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关于三相异步电动机Y/YY调速过程中的电流变化问题探讨

时间:2024-03-29 14:31 来源:网络整理 转载:我的网站

在很多教科中关于变极调速的介绍分析中,均假设变极前后线电压不变,同时要求每个半相绕组通过的电流为额定值,根据三相异步电动机的功率公式及电动机额定功率与转速转矩公式从而得到结论,即星形/双星形(Y/YY)调速近似为恒转矩调速,三角形/双星形(△/YY)调速近似为恒功率调速。

Y/YY调速电路简图

然而,这种简单的分析有时会产生矛盾和误解。比如,在星形/双星形(Y/YY)调速中,假定变极前后的线电压不变,由于变极前绕组串联变为变极后绕组并联,变极后相绕组的电压是变极前的两倍,导致变极后相绕组电流应为变极前的两倍,因而变极后的线电流是变极前的4倍,而不是教科书中假定的2倍,这样会得到Y/YY变极调速后功率提高到原来 4 倍,转矩与转速提高至2倍的错误结论。

为了弄清这种错误的认识,同时对Y/YY变极调速过程中电动机运行时电流等因素变化进行探讨,本文将从三相异步电动机的T型等效电路入手,对三相异步电动机变极调速中的输入电流关系、转矩、功率及功率因数等问题进行计算和分析,得到了一些有意义的结论。

异步电机等效T型图

其中,R1:定子绕组电阻。

X1:定子绕组漏电抗。

R2′:转子绕组电阻。

X2′:转子绕组漏电抗。

Rm:定子铁心损耗对应的励磁电阻。

Xm :主磁通相对应的铁心磁路的励磁电抗。

式中,I1为电机线电流。

Z1σ为定子的漏阻抗,Z1σ=R1+jX1。

Z2′为转子的等效阻抗,Z2′=R2′/s+jX2′。

Zm为铁心励磁的阻抗,Zm=Rm+jXm。

从式中可以看到,在假定电机电压值U1不变的情况下,Z1σ(定子的漏阻抗)在Y/YY变极后电阻阻值由原来的Z1σ变为Z1σ/4(由Y到YY接,每条串联支路阻抗由Z变为Z/2,则改接后每相电流由Z到Z/4),但由于存在Zm与Z2′使得电流是小于4倍的,这就解释了上述中“变极后的线电流是变极前的4倍”不合理的问题。其中电机线电流大小的变化与转差率s有较大的关系,因此Y/YY变极后的电流大小变化是一个不稳定的值,但一般在小于4倍的电流值范围波动,为了电机安全着想,一般认为电机每条串联支路电流不允许超过电流的额定值,因此,这就是说明了为什么教科书中一般假定电机调速由Y到YY电流值为2倍的问题。

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摘要:很多教科书在介绍三相异步电动机Y/YY变极调速时,既设定了变极前后线电压不变,在特性参数保持不变的两个半相绕组由串联变为并联情况下,又假定变极后的线电流变为原来的2倍,若仅用简单的阻抗串并联的观点分析很容易引起误解与矛盾,基于感应电动机的T型等效电路,本文计算分析了三相异步电动机变极前后的线电流的变化关系,结果澄清了教科书上关于Y/YY变极调速前后线电压不变而线电流加倍的本质问题。