對于三相電機(jī),因不同工況、不同電壓,以及不同功率等技術(shù)參數(shù)的關(guān)系,電機(jī)繞組所采用的接法也就不同,如高壓電機(jī)大多采用星形接法,起重冶金電機(jī)也大多采用星形接法,而對于低壓電機(jī),則按照功率大小進(jìn)行接法的區(qū)分,如3千瓦及以下電機(jī)采用星接,4千瓦及以上電機(jī)都采用三角形接法。
在實(shí)際的電機(jī)設(shè)計(jì)中,不少大功率的起重冶金電機(jī)采用三角形接法;為了規(guī)避環(huán)流問題,起重冶金電機(jī)趨向采用星形接法,那為什么這些電機(jī)要采用三角形接法呢?
我們引入一個最基本的公式(1),從電網(wǎng)輸入到電機(jī)的功率P1大小進(jìn)行分析。
P1= m1U1I1cos?1……………………………(1)
公式(1)中:
m1——電機(jī)的相數(shù);
U1——電機(jī)定子相電壓;
I1——電機(jī)定子相電流;
cos?1——電機(jī)定子功率因數(shù)
從公式(1)可以看出,在輸入電壓一定的情況下,要得到較大的功率,只能通過電流的方式實(shí)現(xiàn)。電機(jī)功率越大,電流越大,所需要的導(dǎo)電體截面積越大,當(dāng)定子繞組匝數(shù)相同時定子沖片槽形尺寸也越大。但是,定子沖片槽形尺寸的增大總有個限度,因而若要增大功率只能減少匝數(shù)。如此,功率、電流、導(dǎo)電體截面積、沖片槽形尺寸、匝數(shù)等等諸多要素相互關(guān)聯(lián),形成多要素互聯(lián)、制約。電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)就是優(yōu)化以上互聯(lián)、制約關(guān)系因素的前提下,找出滿足具體功率和性能要求的實(shí)施方案。由于小功率電機(jī)電流小,定子繞組匝數(shù)可以多一些或沖片槽形尺寸小一些,而大功率電機(jī)電流大,定子繞組匝數(shù)不可能太多或沖片槽形不可能太大,導(dǎo)致小功率電機(jī)體積小、大功率電機(jī)體積大的必然趨勢。
另一方面,體積大或大尺寸電機(jī)磁路的截面尺寸大,單位長度導(dǎo)體感應(yīng)電勢高,平衡電機(jī)相電壓U1所需的導(dǎo)體數(shù)少甚至可以達(dá)到每槽導(dǎo)體數(shù)為1;或者說為了有時為了盡可能增加每槽導(dǎo)體數(shù)的數(shù)量,大功率電機(jī)有需要加大電機(jī)相電壓U1的設(shè)計(jì)意圖,小功率電機(jī)則在設(shè)計(jì)上總是想辦法減小相電壓U1以免每槽導(dǎo)體數(shù)過多、線徑太小。綜合以上兩方面原因,小功率電機(jī)一般采用星形接法,定子相電壓U1只有電機(jī)輸入端電壓或電源電壓的1/,大功率電機(jī)一般采用三角形接法,定子相電壓U1等于電機(jī)輸入端電壓或電源電壓。當(dāng)然,具體設(shè)計(jì)時遠(yuǎn)沒有這么簡單,還有安全性、消除環(huán)流或利用環(huán)流的阻尼效應(yīng)等多方面因素的考量。
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