聯(lián)組成,每個(gè)線圈的跨距為1/4圓周,那么三相電流所建立的合成磁場(chǎng)仍然是一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),并且電流變化一次,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)僅轉(zhuǎn)過(guò)1/2轉(zhuǎn),這就是2對(duì)極。同理,如果將繞組按一定的規(guī)則排列,可得3對(duì)極、4對(duì)極或一般地說(shuō)P對(duì)極。P就是極對(duì)數(shù)。
八極電機(jī)就是轉(zhuǎn)子有8個(gè)磁極,2p=8,即此電機(jī)有4對(duì)磁極。一般汽輪發(fā)電機(jī)多為隱極式電機(jī),極對(duì)數(shù)很少,一般為1、2對(duì),而n=60f/p,所以他的轉(zhuǎn)速很高,最高可達(dá)3000轉(zhuǎn)(工頻),而水輪發(fā)電機(jī)的極數(shù)相當(dāng)多,轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)為凸極式,工藝比較復(fù)雜,由于他的極數(shù)很多,所以它的轉(zhuǎn)速很低,可能只有每秒幾轉(zhuǎn)。
電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速計(jì)算按式(1)。異步電機(jī)由于轉(zhuǎn)差率因素,電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速有一定的差異性。
F——電源頻率,我國(guó)電源頻率采用50Hz,國(guó)外有60 Hz電源頻率;P——電機(jī)極對(duì)數(shù),如2極電機(jī),P=1。如,50Hz電機(jī),2極(1對(duì)極)電機(jī)同步轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分;4極(2對(duì)極)電機(jī)轉(zhuǎn)速為60×50/2=1500轉(zhuǎn)/分。
在輸出功率不變的情況下,電機(jī)的極對(duì)數(shù)越多,電機(jī)的轉(zhuǎn)速就越低,但它的扭矩就越大。所以在選用電機(jī)時(shí),考慮負(fù)載需要多大的起動(dòng)扭矩。
我們國(guó)家三相交流電的頻率為50Hz,因此,2極電機(jī)同步轉(zhuǎn)速是3000r/min,4極電機(jī)同步轉(zhuǎn)速是1500r/min,6極電機(jī)同步轉(zhuǎn)速是1000r/min,8極同步轉(zhuǎn)速是750r/min,10極電機(jī)同步轉(zhuǎn)速是600r/min,12極電機(jī)同步轉(zhuǎn)速是500r/min。