三相工業電機內部有兩種繞組設計:Wye 和 Delta。盡管電機和連接在外部看起來很相似,但本文討論的是 Delta 繞線電機的內部結構。
工業電機通常由三相電壓源供電。三相線輸入連接到電機內部的繞組以產生驅動轉子的磁場。這些電機內部有兩種繞組設計:Wye 和 Delta。盡管電機和連接在外部看起來很相似,但內部結構產生了一些需要注意的獨特差異。
區分 Wye 和 Delta 內部接線系統
在工業應用中存在的所有三相電機中,它們都可以簡化為 Wye 或 Delta 內部接線系統。這些術語指的是內部線圈形狀的示意圖。實際上,兩種接線方案都在電機周邊布置了六個獨立的線圈——電工選擇線圈之間的電流傳遞方式。
沒有嚴格聲明何時首選某種接線方式。由于內部串聯配置,繞組電阻略高,因此通常會看到 Wye 布置用于低馬力電機。因此,與 Delta 電機相比,Wye 電機具有更高的電阻和更少的能量轉換。但是有許多結構因素可以為大范圍的馬力輸出創造出任何一種類型的有用電機。
在這兩種接線方案中,電機都可以配置為 208-240 伏之間的低壓輸入,或通常在 440-480 伏左右的高壓輸入。確切的電壓取決于容差、地理標準和供電變壓器配置。該確切電壓可以稍微改變馬力輸出,但大多數電機只有這兩種接線選擇 - 低壓或高壓。
Wye 配置在數學意義上更容易考慮,因為線圈的布置非常簡單。另一方面,當僅提供接線端子連接圖時,三角形排列有點難以想象。
Delta 內部連接
Delta一詞的使用是指類似于三角形的希臘字母。Delta 電機的示意圖是這種三角形圖案,除了它在每一側都被斷開以允許連接高電壓或低電壓。
圖 2. 低、高和 Delta 電機繞組的示意圖。
典型九引線 Delta 繞組電機的端子連接和內部布置。
與任何三相電機一樣,這六個繞組(在圖中顯示為直線)圍繞電機的周邊分布,以產生平衡的旋轉。
之前一篇關于 Y 型繞組電機的文章描述了使用較低電壓電源來降低電阻的需求。這在 Delta 安排中同樣適用。簡而言之,如果電壓從 480 伏降至 240 伏(電壓的 1/2),則電流必須加倍才能產生相等的馬力。但是,如果電壓已減半,則必須將電阻減至之前的 1/4,以產生兩倍的電流。這在兩個電機的情況下都必須是正確的——高壓線的電阻應該是低壓線的 4 倍。
高壓接線
這可能有點落后,但我們將首先介紹高壓接線方案。下圖顯示了高壓所需的引線連接。
圖 3. 三角形電機繞組所需的引線連接。
當進行高壓連接時,此圖顯示了產生的連接。
順便說一下,Wye 和 Delta 電機配置中的高壓端子連接完全相同!
在 Wye 電機中,高壓導致大 Wye 與串聯線圈連接。相比之下,在 Delta 電機內部,高電壓會導致較大的 Delta 形狀。然而,線圈不再簡單地串聯。結果是串并聯組合電路。
想象一下從線路 1 到線路 2 的電流。存在兩條不同的電流路徑。
首先,電流可以直接通過 T1-T4-T7-T2。這是兩個串聯的繞組。
其次,它可能經過路徑 T1-T9-T6-T3-T8-T5-T2。它由四個串聯的繞組組成。
如果存在兩條并聯路徑,一條有兩個繞組的電阻,另一個有四個繞組,結果是2R || 的并聯組合。4R 產生 4/3R,或 1.33 x 一個繞組的值。
將此值與 Wye 電機的高壓方案中的值進行比較。在 Wye 電機中,該值是單獨一個繞組電阻的四倍。正如您可以想象的那樣,如果所有其他參數都相同,這會在 Delta 電機中產生更多的電流(以及因此產生的功率輸出)。
低壓接線
由于分析繞組電阻所需的數學復雜性,低壓被保存到最后。
圖 4. 低壓 Delta 接線的引線連接。
當進行低壓連接時,此圖顯示了產生的連接。
上圖已重新排列以盡可能簡化情況。每條線路輸入都連接到電機內部的一個小三角洲。這個設置只需要三個連接,所以如果你打開一個電機外殼,發現只有三線螺母,你就確定了一個低壓 Delta 電機。
在這個方案中,想象第 1 到第 2 行。在這種情況下,有三種不同的可能電流路徑,因此我們可以列出每個選項。
T1-T4 通過一個繞組。
T7-T2通過一個繞組
T6-T3 和 T1-T9 并聯,然后通過 T3-T8 和 T5-T2 并聯。這會產生一系列兩組并聯繞組 - 總體結果是一個繞組等效。
當這三個路徑相互平行放置時,最終電阻等于 1/3R 或 0.33 x 一個繞組的值。正如預期的那樣,這恰好是高壓配置中電阻值的 1/4。
概括
對于大多數項目,內部布線設置可能是什么并不重要。如果您有一個用于高壓的 5 HP 電機,則該電機適用于任何需要 5 馬力的 480 伏應用。您無需擔心制造商如何將電線粘合在里面。對于任何電工來說,了解某些工作的原因是一個很好的做法,而不僅僅是了解如何使其工作 - 不僅了解正確操作的原因,而且了解故障的原因,這將帶來巨大的好處。
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