Jednofazowanie: dlaczego utrata jednej fazy niszczy silniki trójfazowe

Jednofazowanie to utrata jednej z trzech faz zasilających silnik trójfazowy, zwykle wskutek przepalonego bezpiecznika, przerwanego przewodu lub luźnego połączenia. Jest to jedna z najczęstszych przyczyn spalenia silnika, ponieważ silnik, który już pracuje, będzie dalej obracał się na pozostałych dwóch fazach, jednocześnie cicho przegrzewając się aż do zniszczenia.

Co się dzieje, gdy zabraknie jednej fazy

Silnik trójfazowy pracujący normalnie rozdziela obciążenie pomiędzy trzy uzwojenia. Gdy zabraknie jednej fazy, silnik próbuje dostarczyć ten sam moment obrotowy przez pozostałe dwa uzwojenia, więc prąd w tych uzwojeniach gwałtownie wzrasta, do około 1,7, 2 razy wartości normalnej. Silnik dalej się kręci, często bez widocznej zmiany dźwięku czy prędkości, ale przeciążone uzwojenia szybko się nagrzewają.

Dlaczego nie można go ponownie uruchomić

Jednofazowanie jest szczególnie niebezpieczne ze względu na różnicę między pracą a rozruchem. Silnik, który osiągnął prędkość obrotową, będzie dalej pracował na dwóch fazach, ale zatrzymany silnik nie może się uruchomić przy braku jednej fazy, ponieważ dwie fazy nie wytworzą wirowego pola magnetycznego potrzebnego do uzyskania momentu rozruchowego. Stoi w miejscu, pobierając prąd przy zablokowanym wirniku, i pali się jeszcze szybciej niż pracujący silnik w stanie jednofazowania.

Dlaczego uszkodzenia postępują tak szybko

Dodatkowy prąd powoduje wzrost temperatury uzwojeń powyżej dopuszczalnego limitu dla klasy izolacji, a ponieważ żywotność izolacji w przybliżeniu zmniejsza się o połowę przy każdym przekroczeniu o 10°C, silnik w stanie jednofazowania może zniszczyć swoje uzwojenia w ciągu minut do godzin. Uszkodzenia często ujawniają się później jako awaria izolacji, wykrywalna za pomocą pomiaru rezystancji izolacji.

Jak się przed tym chronić

Zwykłe bezpieczniki nie zapobiegają jednofazowaniu; pojedynczy przepalony bezpiecznik może je spowodować. Ochrona wymaga urządzenia wykrywającego usterkę: prawidłowo dobranego przekaźnika przeciążeniowego, który reaguje na podwyższony prąd, lub jeszcze lepiej przekaźnika wykrywającego utratę fazy lub monitorującego fazy, który zadziała przy utracie lub silnym niezrównoważeniu faz. Elektroniczne przekaźniki przeciążeniowe mierzące wszystkie trzy fazy są współczesnym rozwiązaniem.

Wykrywanie, zanim dojdzie do spalenia

Silnik pobierający niezrównoważony lub podwyższony prąd to dokładnie sygnał, który może wychwycić platforma monitorująca. Analiza trendów prądu i temperatury silnika sygnalizuje zdarzenie jednofazowania i generuje zlecenie serwisowe lub wyłącza silnik, zanim dojdzie do zniszczenia uzwojeń. Fabrico odczytuje to z linii i automatycznie kieruje odpowiednią reakcją. Zarezerwuj demonstrację Fabrico, aby to zobaczyć.

Najczęściej zadawane pytania

Co powoduje jednofazowanie?

Utrata jednej fazy zasilania, zwykle wskutek pojedynczego przepalonego bezpiecznika, przerwanego lub skorodowanego przewodu albo luźnego zacisku, gdy silnik jest podłączony.

Dlaczego silnik w stanie jednofazowania się przegrzewa?

Pozostałe dwa uzwojenia przejmują całe obciążenie, więc ich prąd wzrasta do około 1,7, 2 razy wartości normalnej, szybko przegrzewając izolację.

Czy silnik uruchomi się, jeśli brakuje fazy?

Nie. Dwie fazy nie wytworzą wirowego pola potrzebnego do momentu rozruchowego, więc silnik stoi z prądem przy zablokowanym wirniku i pali się jeszcze szybciej niż pracujący silnik.

Czy bezpieczniki chronią przed jednofazowaniem?

Nie, przepalony bezpiecznik jest częstą przyczyną jednofazowania. Ochrona wymaga przekaźnika przeciążeniowego lub monitorującego fazy, który wykryje podwyższony prąd lub utratę fazy.