在设计实践中，比如平时排风、消防排烟两用风机，通风专业往往采用“双速”的方式来实现两种工况下的设计目标(风量、风压)。电气设计师一般参考图集(如16D303-2)来设计主电路的接线形式。但是换极调速风机适合哪种主电路连接？两种工况下功率比和连接方式有对应关系吗？这样的问题没有得到应有的重视。
本文将根据帧数、转速和功率的对应关系给出连接形式的选择方法。同时，根据电机基本原理，通过对交流异步电动机特性和风机负载特性的分析，总结风机变极调速常用接线形式(如按功率比确定接线形式)的特点和应用准则，推导出适合双速风机的接线形式。
1。通过“功率比”确定主接线
1.1主接线
在异步电动机的设计和制造中，通过三相定子绕组的不同排列和绕组端线数的巧妙设置，可以达到不同的同步转速，从而达到“变极调速”的目的。绕组连接有很多，如 △/YY、Y/YY、双速的Y/Y连接和多速的Y/△/YY、△/△/YY/YY
1.2帧数、转速和功率的对应关系
对于电机的主要技术条件，机械行业有明确的标准可供参考，如YD系列(IP44)变极多速三相异步电动机(机座号80 ~ 280)、JB/T7127-2010、YDT系列(IP44)变极多速三相异步电动机(机座号80 ~ 315)技术条件等。
表1是笔者整理的常用连接方式下，帧数、转速、功率的对应关系。设计人员可以根据此表中的功率值找出接线方法，如:功率比为2.7/12的电机，主电路为Y/YY接线；功率比为6.5/13的电机主电路为Y/Y连接。
2。常用变极调速的主接线及特性分析
分析了常用的连接方式。三角/YY和Y/YY连接是常用的，它们的主电路是一样的，容易混淆。因此，本文主要对这两种连接方式进行技术分析，并简要说明Y/Y连接。为了便于比较，用4/2极数比模拟分析了△/YY和Y/YY连接。
2.1 △/YY接线
▲图4 △/YY接线主回路
▲图5 △/YY绕组端子接线图
需要注意的是，对于倍比变极，为了保持变极后电机的方向不变，在改变绕组时，应相应改变连接到电机末端电源的顺序。图5中的端子接线图显示了这一要求。深层原因是电角度:θae=(极数/2) θa，即电角度与极数成正比。以4/2极点的比值为例。如果L1相的电角度为0°，则L2相和L3相的电角度在2极时为120°和240°，在4极时为240°和480°。△/YY连接的绕组连接关系如图6所示。
▲图6 △/YY绕组接线图
比较△连接和YY连接的扭矩和功率。机械扭矩与磁极数量和绕组上电压的平方成正比。磁动势是每个绕组建立的磁动势的叠加，所以通过分析一个绕组的电压可以得到预期的结果:根据公式(8)-(9)可以得到公式(10)，然后得到公式(11)。
其中下标“c”指的是图中的绕组。
将等式(11)与表1中的相应数据进行比较，可以证明上述分析和推导的正确性。需要注意的是，表1中所列的功率为输出功率，与机械功率之差为附加损耗和机械损耗，因此与公式(11)中的近似成正比。
2.2 Y/YY接线
Y/YY连接的主电路与△/YY连接的主电路相同，如图4所示。对于具有双磁极比的变极，当绕组改变时，电源连接到电机端的顺序也应相应改变。Y/YY连接的绕组连接关系如图7所示。
▲图7 Y/YY绕组接线图
类似于△/YY连接的分析方法，可以分析Y/YY连接的扭矩与功率的关系，如公式(12)～(15)所示。
类似地，通过将公式(15)与表1中的相应数据进行比较，可以证明上述分析和推导的正确性。
2.3 Y/Y布线
Y/Y连接是2组独立绕组，绕组排列方式不同，磁极不同。绕组本身的不同参数(电阻)也会影响转矩。从表1可以看出，在工程实践中，Y/Y一般设计成功率比为1/3(转速比为1000/1500)，功率比为1/2(转速比为750/1000)。Y/Y接线的主电路如图8所示。
▲图8 Y/Y接线主电路
3。接线方式与风机负荷的匹配分析
从前面的分析可以看出,△/YY和Y/YY具有相同的主电路，但在两种接线下具有不同的机械特性。图9~10分别给出了简要的特性曲线和示意性的风机负荷曲线。
▲图9 △/YY接线T(n)曲线和负载TL(n)曲线
▲图9 Y/YY接线T(n)曲线和负载TL(n)曲线
△/YY接线用于风机变极调速。应根据高速运转条件设计和选择风扇，使机械扭矩大于负载扭矩(图9中的实线)。但低速时可以看到平衡点，电机性能浪费严重。并且Y/YY接线与风机负荷有很好的匹配。
4。文章摘要
同样是变极调速，但是不同的接线和极比会导致不同的转矩比和功率比。综合对照表如表2所示。
△/YY连接不适合风机负载，更适合恒功率负载；Y/YY连接和Y/Y连接都适用于风机负载的变极调速。
以上技术分析基于电机基础知识，希望能为电气工程师和风机厂家提供一些技术指导，为图集的编制提供一些技术参考。如有不妥之处，也欢迎同仁指正。
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