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低極數電機為何多出現相間故障？

來源：上海茂碩機械設備有限公司   2024年12月25日 15:03  
相間故障是三相電機繞組的一種電氣故障。從故障電機的統計可以發現，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，容易出現相間絕緣移位問題。


在生產制造過程中，規范的電機廠家，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，在繞組性能檢查及空載試驗時不一定能發現，這類問題可能會發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，這是導致帶問題電機出廠的原因之一。但從制造質量控制的角度，應從工藝的規范性入手，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生N、S磁極，每個電機每相含有的磁極個數就是極數。由于磁極是成對出現的，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對稱分布在圓周上，則電流變化一次，旋轉磁場轉過一圈，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磁場，并且電流變化一次，旋轉磁場僅轉過1/2轉，這就是2對極。同理，如果將繞組按一定的規則排列，可得3對極、4對極或一般地說P對極。P就是極對數。


八極電機就是轉子有8個磁極，2p=8,即此電機有4對磁極。一般汽輪發電機多為隱極式電機，極對數很少，一般為1、2對，而n=60f/p,所以他的轉速很高，最高可達3000轉（工頻），而水輪發電機的極數相當多，轉子結構為凸極式，工藝比較復雜，由于他的極數很多，所以它的轉速很低，可能只有每秒幾轉。

電機的同步轉速計算按式（1）。異步電機由于轉差率因素，電機的實際轉速與同步轉速有一定的差異性。


n=60f/p………………………（1）
 式（1）中：
n——電機轉速 ；
60——指時間， 60秒 ；
F——電源頻率，我國電源頻率采用50Hz，國外有60 Hz電源頻率；
P——電機極對數，如2極電機，P=1。
如，50Hz電機，2極（1對極）電機同步轉速為3000轉/分；4極（2對極）電機轉速為60×50/2=1500轉/分。


在輸出功率不變的情況下，電機的極對數越多，電機的轉速就越低，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極電機同步轉速是3000r/min，4極電機同步轉速是1500r/min，6極電機同步轉速是1000r/min，8極同步轉速是750r/min，10極電機同步轉速是600r/min，12極電機同步轉速是500r/min。


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