双速风机绕组接法与配电主回路设计简析.docx

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1、1、双速风机的变速原理民用建筑设计中,暖通专业选用的双速风机配置的电动机主要为YD系列或YDT 系列三相异步电动机。YD系列电动机有两速、三速、四速3种类型，YDT电动 机有两速、三速2种类型。这两种系列均为以变级而变速的三相交流异步电动机。 双速风机调速控制主要通过电动机出线端用接触器切换改变电动机内部定子绕 组的连接方法（改变异步电动机定子绕组的接法，或者通过在定子铁心上安装不 同的定子绕组）,达到改变定子绕组产生的旋转磁场的磁极对数P （三相交流电 动机转速公式：n = 60f/p）,从而实现双速风机风速改变。2、两速电动机的定子绕组接法民用建筑中双速风机的核心部件为YD系列或YDT系列

2、两速电动机。机械行业 标准JB / T 7127 - 2022YD系列（IP54 ）变极多速三相异步电动机技术规范（机座号63 315 ）和JB / T 8681 - 2022YDT系歹I（IP54 ）变极多速三 相异步电动机技术规范（机座号80 355 ）规定了电动机的型号（包含系列 号、额定功率及同步转速）。从上述两本标准看，电动机系列号、机座号及电动 机额定功率、同步转速、定子绕组接法等具有对应关系。表1和表2分别为YD 系列和YDT系列两速电动机绕组接法，两速电动机的绕组接法主要为 /YY、Y /YY、Y/Y这3种。表1 YD系列两速电动机绕组的接法和出线端数Tab. 1 Windin

3、g type and number of outlet terminal ofYD series double speed motor速比同步转速/(rmin)1 500/3 0001 000/ 1 500750/ 1 500750/ 1 000500/ 1 000接法YY出线端数6表2 YDT系列两速电动机绕组的接法和出线端数Tab. 2 Winding type and number of outlet terminal ofYDT series double speed motor速比同步转速/ (r / min)1 500/3 0001 000/ 1 500750/ 1 500750/

4、 1 000接法Y/YYY/YY/YYY/Y出线端数63、根据两速电动机额定功率判断定子绕组接法判断两速电动机定子绕组接法最直接的方法是根据电动机型号、系列号及同步转 速等信息查阅JB/T 7127 - 2022及JB/T 8681- 2022 ,从而确定两速电动机 定子绕组接法。在工程设计中，暖通专业往往只提供双速风机在低速/高速运 行状态下的两速电动机的额定功率，多数情况下不提供风机配置的电机型号、系 列号及同步转速等言息,因而无法直接用上述方法判别两速电动机定子绕组接法。笔者对JB / T 7127 - 2022及JB / T 8681 - 2022中两速电动机的高速/低速额定功率的比值

5、、转速比、定子绕组的接法进行数据统计分析和对比研究看到：YD系列电动机的高/低速额定功率比R大致在1.161.89 （其中额定功率 2.6 / 5 kW为特例，其R值为1.92 ）,定子绕组均为/ YY接法；YDT系列电 动机的高/低速额定功率比约为1.913.44时定子绕组均为Y / Y接法;YDT 系列电动机的高/低速额定功率比约为3.564.75时，定子绕组均为Y/YY 接法。根据分析结果，整理了双速电动机额定功率比值与定子绕组接法的对应关 系详表3o表3两速电动机额定功率比值A与定子绕组接法的对应关系Tab. 3 Corresponding relationship Between r

6、ated power ratio R and type of stator winding of double speed motor双速电动机高速/低速额定功率比值A电动机 系列号电动机定子绕组的接法 （低速/高速）A V 1.9YD / YY1.9 V A V 3.5YDTY / Y3. 5 V R V 4. 8YDTY/YY注：两速电动机额定功率2.6/5 kW的R值为1.92,但其为 YD系列、ZWYY接法。近年来，不少风机厂家对两速电动机的性能进行改进，两速电动机的高速/低 速额定功率等在JB / T 7127 - 2022及JB / T 8681 - 2022的基础上进行了补 充，

7、但总体还是遵循电动机的通用性要求，其电动机高速/低速额定功率的比 值与定子绕组接法还是符合表3的对应关系。因此，电气设用币可利用表3高/ 低速额定功率比快速判定两速电动机定子绕组的接法。笔者根据长期工程实践,整理民用建筑设计中暖通专业常选用的双速风机的额定 功率；根据JB / T 7127 - 2022和JB / T 8681 - 2022 ,查出高速/低速功率上匕与电动机定子绕组接法的对应关系见表4。由表4可以看出，高速/低速功率比与电动机定子绕组接法与表3完全一致且民用建筑常用的双速风机主要为 /YY和Y/Y接法。表4双速风机额定功率与定子绕组接法的对应关系示例 Tab. 4 Exampl

8、e of the corresponding relationship between the rated power and the typeof stator winding of double speed fan双速风机额定 功率/ kW两速电动机的高速/低速额定功率的近似比电动机系列号定子绕组 接法22/281.27YD / YY18. 5/221. 19YD / YY11/141. 27YD / YY9/11I. 22YD /YY4/5.51. 38YD / YY8. 5 / 242. 82YDTY/Y5. 1/15.53.04YDTY/Y4/123.0()YDTY/Y2. 8/82

9、. 86YDTY/Y2/63. OOYDTY/Y4、双速风机的配电主回路设计为了更直观地说明绕组接法、配电及控制的相关性，笔者以表4中 / YY和Y /Y接法双速风机为例，对其配电主回路设计进行分析。 / YY型接法双速风机的配电主回路两速电动机的定子绕组4 / YY或Y / YY型接法为单绕组双速风机（在定子槽内 嵌有一套不同极对数的共有绕组），其带1个抽头绕组，6个接线端子,配电主 回路接线相同。本文以 / YY型接法的双速风机配电为例（如图1所示），为 更直观看出电流的流向，图中直接示出 / YY型接法两速电动机的定子绕组。图1 /YY型接法的主回路Fig. 1 Main circuit

10、 for / YY Wiri吨-确（炉夕”双速风机低速运行时，断路器QA闭合，接触器QACl闭合、QAC2和QACY 断开热继电器BBl接通电流从低速接线端子1U、IV、IW流过定子绕缜IU , IV）. （ IV , IW ）、（IW , IU ）,高速接线端子2U、2V、2W悬空，此时电动机定子绕组为型接法，电流流经线路Ioopl ,线路Ioop2无电流。这时流 过QA、QACL BBl及Ioopl的电流均为双速风机的低速运行的线电流，即低 速运行额定电流双速风机高速运行时，断路器QA闭合,接触器QACl断开,QAC2和QACY 闭合，热继电器BB2接通，低速接线端子IUx IV、IW被短

11、接,电流从高速接 线端子2U、2V、2W经低速接线端子1U、IV、：LW流过定子绕组(2U ,IU )、(2V , IU )、( 2W , IW )及(2U , IW )、( 2V , IV )、( 2W , IV ), 此时电动机定子绕组为YY型接法，电流同时流经线路oop2及Ioopl0可知， 这时流过QA、QAC2、BB2及Ioop2的电流均为两速电动机的高速运行线电流， 即高速运行额定电流Ir2o同时，匕分别流经各相2个绕组再矢量相加后流过 I。Pl 及 QACY ,流过 QACY及 I。Pl 的电流为 0.5LX BP20.5Ir2cos(3) 从JB / T 7127 -2022可

12、知,YD系列 / YY型接法为单绕组两速电动机,其 0.5Pr2 Prl Pr2 易知，0.5Ir2 Irl Ir2o综上所述，流过QA、QAC2、BB2及Ioop2的最大电流为Ir2,流过QACL BBl及Ioopl的最大电流为Iri,流过QACY的最大电流为0.5Ir2为方便设计及安装,建议QA、QAC2、BB2及Ioop2均按匕选取,QACY. QACL BBI 及 I。PI 均按 Irl 选取。 Y/Y型接法双速风机的配电主回路两速电动机定子绕组Y / Y型接法为双绕组双速风机（在定子槽内嵌有两套不同 极对数的独立绕组），其带2个独立绕组,6个接线端子。为更直观看出电流流 向，图2中直

13、接示出Y/Y型接法两速电动机的定子绕组。图2 Y/Y型接法的主回路Fig. 2 Main circuit for Y/Y WiiiI鸯午餐双速风机低速运行时，断路器QA闭合，接触器QACl闭合、QAC2断开，热 继电器BBl接通，电流从低速接线端子1U、IV、IW流入，高速接线端子2U、 2V、2W无电流流入,此时电动机定子绕组为低速时的Y型接法,电流流经线 路IoopL可知，这时流过QA、QACL BBl及IOOPl的电流均为电动机的低 速运行额定电流双速风机高速运行时，断路器QA闭合，接触器QAC2闭合、QACl断开，热 继电器BB2接通，电流从高速接线端子2U、2V、2W流入，低速接线端

14、子1U、 IV、IW无电流流入,此时电动机定子绕组为高速时的Y型接法,电流流经线 路I。P2。可知，这时流过QA、QAC2、BB2及Ioo2的电流均为电动机的高 速运行额定电流Iz综母，QA、QAC2、BB2及Ioop2均按匕选取，QACI、BBI及Ioopl均 按Irl选取。小结通过对 / YY型接法双速风机和Y/Y型接法双速风机的配电主回路设计分析, 可直观看出不同绕组接法双速风机的配电主回路接线、元器件选择及配置等有较 大差异。工程中应根据双速风机的额定功率和确定的定子绕组接法，依据GB 50054 - 2011低压配电设计规范、GB 50055 - 2011通用用电设备配电 设计规范及GB 51348 - 2019民用建筑电气设计标准等相关标准要求, 参照国家标准设计图集16D303 - 2常用风机控制电路图进行配电主回路及控制回路设计。