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交流电机的Y-Δ转换怎么算？参数如何转换？

2023-07-10 15:40:58 来源：转子磁场定向

经常和同行交流，被问到一个问题：我这个电机是三角形接法的，参数如何转换？这个电机是星形还是三角形？又该如何处理参数。

首先要明确一个原则，电机控制里对于电机的数学模型，都是统一的等效思想。电机视作黑盒子，数学上构建其等效的模型。


(相关资料图)

整个行业的默认准则，无论该电机内部是三角形接法还是星形接法，在控制上都是按照Y等效电路构建数学模型！

dq坐标系电压方程，其电压，电流，电阻，电感，磁链都是对应星形接法下的相电路！

左边是Y接法 右边是Δ接法

所以，电压和电流都是相电流，星形接法下，相电流等于线电流，相电压和线电压是sqrt(3)关系。

电阻，电感，都是线-线之间测量电阻或者电感，再除以2；

磁链的计算，是线-线反电势，除以sqrt(3)，转换到相电压再计算。

以上，也是参数辨识的原则，全部在左图星形接法下每相等效电路下展开。

在这里插入一个题外话，另外还有一个原则，就是电流的正方向。所有的数学方程，电流都是有方向的。

电机控制，统一的原则都是电动机原则，即电流从控制器流入电机，是正方向。电流从电机流入控制器，是负方向。

如下图, Ia是正方向，Ib 和 Ic是负方向。

另外还有一点，很多初学者很疑惑，为什么当输出线电压是零的时候，SVPWM的三相占空比都是50%？甚至认为就是零。

SVPWM在上下桥互补输出的时候，如果输出线电压是零，三相都是50%占空比输出。随着线电压幅值逐渐增大，那么占空比就逐渐偏离50%。

定性的理解，SVPWM输出是矢量，是有方向的。50%代表输出的零点，从两个方向占空比逐渐偏离50%，代表了输出矢量的方向和幅值在变化！

下面回到正题，假设星形接法下，某电机的定子电阻Rs-Y，等效的电机模型下，三角形接法的定子电阻多大呢？

按照等效思路，星形接法下 Rs-Y=2ohm，三角形接法下，假设定子电阻为 Rs-Δ。因为两种接法下，AB直接阻抗是等效的。三角形接法下，

所以计算得到 Rs-Δ=6ohm。通过计算得到结论：三角形接法下的相电阻，是等效的星形接法下的三倍！

实际工程中，往往遇到一个问题，电机厂提供的参数和实测对不上！因为电机厂并不一定是在星形接法下测试的。或者说，电机厂没有统一标准，给出星形接法下电阻电感，可能电机是三角形接法就给出了三角形接法的参数。

或者说，有的电机是可以Y-Δ转换的，电机厂也不明确是哪种接法下的参数，这往往给控制工作带来了难度，需要确认这些准则！

在工业领域，很多电机是可以实现星-三角转换的，即一台电机只需要改变内部的铜条接法，即可实现星-三角转换。

以如上西门子三相异步电机的铭牌为例，Δ接法是220VAC，额定电流8.91A。Y接法是380VAC，额定电流5.16A。

功率前后不变，都是2.2kW，转速不变。同时该电机还支持440VAC的Y接法，依然维持5.1A额定电流，功率拓展到了2.55kW。

同一台电机作星三角转换，前后功率不变，是等效的。业内有一句话：星形接法电压高，这样就能分辨哪种是Y接法，哪种是Δ接法了。

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