三相異步電動機定子繞組 首尾端的判別方法及原理

黃河

摘 要：本文從實際應用出發，結合生產實習，介紹了三相異步電動機定子繞組6個線頭的區分，判別首尾端的幾種方法，從而解決生產實習中存在的具體問題。

關鍵詞：三相異步電動機 繞組 判別方法 原理

定子繞組作為三相異步電動機產生旋轉磁場、實現能量轉換的關鍵部件，電動機的主要組成部分，同時也是最容易在使用中受到損傷的部位。在生產實踐中，約80%的損壞電動機均需要對定子繞組進行維修。對于三相異步電動機定子繞組來說，在日常工作中，會經常遇到因各種原因造成電動機的6個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，才能進行電動機的Y形和△形連接。Y形接法的電動機應把3個尾端或3個首端連接在一起，其余3個線頭作為3個引出線與三相電源相連；△形接法的電動機3個繞組的首尾端依次相連，從3個連接點引出3根線與三相電源相連。對于Y形接法的電動機，如果首尾端接錯，輕則會引起電動機三相電流不平衡，定子繞組過熱，轉速降低，使得電動機輸出功率下降，帶載能力降低，重則燒毀電動機。對于△形接法的電動機，如果首尾端接錯，將直接燒毀電動機。因此，三相定子繞組的首尾端應正確連接，而分清首尾端，判別首尾端就顯得尤其重要。

在生產實踐及實訓教學中，我們根據電動機結構原理及剩磁現象，采取如下幾種方法判斷三相定子繞組的首尾端。

一、剩磁感應法

1.判別方法

首先，我們使用萬用表電阻擋，用一支表筆與電動機的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對引出線頭區別開，然后對區別開后的三相繞組的6個線頭分三組進行假設編號，分別編為：U1、U2；V1、V2；W1、W2。接著，將編號為U1、V1、W1連接在一起，將編號為U2、V2、W2連接在一起（見圖1），然后，在繞組兩端接裝微安表，用手均勻地轉動電動機轉子，觀察萬用表指針的擺動情況，若此時并接在繞組兩端的微安表指針不動或擺動甚微，則說明假設的各相繞組的首尾端是正確的；若轉子轉動時，微安表指針有較大偏轉，則說明其中存在一相繞組的首尾端假設編號不對，應逐相對調重測，觀察萬用表指針的擺動情況，若萬用表指針仍大幅度擺動，應重復上述過程重測，直至微安表指針不動或擺動甚微為止，判別完成。

圖1

2.原理分析

由于電動機定子鐵芯和轉子鐵芯中通常均有少量的剩磁，電動機轉子轉動時，磁場發生變化，在三相定子繞組中將有微弱的感應電動勢產生，并產生感應電流。由于每相繞組的結構對稱，空間上彼此相差120°電角度，且阻抗相等，所以產生的感應電流為：iu = Imsinωt

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

若假設的編號是正確的，由于三相電流對稱，則流過微安表中的電流矢量為零，即感應電流的和為零，表的讀數為零，所以微安表中的指針不動。若假設的編號不正確，則必有一相首尾端接反，使得三相電流不對稱，流過微安表中的電流大于零，因此微安表指針偏轉。

二、電池法

1.判別方法

首先，如前所訴使用萬用表將三相繞組分開，然后，對區別開后的三相繞組的6個線頭分三組進行假設編號，分別編為：U1、U2；V1、V2；W1、W2。接著將U相繞組中串上電池和開關，W相繞組兩端接微安表（見圖2），當合上電源開關的瞬間，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

由于在開關閉合瞬間，U相繞組發生了電流從無到有的變化，因而，在U相繞組中產生了變化的磁通，而其中的一部分磁通穿過W相繞組，使W相繞組中有變化的磁通穿過，因此，W相繞組產生感生電動勢，并使閉合回路產生感應電流，微安表的指針發生了偏轉。

圖2

三、交流電源法

1.判別方法

首先，如前所述，使用萬用表將三相繞組分開，然后對區別開后的三相繞組的6個線頭分三組進行假設編號，分別編為U1、U2；V1、V2；W1、W2。接著將任意兩相中的兩個線頭（如V1和U2）連接起來，構成兩相繞組串聯；在另外兩個線頭（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，說明線頭V1和U1（或V2和U2）同為首端或同為尾端，假設的編號正確。若電壓表無讀數，則說明假設編號不正確，需將V1、V2（或U1、U2）中任意兩個線頭的編號對調一下即可，即實際上U1和V2（或U2和V1）同為首端或同為尾端。重復以上步驟，即可判定W1、W2兩個線頭的假設編號是否正確。

2.原理分析

此方法是將任意兩相繞組中兩個線頭連接起來，構成兩相繞組的串聯。我們知道在兩相繞組順串（首尾相連）時，總磁場是增加的，等效電感較大。當加上36V交流電壓時，在順串繞組中產生的感應電動勢也較大，這就使電壓高時指針偏轉較明顯。當兩相繞組反串（首首或尾尾）相連時，由于電動機的三相繞組結構對稱且阻抗相等，等效電感很小，幾乎為零，沒有感生電動勢產生，電壓表中也就不會有讀數。在采用36V交流電和萬用表判斷三相繞組的首尾端時，應將三相繞組接成Y形。

以上三種判別方法都利用了電磁感應現象，雖實質相同，仍有一定區別。交流電源法同時使用了三相繞組，一相接交流電源，另兩相串聯在一起，如果是首尾串接，產生的電磁感應現象明顯，且具有持續性。電源法使用了兩相繞組，電磁感應現象只是在電源接通或斷開瞬間才出現，具有瞬時性。剩磁感應法根據三相繞組結構的對稱性，將三相繞組并聯在一起，測量電路的總電流。在兩種并聯方式中，微安表表現出兩種不同現象，根據現象可進行正確判斷。了解上述三種測量方法的特點，對于理解和正確使用三種測量方法大有益處。

參考文獻：

[1]劉一平，許上明，濮紹文，金仁全編著.新編電動機繞組修理[J].上海：上海科學技術出版社，2004.

[2]王冠瑋，尚艷華，劉萬海編.電機的結構與維修[J].北京：電子工業出版社，1991.

（作者單位：新鄉職業技術學院）