異步電機繞組首尾端判別之要點

【摘 要】作者從三相異步電機定子繞組首尾端的判別與單相變壓器繞組的判別方法的比較中指出：在直流判別法中兩者的相同之處，以及得出相反結論，再從原理分析中找出其原因所在，使學生在學習中對這一問題能加深印象，明晰道理，較好的掌握這種方法的使用和原理。

【關鍵詞】電機；變壓器；繞組；直流法；判別

三相異步電機定子繞組的首尾端判別是《電機與變壓器》課的重點內容之一，也是學生參加中級電工證考試的必考項目之一，這個內容是否能正確掌握，關系到學生能否勝任日后的工作，在實際工作中一旦判斷錯誤，將會導致設備不能正常工作，甚至損壞設備。因此對于這部分內容的學習尤為重要，而在教學中發現學生們在學習三相異步電機首尾端的判別時由于概念模糊，常常與單相變壓器同名端的判別相混淆，因此有必要對這一問題加以區分。

電機繞組首尾端和變壓器繞組同名端判別方法有很多種，最常用的方法是直流法，因其操作起來比較簡單方便，而且是中級電工證考試中經常需要考察的，同時也是生產實際中最常用的方法，故本文采用直流法判別。

一、變壓器繞組極性的判別

因為繞組極性是由繞制方法決定的，所以可以用直觀法判別它們的極性。然而已經制成的變壓器由于經過浸漆或其他工藝處理從外觀上無法判別，只能借助儀表來測定同名端。

判別單相變壓器的極性時，為安全起見，一般多采用1.5V的干電池或2～6V的蓄電池和直流電流表或直流電壓表（實驗室中常用萬用表的直流電流擋或直流電壓擋），在變壓器高壓繞組接通直流電源的瞬間，根據低壓繞組電流或電壓的正負方向來確定變壓器各出線端的極性。

具體步驟如下：1）設定線端 假定高壓繞組1U1、1U2端與低壓繞組2U1、2U2端，并做好標記。如圖1所示。

2）連接線路 將電池的“—”極接至高壓繞組1U2，而“+”極通過刀開關SA，接到接到高壓繞組1U1，在低壓繞組間接入一個直流毫伏表（或直流毫安表），表的“+”端子與變壓器低壓2U1相接，表的“—”端子與低壓繞組2U2相接。

3）合上刀開關瞬間，若直流毫伏表（或直流毫安表）的指針向零刻度的正方向（右方）正擺，則被測變壓器1U1與2U1，1U2與2U2是同名端；若指針向相反方向（左方）反擺，則被測變壓器1U1與2U2，2U1與1U2是同名端。

二、異步電動機電子繞組首尾端的判別

先用萬用表電阻擋或搖表分別找出三相定子繞組的各相兩個線頭，并進行假設編號，按圖2所示的方法連線。

1.觀察萬用表（毫安表）指針擺動的方向 刀閘開關合上瞬間，若指針正向偏轉，則說明接電池正極的線頭與萬用表負極所接的線頭同為首端或尾端；如指針反向擺動，則電池正極所接的線頭與萬用表正極所接的線頭同為首端或尾端。

2.再將電池和開關接另一相兩個線頭進行測試，就可正確判斷。

3.判別之后，可以用發電法進行驗證：將已判斷出各相的首端相連，即將U1、V1、W1連在一起，再將各相的尾端連在一起，即U2、V2、W2連在一起，然后在兩連接點之間接一萬用表（毫安檔），用手轉動轉子，如萬用表（毫安擋）指針若不動則說明判斷正確，若指針有偏轉，則說明之前的判斷有誤，需重新檢測，直至正確為止。

從以上敘述中可以看到：兩種判別方法從使用的工具、儀器到方式都是相同的，但由于電動機的三相繞組的空間結構決定了出線端子的排布并不是首端排在一起，尾端排在一起（見圖3），使得結論恰好相反，這就給學生在學習中造成了一定的誤解，往往在學習三相異步電動機繞組首尾端判別時，直接照搬變壓器繞組的同名端的判別方法，一不注意就會判斷錯誤。因此有必要從理論上加以分析，明確兩者為什么會是相反的結論。

1.它們的測量依據都是利用楞次定律，楞次定律是指感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化，即當穿過閉合回路的磁通量增加時，感應電流的磁場方向總是與原磁場方向相反。當穿過閉合回路的磁通量減小時，感應電流磁場方向總是與原磁場方向相同。

2.同樣的指針擺向對應于截然相反的結論，原因在于：

（1）當測量電動機首尾端的時候，如圖5中U1、U2接上電池，即將U2接電池負極（假設它為U2），將U1瞬間接電池正極，這時將有電流I從U1相繞組流入，從U2流回電源。繞組線圈中的電流產生一個方向向上的磁場（實線箭頭），在U相剛接通時，磁場從無到有地增加。

根據楞次定律，它在V、W兩相繞組中感應的電動勢必須反對這個變化的方向，即-V、W相線圈中電流將產生一個朝下的磁場（虛線線頭）來反對U相線圈磁場的增長。根據右手螺旋定則，V、W相感應電動勢（電流）方式從V1、W1流進線圈，從V2、W2流出線圈。用萬用表毫安檔檢測，若V2、W2接在表頭的正極，V1或W1接在表頭的負極時，表針應向正擺動，反之，表針向反向擺動。

（2）測量變壓器同名端時，在交變磁通作用下，初、次級繞組中穿過的磁力線方向相同。

如圖1所示，1U1和2U1是同名端。當把開關S合上去的瞬間，有電流從1UI端流入，1U2端流出（此繞組作為負載，此時1UI端電勢比1U2端高），在鐵心內部產生的磁通是從上至下，此磁通也將在第二個繞組上瞬間產生感生電流，感生電流產生的磁場要阻礙原磁通量的變化。在本例中，感生電流產生的磁場由于其磁通方向應該是從下至上的，如此感生電流的方向是從2U2端流入，從2U1端流出（此繞組作為電源，此時2U1端電勢比2U2端高），在2U1、2U2端接毫安表，如果毫安表的極性為上正下負，則毫安表將正偏。而電動機在同樣的條件下，待判的兩相繞組中穿過的磁力線方向是相反的（磁力線的閉合特性）。因此出現了同樣的指針擺向對應于完全相反的結論。

通過上述分析，既有助于清楚兩者判斷上的區別，也有助于加深對楞次定律的理解。

筆者在講授這一章節內容時，通過分析比較，找出它們的相同之處和不同之點，再利用楞次定律加以分析研究，使學生對兩者在判別上的不同之處有了更加深刻的認識和理解，指導學生在實訓中掌握要領，正確操作，達到學以致用的目的。

參考文獻：

[1]全國中等職業技術學校電工累專業通用教材《電機與變壓器》，中國勞動社會保障出版社

[2]教育部規劃教材《電工基本操作技能訓練》

作者簡介：

解冰，女生于1962年7月30日，1984年畢業于撫順礦務局工學院煤礦電氣自動化專業，本科學歷。職務：教室，職稱：高級講師，主要教學領域和研究方向：電機與變壓器、電子技術基礎、電力電子與變流技術。

（作者單位：撫順市技師學院）