三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組 首尾端的判別方法及原理

黃河

摘 要：本文從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)，介紹了三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組6個(gè)線頭的區(qū)分，判別首尾端的幾種方法，從而解決生產(chǎn)實(shí)習(xí)中存在的具體問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：三相異步電動(dòng)機(jī) 繞組 判別方法 原理

定子繞組作為三相異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)、實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件，電動(dòng)機(jī)的主要組成部分，同時(shí)也是最容易在使用中受到損傷的部位。在生產(chǎn)實(shí)踐中，約80%的損壞電動(dòng)機(jī)均需要對(duì)定子繞組進(jìn)行維修。對(duì)于三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組來(lái)說(shuō)，在日常工作中，會(huì)經(jīng)常遇到因各種原因造成電動(dòng)機(jī)的6個(gè)引出線頭分不清首尾端的情況，必須先分清三相繞組的首尾端，才能進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的Y形和△形連接。Y形接法的電動(dòng)機(jī)應(yīng)把3個(gè)尾端或3個(gè)首端連接在一起，其余3個(gè)線頭作為3個(gè)引出線與三相電源相連；△形接法的電動(dòng)機(jī)3個(gè)繞組的首尾端依次相連，從3個(gè)連接點(diǎn)引出3根線與三相電源相連。對(duì)于Y形接法的電動(dòng)機(jī)，如果首尾端接錯(cuò)，輕則會(huì)引起電動(dòng)機(jī)三相電流不平衡，定子繞組過(guò)熱，轉(zhuǎn)速降低，使得電動(dòng)機(jī)輸出功率下降，帶載能力降低，重則燒毀電動(dòng)機(jī)。對(duì)于△形接法的電動(dòng)機(jī)，如果首尾端接錯(cuò)，將直接燒毀電動(dòng)機(jī)。因此，三相定子繞組的首尾端應(yīng)正確連接，而分清首尾端，判別首尾端就顯得尤其重要。

在生產(chǎn)實(shí)踐及實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，我們根據(jù)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理及剩磁現(xiàn)象，采取如下幾種方法判斷三相定子繞組的首尾端。

一、剩磁感應(yīng)法

1.判別方法

首先，我們使用萬(wàn)用表電阻擋，用一支表筆與電動(dòng)機(jī)的6根引出線中的任何一根相接觸，然后把另一支表筆輪流與其他5根引出線相接觸，電阻值最小或（通路）的2根線頭即是同一相繞組的2根引出線。同理，可找出其他兩相繞組的引出線頭，這樣就將三相定子繞組屬于同一相的3對(duì)引出線頭區(qū)別開(kāi)，然后對(duì)區(qū)別開(kāi)后的三相繞組的6個(gè)線頭分三組進(jìn)行假設(shè)編號(hào)，分別編為：U1、U2；V1、V2；W1、W2。接著，將編號(hào)為U1、V1、W1連接在一起，將編號(hào)為U2、V2、W2連接在一起（見(jiàn)圖1），然后，在繞組兩端接裝微安表，用手均勻地轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，觀察萬(wàn)用表指針的擺動(dòng)情況，若此時(shí)并接在繞組兩端的微安表指針不動(dòng)或擺動(dòng)甚微，則說(shuō)明假設(shè)的各相繞組的首尾端是正確的；若轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，微安表指針有較大偏轉(zhuǎn)，則說(shuō)明其中存在一相繞組的首尾端假設(shè)編號(hào)不對(duì)，應(yīng)逐相對(duì)調(diào)重測(cè)，觀察萬(wàn)用表指針的擺動(dòng)情況，若萬(wàn)用表指針仍大幅度擺動(dòng)，應(yīng)重復(fù)上述過(guò)程重測(cè)，直至微安表指針不動(dòng)或擺動(dòng)甚微為止，判別完成。

圖1

2.原理分析

由于電動(dòng)機(jī)定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯中通常均有少量的剩磁，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)發(fā)生變化，在三相定子繞組中將有微弱的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，并產(chǎn)生感應(yīng)電流。由于每相繞組的結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)，空間上彼此相差120°電角度，且阻抗相等，所以產(chǎn)生的感應(yīng)電流為：iu = Imsinωt

iv = Imsin（ωt-120°） iv = Imsin（ωt+120°）

若假設(shè)的編號(hào)是正確的，由于三相電流對(duì)稱(chēng)，則流過(guò)微安表中的電流矢量為零，即感應(yīng)電流的和為零，表的讀數(shù)為零，所以微安表中的指針不動(dòng)。若假設(shè)的編號(hào)不正確，則必有一相首尾端接反，使得三相電流不對(duì)稱(chēng)，流過(guò)微安表中的電流大于零，因此微安表指針偏轉(zhuǎn)。

二、電池法

1.判別方法

首先，如前所訴使用萬(wàn)用表將三相繞組分開(kāi)，然后，對(duì)區(qū)別開(kāi)后的三相繞組的6個(gè)線頭分三組進(jìn)行假設(shè)編號(hào)，分別編為：U1、U2；V1、V2；W1、W2。接著將U相繞組中串上電池和開(kāi)關(guān)，W相繞組兩端接微安表（見(jiàn)圖2），當(dāng)合上電源開(kāi)關(guān)的瞬間，若微安表指針擺向大于零的一邊，則接電源正極的線頭與微安表負(fù)極所接的線頭同為首端（或同為末端）。再將微安表接另一相繞組的兩線頭，用上述方法判別首末端即可。

2.原理分析

由于在開(kāi)關(guān)閉合瞬間，U相繞組發(fā)生了電流從無(wú)到有的變化，因而，在U相繞組中產(chǎn)生了變化的磁通，而其中的一部分磁通穿過(guò)W相繞組，使W相繞組中有變化的磁通穿過(guò)，因此，W相繞組產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)，并使閉合回路產(chǎn)生感應(yīng)電流，微安表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。

圖2

三、交流電源法

1.判別方法

首先，如前所述，使用萬(wàn)用表將三相繞組分開(kāi)，然后對(duì)區(qū)別開(kāi)后的三相繞組的6個(gè)線頭分三組進(jìn)行假設(shè)編號(hào)，分別編為U1、U2；V1、V2；W1、W2。接著將任意兩相中的兩個(gè)線頭（如V1和U2）連接起來(lái)，構(gòu)成兩相繞組串聯(lián)；在另外兩個(gè)線頭（V2和U1）上接交流電壓表，然后在第三相繞組上接36V交流電源，若電壓表指針有較明顯偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明線頭V1和U1（或V2和U2）同為首端或同為尾端，假設(shè)的編號(hào)正確。若電壓表無(wú)讀數(shù)，則說(shuō)明假設(shè)編號(hào)不正確，需將V1、V2（或U1、U2）中任意兩個(gè)線頭的編號(hào)對(duì)調(diào)一下即可，即實(shí)際上U1和V2（或U2和V1）同為首端或同為尾端。重復(fù)以上步驟，即可判定W1、W2兩個(gè)線頭的假設(shè)編號(hào)是否正確。

2.原理分析

此方法是將任意兩相繞組中兩個(gè)線頭連接起來(lái)，構(gòu)成兩相繞組的串聯(lián)。我們知道在兩相繞組順串（首尾相連）時(shí)，總磁場(chǎng)是增加的，等效電感較大。當(dāng)加上36V交流電壓時(shí)，在順串繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也較大，這就使電壓高時(shí)指針偏轉(zhuǎn)較明顯。當(dāng)兩相繞組反串（首首或尾尾）相連時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)的三相繞組結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)且阻抗相等，等效電感很小，幾乎為零，沒(méi)有感生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，電壓表中也就不會(huì)有讀數(shù)。在采用36V交流電和萬(wàn)用表判斷三相繞組的首尾端時(shí)，應(yīng)將三相繞組接成Y形。

以上三種判別方法都利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，雖實(shí)質(zhì)相同，仍有一定區(qū)別。交流電源法同時(shí)使用了三相繞組，一相接交流電源，另兩相串聯(lián)在一起，如果是首尾串接，產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象明顯，且具有持續(xù)性。電源法使用了兩相繞組，電磁感應(yīng)現(xiàn)象只是在電源接通或斷開(kāi)瞬間才出現(xiàn)，具有瞬時(shí)性。剩磁感應(yīng)法根據(jù)三相繞組結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性，將三相繞組并聯(lián)在一起，測(cè)量電路的總電流。在兩種并聯(lián)方式中，微安表表現(xiàn)出兩種不同現(xiàn)象，根據(jù)現(xiàn)象可進(jìn)行正確判斷。了解上述三種測(cè)量方法的特點(diǎn)，對(duì)于理解和正確使用三種測(cè)量方法大有益處。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉一平，許上明，濮紹文，金仁全編著.新編電動(dòng)機(jī)繞組修理[J].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2004.

[2]王冠瑋，尚艷華，劉萬(wàn)海編.電機(jī)的結(jié)構(gòu)與維修[J].北京：電子工業(yè)出版社，1991.

（作者單位：新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院）