飞车是船用电机运行过程中转速超过正常运行的异常现象。从飞车的成因分析,有的是机械因素,有的是电气控制因素。
一般情况下,异步电动机的转速是由电源频率和极数决定的,不会超过其同步转速。船用电机的超速问题一定是由于外部机械因素造成的。这种电机的飞车多发生在负载上下运行的工况下,即在起重设备中,垂直落差大的铰接设备问题较多,比较典型的是绕线转子电机用于铰接设备。由于飞车问题,转子绕组组末端存在拒包问题。拒包后,转子干扰定子绕组,导致整个电机绕组烧毁。
对于直流电动机,在正常情况下,电枢绕组和励磁绕组中的电流是恒定的。励磁绕组产生的磁场驱动电枢中的电流。当励磁绕组突然消失时,我们可以认为励磁绕组产生的磁场强度是磁通量的突然减少甚至消失。然后在还原到消失的过程中,也就是失去激发的过程。
我们引入与船用电机转速相关的公式,分析电机相关参数的相关关系。
E=Ceψn=U-IR-ΔU………………………(1)
n=(U-IR-ΔU)/Ceψ………………………(2)
在式(1)和(2)中:
E——反电动势;
Ce——电机常数;
ψ——磁通量;
n——电机转速;
U——电枢电压;
ΔU——电刷压降,如果是永磁无刷电机,该值为0;
I——电枢电流;
R——电枢电阻。
根据公式(2),ψ越小,n越大。在船用电机失磁的瞬间,ψ 接近于零,但式(2)的分子部分(U-IR)-ΔU)保持一个比较稳定的值,所以船用电机转速会很高,一般几倍于额定速度,也就是我们所说的飞行现象。但是,如果磁场继续减弱,随着电机转矩的减小,电机转速会从飞行状态下的转速减速,直到停止。
对于变频器控制的船用电机,当变频器出现信号传输故障时,也可能导致电机转子快速运转。船用电机飞车的危害是造成电机的机械故障,如转子与定子的干涉、轴承系统的问题等。