相間故障是三相電機繞組的一種電氣故障。從故障電機的統(tǒng)計可以發(fā)現(xiàn),就相間故障而言,兩極電機的問題要相對集中一些,而且大多發(fā)生在繞組端部。
從電機繞組線圈的分布情況看,兩極電機繞組線圈的跨距較大,端部整形是嵌線過程的一個大難題,而且,相間絕緣的固定和繞組綁扎也比較困難,容易出現(xiàn)相間絕緣移位問題。
在生產(chǎn)制造過程中,規(guī)范的電機廠家,會通過耐電壓的方式,對相間故障進行檢查,但擊穿的極限狀態(tài),在繞組性能檢查及空載試驗時不一定能發(fā)現(xiàn),這類問題可能會發(fā)生在電機的帶載運行中。
電機負載試驗是型式試驗項目,出廠試驗時只進行空載試驗,這是導(dǎo)致帶問題電機出廠的原因之一。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,并針對不同的繞組類型,采取必要的加強措施。
三相交流電機每組線圈都會產(chǎn)生N、S磁極,每個電機每相含有的磁極個數(shù)就是極數(shù)。由于磁極是成對出現(xiàn)的,所以電機有2、4、6、8……極之分。
當A、B、C三相每相繞組只有一個線圈均勻?qū)ΨQ分布在圓周上,則電流變化一次,旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)過一圈,這就是一對極。如果A、B、C三相繞組每相分別由兩個線圈串聯(lián)組成,每個線圈的跨距為1/4圓周,那么三相電流所建立的合成磁場仍然是一個旋轉(zhuǎn)磁場,并且電流變化一次,旋轉(zhuǎn)磁場僅轉(zhuǎn)過1/2轉(zhuǎn),這就是2對極。同理,如果將繞組按一定的規(guī)則排列,可得3對極、4對極或一般地說P對極。P就是極對數(shù)。
八極電機就是轉(zhuǎn)子有8個磁極,2p=8,即此電機有4對磁極。一般汽輪發(fā)電機多為隱極式電機,極對數(shù)很少,一般為1、2對,而n=60f/p,所以他的轉(zhuǎn)速很高,最高可達3000轉(zhuǎn)(工頻),而水輪發(fā)電機的極數(shù)相當多,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)。
電機的同步轉(zhuǎn)速計算按式(1)。異步電機由于轉(zhuǎn)差率因素,電機的實際轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速有一定的差異性。
F——電源頻率,我國電源頻率采用50Hz,國外有60 Hz電源頻率;如,50Hz電機,2極(1對極)電機同步轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分;4極(2對極)電機轉(zhuǎn)速為60×50/2=1500轉(zhuǎn)/分。
在輸出功率不變的情況下,電機的極對數(shù)越多,電機的轉(zhuǎn)速就越低,但它的扭矩就越大。所以在選用電機時,考慮負載需要多大的起動扭矩。
我們國家三相交流電的頻率為50Hz,因此,2極電機同步轉(zhuǎn)速是3000r/min,4極電機同步轉(zhuǎn)速是1500r/min,6極電機同步轉(zhuǎn)速是1000r/min,8極同步轉(zhuǎn)速是750r/min,10極電機同步轉(zhuǎn)速是600r/min,12極電機同步轉(zhuǎn)速是500r/min。