一種低速起動(dòng)的單相變極雙速電動(dòng)機(jī)

1 背景

傳統(tǒng)的SPA泵或泳池泵所配套的單相雙速電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)有以下幾種電動(dòng)機(jī)類型：一種是在同一定子槽內(nèi)雖有雙層繞組進(jìn)行反向變極或是換相變極，能實(shí)現(xiàn)兩種速度，但因電動(dòng)機(jī)出線較多，不方便接線；另一種是在同一定子槽內(nèi)雖有兩套獨(dú)立的繞組，能實(shí)現(xiàn)兩種速度，但兩套繞組不能各自獨(dú)立起動(dòng)運(yùn)行，低速繞組只能通過(guò)高速繞組起動(dòng)后才能運(yùn)行；還有一種就是在同一定子槽內(nèi)雖有兩套獨(dú)立繞組，亦能各自獨(dú)立起動(dòng)運(yùn)行，但高速檔繞組運(yùn)行時(shí)，低速檔繞組會(huì)產(chǎn)生較大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，造成高、低速相互的電磁干擾，致使高速檔繞組運(yùn)行電流增加，運(yùn)行功率加大，使電泵運(yùn)行時(shí)的溫升嚴(yán)重超標(biāo)，使高速檔繞組不能安全、可靠運(yùn)行。

上述電動(dòng)機(jī)高速檔的起動(dòng)電流均比較大，一般是低速檔起動(dòng)電流的2～4倍。高速檔起動(dòng)時(shí)容易對(duì)控制線路造成大電流沖擊，從而降低各相關(guān)電氣元件的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)可使整個(gè)控制系統(tǒng)癱瘓。

2 功能概述

低速起動(dòng)的單相變極雙速電動(dòng)機(jī)解決了以下兩大問(wèn)題：一、高、低速起動(dòng)電流相等，實(shí)現(xiàn)小電流起動(dòng)功能，徹底解決現(xiàn)有單相變極雙速電動(dòng)機(jī)高速檔起動(dòng)電流大的問(wèn)題，從而避免了控制線路遭受過(guò)大起動(dòng)電流的沖擊問(wèn)題；二、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，高速、低速均不會(huì)形成閉合回路，完全避免高、低速相互干擾問(wèn)題。現(xiàn)將其高、低速的控制功能分述如下。

低速檔控制：低速檔是在無(wú)人使用SPA時(shí)實(shí)現(xiàn)24小時(shí)全天候循環(huán)過(guò)濾功能，采用電阻分相起動(dòng)、單繞組運(yùn)行的控制方式，完全避免電容電動(dòng)機(jī)發(fā)生電容失效的可能性。由于低速檔運(yùn)行功率小，消耗功率僅是高速檔的幾分之一，采用電阻起動(dòng)電動(dòng)機(jī)類型，既可滿足起動(dòng)電流小、起動(dòng)力矩大的性能要求，又能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)的成本目標(biāo)。

高速檔控制：高速檔是在有人使用SPA是實(shí)現(xiàn)沖浪按摩功能，采用低速檔起動(dòng)、高速檔單繞組運(yùn)行的控制方式，完全避免高速檔起動(dòng)大電流對(duì)控制線路造成的沖擊，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)起動(dòng)。由于高速檔僅在有人使用SPA時(shí)運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)間較短，采用單繞組運(yùn)行電動(dòng)機(jī)是控制成本的有效措施。

3 工作原理

為實(shí)現(xiàn)上述功能，本電動(dòng)機(jī)采用的技術(shù)方案如圖1所示，其主要工作原理如下：

電機(jī)初始狀態(tài)為靜止?fàn)顟B(tài)，離心開(kāi)關(guān)1、2及2、3觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)，離心開(kāi)關(guān)3、4觸點(diǎn)處于分離狀態(tài)。

3.1低速控制(電阻起動(dòng)，單繞組運(yùn)行)

離心開(kāi)關(guān)3、4觸點(diǎn)處于分離狀態(tài)一高速繞組不工作

L及C通電－

離心開(kāi)關(guān)1、2觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)一低速繞組得電起動(dòng)－①

離心開(kāi)關(guān)1、2觸點(diǎn)先分離－切斷低速副繞組一低速單繞組運(yùn)行

①－

離心開(kāi)關(guān)3、4觸點(diǎn)后閉合一高速繞組未得電不工作

L及C斷電－低速停止工作－離心開(kāi)關(guān)各觸點(diǎn)回復(fù)初始狀態(tài)。

3.2高速控制(低速起動(dòng)，單繞組運(yùn)行)

離心開(kāi)關(guān)3、4觸點(diǎn)處于分離狀態(tài)－高速繞組不工作

H及C通電－

離心開(kāi)關(guān)2、3觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)－低速繞組得電起動(dòng)－②

離心開(kāi)關(guān)2、3觸點(diǎn)先分離－低速繞組失電停止工作

②－

離心開(kāi)關(guān)3、4觸點(diǎn)后閉合一高速繞組得電助跑起動(dòng)、運(yùn)行

H及C斷電－高速停止工作－離心開(kāi)關(guān)各觸點(diǎn)回復(fù)初始狀態(tài)。

4 設(shè)計(jì)與試驗(yàn)數(shù)據(jù)

YYD90－2／4低速起動(dòng)變極雙速電動(dòng)機(jī)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)及對(duì)應(yīng)試驗(yàn)結(jié)果詳見(jiàn)表1和表2。在電磁設(shè)計(jì)過(guò)程中綜合多方面因素最終確定了理想的設(shè)計(jì)方案。表2中的試驗(yàn)結(jié)果表明：(1)高、低速的起動(dòng)電流完全相等，實(shí)現(xiàn)了小電流起動(dòng)功能，徹底解決現(xiàn)有單相變極雙速電動(dòng)機(jī)高速檔起動(dòng)電流大的問(wèn)題；(2)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，由于高速、低速均不會(huì)形成閉合回路，因此高、低速的運(yùn)行電流不會(huì)變化，完全避免了高、低速相互干擾問(wèn)題；(3)設(shè)計(jì)值與試驗(yàn)值比較接近，說(shuō)明設(shè)計(jì)是成功的。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，此低速起動(dòng)的單相變極雙速電動(dòng)機(jī)因其體積小、結(jié)構(gòu)合理、可靠性高，并徹底解決現(xiàn)有單相變極雙速電動(dòng)機(jī)高速檔起動(dòng)電流大的問(wèn)題，從而避免了控制線路遭受過(guò)大起動(dòng)電流的沖擊問(wèn)題，適合各種SPA泵及泳池泵用電動(dòng)機(jī)的專業(yè)配套，深受用戶歡迎。