環(huán)球百事通！交流電機(jī)的Y-Δ轉(zhuǎn)換怎么算？

2023-06-25 20:59:37 來(lái)源：面包芯語(yǔ)

評(píng)論

經(jīng)常和同行交流，被問到一個(gè)問題：我這個(gè)電機(jī)是三角形接法的，參數(shù)如何轉(zhuǎn)換？這個(gè)電機(jī)是星形還是三角形？又該如何處理參數(shù)。

首先要明確一個(gè)原則，電機(jī)控制里對(duì)于電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，都是統(tǒng)一的等效思想。電機(jī)視作黑盒子，數(shù)學(xué)上構(gòu)建其等效的模型。

整個(gè)行業(yè)的默認(rèn)準(zhǔn)則，無(wú)論該電機(jī)內(nèi)部是三角形接法還是星形接法，在控制上都是按照Y等效電路構(gòu)建數(shù)學(xué)模型！

(相關(guān)資料圖)

dq坐標(biāo)系電壓方程，其電壓，電流，電阻，電感，磁鏈都是對(duì)應(yīng)星形接法下的相電路！

左邊是Y接法右邊是Δ接法

所以，電壓和電流都是相電流，星形接法下，相電流等于線電流，相電壓和線電壓是sqrt(3)關(guān)系。

電阻，電感，都是線-線之間測(cè)量電阻或者電感，再除以2；

磁鏈的計(jì)算，是線-線反電勢(shì)，除以sqrt(3)，轉(zhuǎn)換到相電壓再計(jì)算。

以上，也是參數(shù)辨識(shí)的原則，全部在左圖星形接法下每相等效電路下展開。

在這里插入一個(gè)題外話，另外還有一個(gè)原則，就是電流的正方向。所有的數(shù)學(xué)方程，電流都是有方向的。

電機(jī)控制，統(tǒng)一的原則都是電動(dòng)機(jī)原則，即電流從控制器流入電機(jī)，是正方向。電流從電機(jī)流入控制器，是負(fù)方向。

如下圖, Ia是正方向，Ib 和 Ic 是負(fù)方向。

另外還有一點(diǎn)，很多初學(xué)者很疑惑，為什么當(dāng)輸出線電壓是零的時(shí)候，SVPWM的三相占空比都是50%？甚至認(rèn)為就是零。

SVPWM在上下橋互補(bǔ)輸出的時(shí)候，如果輸出線電壓是零，三相都是50%占空比輸出。隨著線電壓幅值逐漸增大，那么占空比就逐漸偏離50%。

定性的理解，SVPWM輸出是矢量，是有方向的。50%代表輸出的零點(diǎn)，從兩個(gè)方向占空比逐漸偏離50%，代表了輸出矢量的方向和幅值在變化！

下面回到正題，假設(shè)星形接法下，某電機(jī)的定子電阻Rs-Y，等效的電機(jī)模型下，三角形接法的定子電阻多大呢？

按照等效思路，星形接法下 Rs-Y=2ohm，三角形接法下，假設(shè)定子電阻為Rs-Δ。因?yàn)閮煞N接法下，AB直接阻抗是等效的。三角形接法下，

所以計(jì)算得到Rs-Δ=6ohm。通過計(jì)算得到結(jié)論：三角形接法下的相電阻，是等效的星形接法下的三倍！

實(shí)際工程中，往往遇到一個(gè)問題，電機(jī)廠提供的參數(shù)和實(shí)測(cè)對(duì)不上！因?yàn)殡姍C(jī)廠并不一定是在星形接法下測(cè)試的?；蛘哒f，電機(jī)廠沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，給出星形接法下電阻電感，可能電機(jī)是三角形接法就給出了三角形接法的參數(shù)。

或者說，有的電機(jī)是可以Y-Δ轉(zhuǎn)換的，電機(jī)廠也不明確是哪種接法下的參數(shù)，這往往給控制工作帶來(lái)了難度，需要確認(rèn)這些準(zhǔn)則！

在工業(yè)領(lǐng)域，很多電機(jī)是可以實(shí)現(xiàn)星-三角轉(zhuǎn)換的，即一臺(tái)電機(jī)只需要改變內(nèi)部的銅條接法，即可實(shí)現(xiàn)星-三角轉(zhuǎn)換。

以如上西門子三相異步電機(jī)的銘牌為例，Δ接法是220VAC，額定電流8.91A。Y接法是380VAC，額定電流5.16A。

功率前后不變，都是2.2kW，轉(zhuǎn)速不變。同時(shí)該電機(jī)還支持440VAC的Y接法，依然維持5.1A額定電流，功率拓展到了2.55kW。

同一臺(tái)電機(jī)作星三角轉(zhuǎn)換，前后功率不變，是等效的。業(yè)內(nèi)有一句話：星形接法電壓高，這樣就能分辨哪種是Y接法，哪種是Δ接法了。

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