首页 -> 2007年第9期

Ｙ—△降压电路中会出现正反转吗

作者：张登高　王洪芳

　　无论在现代生产中，还是在现实生活中，都离不开电动机。特别是在现代工业生产中，更离不开电动机。而在电动机中，使用最为广泛的是三相鼠笼型异步电动机，它结构简单、价格低廉、运行可靠。我们就以三相鼠笼型异步电动机为例，说说Y—△降压电路中会出现正反转吗？鼠笼型异步电动机主要由定子和转子两个基本部分组成，定子和转子之间留有很小的空气间隙。定子的作用是通入三相交流电源时产生旋转磁场。转子的作用是通过磁通，并在定子旋转磁场作用下产生电磁转矩，沿着旋转磁场方向转动，并输出动力带动生产机械运转。
　　普通电动机的三相绕组有两种连接方法。将三相绕组首端D1、D2、D3接电源，将尾端D4、D5、D6三点连接成一点，这种连接叫星形(Y)联结。若将D1、D2、D3接电源，并将定子中三个绕组首尾相连，这种连接叫三角形（△）联结。
　　在生产实际中，有的生产机械需要两个方向的转动，这就要求电动机具有正反转的功能，如建筑工地上的卷扬机需要上、下起吊重物，电动葫芦行车前进或后退等。我们在电工基础课程上学习到，给电动机通以U-V-W三相正序交流电，电动机正转；给电动机通以W-V-U三相逆序交流电，电动机反转。电动机的正反转是由定子线圈产生的旋转磁场的转向决定的，当旋转磁场的转向是正向的，电动机转子就正向转动，当旋转磁场的转向是逆向的，电动机转子就反向转动。以两极电机为例，定子的三相绕组在空间分布的位置互差120°电角度，我们给它通以三相交流电，则在绕组中产生互差120°的电角度。即：
　　i_u=Imsinωt)
　　i_v=Imsin(ωt-120°)
　　i_w=Imsin(ωt-240°)
　　这三相交流电作用在星形连接的电动机上可以使电动机产生正向和反向旋转，作用在三角形连接的电动机上也可以使电动机产生正向和反向旋转。
　　对容量较大的电动机的起动，为了不造成电网电压的大幅度降低，从而导致电动机起动困难或不能起动，也为了不影响电网内其他用电设备的正常供电，在生产技术上，多采用降低起动措施，将电网电压适当降低后加到电动机定子绕组上进行起动，待电动机起动后，再将绕组电压恢复到额定值。降压起动的目的是减小电动机起动电流，从而减小电网供电的负荷。目前广泛采用的降压措施是Y—△降压起动。
　　前面我们说过，Y形接法有正转和反转，△形接法也有正转和反转。那么在Y—△转换时，Y形正转，转换到△形后，会不会出现反转？或Y形反转，转换到△形后，会不会出现正转？也就是说，从Y形连接到△形连接，给它通以相同相序的三相电，会不会出现不同方向的转动。也就是说，电动机定子绕组从Y连接转换成△形连接，通以相同相序的交流电，定子绕组产生的旋转磁场会不会发生改变。
　　我们知道，在生活中，电动机从来没有出现这种正反转的情况。但没有出现这种情况，并不是说没有可能，或许在生活中是因为出于某种巧合，如果打破这种巧合，是不是会出现正反转呢？让我们来看看。
　　如图1所示为三相鼠笼式异步电动机的三线圈。
　　
　　图1
　　
　　我们给D1、D2、D3分别通以i_u、i_v、i_w三相正序交流电，将D4、D5、D6三点连成一点，使其成星形(Y)连接，则其旋转磁场的旋转方向如图2所示为顺时针方向。
　　
　　
　　我们给D1、D2、D3分别通以iu、iv、iw三相正序交流电。将三组绕组首尾相连，使其成三角形(△)连接，如图3所示，会出现两种三角形连接的情况。
　　
　　则两种三角形接法产生的旋转磁场方向分别如图4、图5所示为顺时针方向。
　　
　　由此，我们可以看出，给D1、D2、D3分别通以iu、iv、iw三相正序交流电，无论Y形连接还是△连接，而且不论△采用何种接法，最终产生的旋转磁场方向是相同的。
　　
　　
　　我们再来试试给D1、D2、D3分别通以i_w、i_v、i_u三相逆序交流电，则Y形连接时，旋转磁场方向如图6所示为逆时针方向。
　　我们将三组绕组首尾相连，使其成三角形(△)连接，如图所示，同样有两种三角形连接的情况。给D1、D2、D3分别通以iw、iv、iu三相逆序交流电。则两种三角形接法产生的旋转磁场方向如图7、图8所示。
　　
　　由此，我们同样可以看出，给D1、D2、D3分别通以i_w、i_v、i_u三相逆序交流电，无论Y形连接还是△连接，而且不论r采用何种接法，最终产生的旋转磁场方向也是相同的。
　　我们动手操作来验证一下。我们按照图中Y形和△形的连接，然后分别通以三相正序、逆序交流电，我们观察电动机的转向，发现和我们理论分析的一样。
　　综上所述，在理论上，我们说无论给电动机通以正序还是逆序交流电，在Y—△转换时，都不会出现正反转现象。实际中，我们根据Y—△转换时有可能出现的连接的方式连接起来，通以三相电，也没有出现正反转的现象。所以，Y—△降压起动电路，无论线圈采用何种连接，都不会出现正反转的现象。