孟大伟 杨小妮 刘金辉 荆超

摘 要：针对对旋式轴流风机在偏离额定工况点的状态，出现压升和功率不平衡，以及效率严重降低的问题，对风机的两级驱动电机进行了研究。采用变极调速的方式，设计出单绕组双速变极调速电机作为对旋轴流风机前后两级叶轮的驱动电机。根据电机绕组理论，利用对称轴线法设计出6/8极变极绕组型式，对双速变极电机进行有限元仿真分析，结果证明，双速电机在两种极数下电机性能均好。风机可以根据不同工况，调节前后两级叶轮的转速比，使风机始终工作在高效运行区。此外，所设计的单绕组双速电机对比原风机配用的电机降低了一个中心高，制造成本也有所降低。

关键词：对旋风机;变极调速;谐波分析;电磁计算

DOI：10.15938/j.jhust.2020.01.016

中图分类号： TM343

文献标志码： A

文章编号： 1007-2683（2020）01-0108-07

Abstract：Aiming at the problems of the pressure rise and power imbalance and the problem of serious reduction of efficiency when the contra-rotating axial flow-fan deviates from the rated operating point，the two-stage drive motor of the fan is studied-In this paper， the single winding and double speed motor is designed to drive the impeller of the contra-rotating axial flow-fan-According to motor winding theory， with the method of symmetry axis to design the 6/8 pole winding type-The finite element simulation analysis simulation analysis of the double speed pole motor show that the two-speed motor has good performance in two kinds of poles-The fan can adjust the speed ratio of the impeller according to different working conditions， so as to keep the fan working in efficient operation area-In addition， the design of single winding two-speed motor reduces the height of center and manufacturing costs by comparing the motor with the original fan-

Keywords：contra-rotating axial-flow fan; pole-changing control; harmonic analysis; electromagnetic calculation

0 引 言

對旋轴流风机由两个旋转方向相反的转子组成，两级叶轮分别安装在前后两级的轴伸端，由两台规格相同的三相感应电机直接驱动[1]，广泛应用于煤矿、隧道等需要通风的场合。伴随着煤井下长距离送风需求的增多，对风机的运行性能提出了更高的要求。近年来，很多学者对叶轮安装角度、风机轮毂结构、扩散器结构以及轴承等风机结构进行优化设计，大大提高了风机在设计工况点的运行性能[2-8]。然而对于风机偏离设计运行点时，出现的两级叶轮的压升和功率趋于不平衡，运行效率大大降低的情况并未进行深入研究。在实际的工程作业中，随着送风距离变化，风压和流量需要改变，目前多数风机是采用挡板或者阀门来调节的。……