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行业应用

2种常用的改变磁极对数的接线方法

2016-12-13

为了便于比较,首先,假设每半相绕组的参数分别为r1/2、r2/2、x1/2、x2/2。Y接时,将两个半相绕组首尾相连进行串联连接,则每相绕组的参数为r1、r2、x1、x2,极对数为2p=4,此时,电机的各项指标参数如下:轴头输出功率为 PY=3U1I1cosφ1·η式中,U1、I1皆为相电压、相电流。

(1)由Y接变为YY接由前面变极绕组的连接方法可知:只要将图7-14(a)中的A、B、C三个接线端相互进行短接,并作为YY接的另一个公共点,将每相绕组的中间抽头分别作为新的并联绕组的引出端,与外部三相电源相连接,即可实现改变磁极对数,变极后的连线图如图7-14(b)所示。根据图7-14(b)中的连接线形状,称为YY接法。YY接法中,同相绕组中的半相绕组两两反相并联,所以等效的绕组阻抗分别为r1/4、r2′/4、x1/4、x2′/4。磁极对数为p=1,轴头输出功率和转矩、最大电磁力矩、最大转差率以及起动转矩分别如下:YY接时的最大电磁力矩为YY接时的最大转差率为
2个线圈组串联的Y形接法变为并联的YY接法

由上分析可以看出,由Y接变为YY接时,最大临界转差率不变,最大转矩为Y接时的2倍,同步转速为原Y接时的2倍。由于变极前后输出转矩不变,所以Y/YY接变极调速属恒转矩调速。据此,可以画出极对数变化前后的机械特性,如图7-15所示。
Y/YY接法磁极对数变化前后的机械特性曲线
(2)由△接变为YY接当每半相绕组的参数分别为r1/2、r2/2、x1/2、x2/2时,将两个半相绕组首尾相连串联连接,每相绕组之间采取△形连接,构成每相绕组回路的电阻和漏抗为r1、r2、x1、x2,极对数为2P=4。连接电路如图7-16所示。
2个线圈组串联的△形接法变为并联的YY接法

由上分析可以看出,由△接变为YY接时,最大临界转差率不变,最大转矩为△接时的倍,同步转速为△接时的2倍。由于变极前后的功率近似不变,所以变极调速可近似地认为属恒功率调速。根据以上结果,不难画出前后的机械特性,如图7-17所示。
△/YY接法磁极对数变化前后的机械特性曲线

综上所述,变极调速是通过改变三相异步电动机定子绕组的连接方法,改变电动机中的等效磁极对数,影响空间旋转磁场的旋转速度来改变电动机轴头转速,从而实现调速的。通过以上分析,不难发现Y/YY变极调速具有以下特点:
①磁极对数增加一对,同步转速则下降一半,反之亦然。此时,电动机的实际转速也将大幅度变化。因此,通过改变磁极对数可以实现调速。
②根据电磁转矩表达式(7-5),磁极对数增加一对,电动机的最大转矩、起动转矩和轴头输出功率增加一倍。反之,减小一半。
③根据转矩表达式(7-41),轴头输出转矩在变极调速前后保持不变,因而,电动机Y/YY变极调速属于恒转矩调速。
④变极调速过程中,临界转差率不变。⑤改变磁极对数后,电动机的效率和功率因数近似不变。
同样,△/YY变极调速也具有以下特点:
①磁极对数增加一对,同步转速则下降一半,反之亦然。通过改变磁极对数可以实现调速。
②△接时的电动机的最大转矩和起动转矩是YY接时的3/2倍。
③△接时的功率为YY接时的0.86603倍,基本上变化不大。因此可以认为△/YY变极调速为恒功率调速。
④变极调速过程中,临界转差率不变。
⑤△接时的轴头输出转矩是YY接时的倍。尽管如此,两个线圈组只能得到两级调速,且是一种有极调速。如果能适当地增加定子线圈组,并将△接与Y接两种方法相结合时,则还可以得到更多的调速级数。同学不妨试想一下。变磁极对数调速通常只适合于鼠笼异步电动机。