双速电机控制电路的工作原理是什么？

电机的变速采用改变绕组的连接方式，也就是说用改变电机旋转磁场的磁极对数来改变它的转速。双速电机(风机),平时转速低,有时风机就高速转，主要是通过以下外部控制线路的切换来改变电机线圈的绕组连接方式来实现。

双速电机控制电路的工作原理主要基于改变电机定子绕组的极对数来实现调速。由于电机的同步转速与定子磁场的极对数成反比（n = 120f/p，其中 f 是频率，p 是极对数），改变 p 就能改变转速。以下是其核心工作原理和控制步骤：

绕组结构与连接方式：
- 双速电机的定子槽内通常嵌有两套独立的绕组（较少见），或者一套绕组，但这套绕组可以通过外部连接方式改变其有效极对数（更常见）。
- 最常见的接线方式有：
  - 三角形/双星形接线（Δ/YY）： 低速时绕组接成三角形（Δ），极对数多（例如4极），转速低；高速时绕组接成双星形（YY），极对数少（例如2极），转速高。这是最常用的方式，功率大致恒定（转矩在高速时降低）。
  - 三角形/单星形接线（Δ/Y）： 低速时接成星形（Y），极对数多，转速低；高速时接成三角形（Δ），极对数少，转速高。这种方式在低速时转矩更大（功率在高速时增加）。
  - 单绕组双速电机会设计出特定的抽头引线，通过接触器切换不同的接线组合来改变有效极数。
控制电路的核心组件与功能：
- 电源（L1, L2, L3）： 提供三相交流电。
- 主断路器/熔断器： 提供短路和过载保护。
- 主接触器（KM0）： 控制电机主回路的总电源通断。按下启动按钮，KM0 吸合，为电机供电，但不决定速度（具体电路设计可能将其与速度选择关联）。
- 低速接触器（KM Low）： 当其线圈得电吸合时，其主触点将电机绕组连接成低速状态所需的接线方式（如 Δ 或 Y）。
- 高速接触器（KM High）： 当其线圈得电吸合时，其主触点将电机绕组连接成高速状态所需的接线方式（如 YY 或 Δ）。
- 热继电器（FR）： 串接在主电路中，提供过载保护。当电机电流长时间超过设定值，其辅助触点断开控制回路，使接触器释放。
- 速度选择开关/按钮： 用户选择期望的速度（低速或高速）。通常是一个自复位旋钮开关（H-O-L）或两个按钮（低速启动/高速启动）。
- 时间继电器（KT）： （可选但常见）用于在切换速度时提供一个延迟，确保从一个速度完全停止或电流降到安全值后再切换到另一个速度，防止大电流冲击和机械冲击，保护电机和接触器触点。它通常与速度切换按钮联动。
- 控制电路互锁： 这是极其关键的安全设计！
  - 机械互锁（选件）： KM Low 和 KM High 接触器可以安装机械联锁装置，物理上防止两者同时吸合。
  - 电气互锁（必需）： 在控制回路中：
    - KM Low 的辅助常闭触点串联在 KM High 的线圈回路中。
    - KM High 的辅助常闭触点串联在 KM Low 的线圈回路中。
    - 这样，当 KM Low 吸合时，其常闭触点断开，切断了 KM High 的得电通路，KM High 无法吸合；反之亦然。确保低速和高速状态不可能同时接通，避免短路事故。
典型工作流程（以带时间继电器的 Δ/YY 电机为例）：
1. 闭合主断路器。
2. 选择低速运行：
  - 将速度选择开关旋至“低速”位置。
  - KM Low 线圈得电并自锁（通过自身的辅助常开触点）。
  - KM Low 主触点闭合，将电机绕组接成 Δ 形。
  - （如果主接触器KM0未持续吸合）KM0也可能同时得电吸合（或低速回路中包含给KM0供电的路径）。
  - 电机按低速（如 4极）运行。
3. 切换至高速运行：
  - 将速度选择开关旋至“高速”位置。（低速回路断开）。
  - 首先，KM Low 线圈失电释放，主触点断开，断开低速绕组连接。
  - 同时，时间继电器 KT 线圈得电开始计时（例如 2-5秒）。
  - 在 KT 计时期间，电机断电惯性旋转/停止。
  - 计时时间到，KT 的延时闭合常开触点闭合。
  - KM High 线圈得电并自锁。
  - KM High 主触点闭合，将电机绕组接成 YY 形。
  - KM High 的辅助触点断开 KT 线圈回路（停止计时）。
  - 电机按高速（如 2极）运行。
4. 停止： 将速度选择开关旋至“停止”（Off）位置（或按下停止按钮），KM0（及当前吸合的速度接触器）失电释放，主触点断开，电机停止。
5. 过载保护： 运行中发生过载，FR 辅助常闭触点断开，控制回路失电，KM0 及 KM Low/KM High 释放，电机断电。