定子绕组不同接线形式的双速风机配电及控制电路设计

1　电气设计中存在的问题

　　建筑电气设计中常遇到双速风机(多为消防兼平时两用双速风机)，双速风机属于变极调速，通过设立两个独立绕组，或通过定子绕组接线的变换获得两种不同的速度，可以是反相变极，换相变极，其选配的电机有YD型、YDT型两种，YD型电机定子绕组接线形式有△/YY型，而YDT型电机定子绕组接线形式有Y/Y，3Y+Y/3Y、Y/YY三种。

　　以往双速风机多采用YD型，定子绕组接线形式为△/YY型，而目前市场上新型双速风机采用的是更为节能的YDT型电机，其定子绕组接线形式有三种，不同接线形式的双速风机其配电及控制电路是有区别的。而笔者发现很多电气设计人员不管风机采用何种电机，也不管采用何种定子绕组接线形式，主回路接线仍然按照YD型△/YY型设计，或直接采用控制保护开关(CPS)设计，而市场上主流的CPS(如KB0，扬州新菱等)也仅针对YD型△/YY接线的双速风机;同时老版的《常用风机控制电路99D303-2》中双速风机的控制电路只有YD型△/YY接法，设计人员亦多是照搬全抄。虽然双速风机按上述设计仍然可以使用，但是不能达到运行要求的风量及风速。

　　针对上述问题，建筑电气设计中理应引起足够重视，下文将分别对YD型电机的△/YY接法，YDT型电机Y/Y，3Y+Y/3Y、Y/YY接法的配电及控制电路设计展开讨论。

　　2　YD型电机的△/YY接线及YDT型电机的Y/YY接线

　　2.1　主回路接线形式

　　这里将YD型电机的△/YY接线及YDT型电机的Y/YY接线放在一起统一讨论是因为两种接线方式的主回路接线是相同的，如图1所示;YD型电机的△/YY接线及YDT型电机的Y/YY接线定子绕组接线如图2;电机外部接线端子如图3。

　　2.2　主回路电气元件选取

　　(1)YD型电机△/YY接法

　　如图2所示，△接法时为低速，KM1、KH1及导线截面均按I1选取;YY接法时为高速KM2、KH2及导线截面均按Ih选取，KM3按Ih/2选取;由于高速时电机运行电流较低速时高，因此QF按Ih选取。

　　例如：一台22Kw/28kW的YD型双速风机，低速时为△接法，功率P=22kW，功率因数cosφ=0.86，效率η=88%;低速时为YY接法，功率P=28kW，功率因数cosφ=0.87，效率η=86.5%。则其低速时电流I1=P/(√3*U*cosφ*η)=44A，高速时的电流Ih=P/(√3*U*cosφ*η)=56.5A。

　　(2)YDT型电机Y/YY接法

　　如图2所示，Y接法时为低速，KM1、KH1及导线截面均按I1选取;YY接法时为高速KM2、KH2及导线截面均按Ih选取，KM3按Ih/2选取;由于高速时电机运行电流较低速时高，因此QF按Ih选取。

　　2.3　控制电路选取

　　YD型电机的△/YY接线及YDT型电机的Y/YY接线控制电路可参照新版《常用风机控制电路10D303-2》：

　　3　YDT型电机的Y/Y接线及3Y+Y/3Y接线

　　(1)主回路接线形式

　　YDT型电机的Y/Y接线及3Y+Y/3Y接线两种方式的主回路接线是相同的，如图4所示;定子绕组接线如图5;电机外部接线端子如图6。

　　(2)主回路电气元件选取

　　如图5所示，无论是Y/Y接法还是3Y/3Y+Y接法，低速时KM1、KH1及导线截面均按I1选取;高速时KM2、KH2及导线截面均按Ih选取;由于高速时电机运行电流较低速时高，因此QF按Ih选取。

　　(3)控制电路选取

　　YDT型电机的Y/Y接线及YDT型电机的3Y/3Y+Y接线控制电路可参照新版《常用风机控制电路10D303-2》：

　　消防兼平时两用双速风机控制电路详见图集中相关内容;

　　平时用双速风机控制电路详见图集中相关内容。

　　4　结束语

　　综上所述，当遇到双速风机的配电及控制电路的设计时，应首先根据暖通专业提出的资料，明确其风机选配的电机型号及定子绕组接线形式，选择风机配电的主接线形式，由此计算高、低速时的运行电流，进而选取主回路电气元件;控制电路则可参照新版《常用风机控制电路10D303-2》设计(见图6)。

　　参考文献

　　1 中国建筑标准设计研究院编制.常用电机控制电路图.10D303-2.北京：中国计划出版社2010

　　2 朱茂勋编著.三相异步电动机绕组嵌接线使用图集.上海：上海科学技术出版社，2009

　　3 潘品英主编.新编电动机绕组布线接线彩色图集.第2版.北京：机械工业出版社，2000