Несимметрия в цепи статора

При эксплуатации асинхронных двигателей может возникнуть несимметрия питающих напряжений из-за несимметрии нагрузки сети по фазам или из-за аварийных ситуаций.

Рассмотрим влияние этой несимметрии на работу асинхронного двигателя, используя метод симметричных составляющих. Если пренебречь насыщением, то рабочие характеристики двигателя при несимметричном напряжении можно получить методом наложения, считая, что на зажимах машины действуют независимо друг от друга напряжения прямой и обратной последовательностей (нулевая последовательность при симметричной обмотке статора не оказывает влияния на работу двигателя):

Система напряжений прямой последовательности создает в обмотках статора и ротора токи прямой последовательности, образующие поле , вращающееся относительно ротора со скольжением (рис. 4.36) и создающее момент

.

Система напряжений обратной последовательности создает в обмотках статора и ротора токи обратной последовательности, образующие обратно вращающееся поле , по отношению к которому ротор вращается со скольжением

.

Момент, создаваемый этим полем, будет действовать против направления вращения:

.

Здесь и из-за различного влияния вихревых токов при частотах и . Если степень несимметрии напряжения невелика ( ), то результирующий момент М остается положительным (рис. 4.37), но при этом уменьшаются максимальный и пусковой моменты, следовательно, в рабочих режимах двигатель будет иметь повышенное скольжение, большие потери и низкий КПД.

Необходимо также отметить, что наряду с постоянными моментами и в машине возникнут также пульсирующие моменты, обусловленные взаимодействием обратных токов ротора с полем статора прямой последовательности и прямых токов ротора с полем статора обратной последовательности. Эти моменты пульсируют с частотой и создают сильные вибрации. Таким образом, несимметрия напряжения сети ухудшает условия работы асинхронных двигателей, и ее следует по возможности устранять.