三相電機繞組重繞

蔣建國

（重慶合川發電有限公司，重慶 400000）

0 引言

一臺低壓380 V 電機，用搖表檢查繞組絕緣，發現其中有一相繞組對地絕緣電阻值為零，小于0.5 MΩ，用雙臂電橋測得三相繞組直流電阻值為Ru，Rv，Rw,用三相繞組的最大直流電阻值與最小直流電阻值之差與三相繞組直流電阻平均值之比來判斷三相繞組是否平衡，本例經計算不平衡值大于5%，判斷為繞組損壞，需要換新繞組。

在拆舊繞組以前，先根據銘牌數據和舊繞組記錄原始數據，本例因銘牌還在且原始繞組也在，故記下電機的定子鐵心外徑、定子鐵心內徑D1、定子鐵心槽高度h0、定子鐵心長度L、定子槽數Z、定子繞組伸出鐵心的長度b 以及舊繞組的節距y 等。

1 確定線圈組接法

將原繞組一相解開仔細分析，順著電源進線方向通過線圈走向確定該相的線圈組數，每線圈組的線圈個數，根據該相線圈組數與磁極數的比例關系判斷是顯極接法還是庶極接法。從電源端開始順電纜線仔細分析該相線圈組電流流向還能進一步判斷是顯極接法還是庶極接法。方法是某相線圈組數等于極數，該相線圈組接法為顯極接法，即為線圈首端—線圈首端相接、線圈尾端—線圈尾端相接，某相線圈組數等于極對數，該相線圈組接法為庶極接法，即為線圈首端—線圈尾端相接。其他相接法同理。

2 確定繞組路數

（1）有6 根引出線時。將原繞組一相解開仔細分析，通過線圈引出線上有幾股用絕緣套管分開的導線根數確定為電機繞組的并聯支路數。

（2）有3 根引出線時。將原繞組一相解開仔細分析，引出線上用絕緣套管分開的導線根數為1、3、5 等奇數時，則繞組為Y形接法，單根電纜線上有幾股用絕緣套管分開的導線數可確定為電機繞組的并聯支路數，并且繞組內部還將有一個3 倍于單根電纜線上分開股數導線的星形聯接點。

將原繞組一相解開仔細分析，引出線上用絕緣套管分開的導線股數為2、4、6 等偶數時，就要進一步在繞組內找是否有3倍于單根電纜線上股數的星形聯接點，如有則繞組為Y 形接法，單根電纜線上有幾股用絕緣套管分開的導線股數可確定為電機繞組的并聯支路數。如無則繞組為△形接法，單根電纜線上用絕緣套管分開的導線股數的1/2 可確定為電機繞組的并聯支路數。

3 確定繞組并繞根數及單雙層繞組

將原繞組一相解開仔細分析，確定線圈是單層繞組還是雙層繞組（每槽中有左右繞線方向的線圈即為雙層繞組，如無為單層繞組），還要仔細查找每槽線圈的并繞根數（嵌入同一槽中單根電纜線的根數為并繞根數）。

4 拆除舊繞組

拆除舊繞組時可先用低壓電源或者交、直流弧焊機通電短路加熱法將繞組軟化然后趁熱拆除繞組，注意最大電流不能超過3 倍額定電流，溫度應控制在200 ℃以下。認真拆下一相繞組并且確定繞組的匝數、線徑、繞組尺寸（取線圈最里面一匝的全長作為依據）及線圈組的接法（顯極接法或者庶極接法）并做好書面記錄。

5 分析電機繞組重繞

以4 極36 槽單層同心式繞組庶極接法三相電機為例，分析線圈的換新方法。

極對數P=極數/2=4/2=2，極距τ=槽數/極數=36/4=9。某相線圈組數u=2（由于是庶極接法，極對數P=某相線圈組數u=2，如果是顯極接法，極對數P=某相線圈組數u=4），線圈組數=3（相數）×u=6，極相槽q=槽數/線圈組數=36/3u=6，每槽電角度a=極對數×360°/槽數=2×360°/36=20°，節距y1=11，y2=9，y3=7。支路數a=1，并繞根數=1。

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該電機繞組是單層繞組，隨便選定一槽定為第1 槽，由每槽為20°電角度及三相繞組在空間上互差120°電角度結合本線圈可以知道，U 相線圈的第一個線圈組1u（U 相線圈中的其中一個線圈組）首端為第1 槽，即U1 端。因為要求該電機繞組庶極接法，故每相的兩線圈組是首—尾相接。U 相線圈中與U1 端電流方向相同的第二個線圈組2u（U 相線圈中的另一個線圈組）起始端為第19 槽（位于第二個360°電角度起始槽，因為該電機繞組庶極接法）。其他兩相（V 相線圈、W 相線圈）同理分布。結合三相繞組出線布置圖（圖1）可以知道第4 槽距第一槽60°電角度為W2 端，第7 槽距第一槽120°電角度為V1 端。由于電機線圈槽位按圓形首尾相連排列，第28 槽距第一槽180°（第一槽到第28 槽相距共9 槽為180°電角度。圖1 和三相4 極36 槽電勢星形圖（圖2）電角度為U2 端。第13 槽距第一槽240°電角度為W1 端。由于電機線圈槽位按圓形首尾相連排列，第34 槽距第一槽60°電角度為V2 端。據此可以做出槽電勢星形圖，進而畫出三相繞組平面展開圖（圖3）。

圖1 三相繞組出線布置

圖2 三相4 極36 槽電勢星形圖

圖3 三相繞組展開圖

對于雙層繞組，則需要按每槽以一實線和一虛線做出與電機槽數相等的虛擬槽，并依次標上各槽槽號。然后標出極距τ，接著按每相帶所占槽數劃分出U、V、W 相帶，并標出相帶號（用字母U、-W、V、-U、W、-V 表示，按三相繞組出線圖布置）。

6 線模的制作

線模尺寸可按舊線圈的實樣制作，可取線圈最里面一匝的全長作為依據。菱形線模尺寸按以下公式計算。A=[yπ（D1+h0）]/Z，B=L+2b，C=A/（0.8×2），D=0.574C。繞組模的厚度一般取10～20 mm。

圖4 菱形線模尺寸

7 絕緣的裁剪

三相電機繞組散繞線圈的槽絕緣、相間絕緣和層間絕緣，一般在A 級絕緣時使用絕緣紙和黃臘布，E 級絕緣時多采用6520聚酯薄膜青殼紙復合箔，根據電機功率和電壓高低選擇不同的厚度。B 級絕緣時多采用6630 聚酯纖維無紡布聚酯薄膜復合箔，根據電機功率和電壓高低選擇不同的厚度。

8 嵌線步驟

（1）先把U 相線圈的1U（U 相線圈中的其中一個線圈組）線圈組中最小線圈的一邊嵌入第3 號槽，另一邊嵌入第10 號槽，中大線圈的一邊嵌入第2 號槽，另一邊嵌入第11 號槽，將最大線圈的一邊（帶有引出線的一邊，即U1）嵌入第1 號槽，另一邊嵌入第12 號槽。

（2）空6 槽不嵌（第13 號槽、第14 號槽、第15 號槽、第16號槽、第17 號槽、第18 號槽），把U 相線圈的2U（U 相線圈中的另一個線圈組）線圈組中最小線圈的一邊嵌入第21 號槽，另一邊嵌入第28 號槽。中大線圈的一邊嵌入第20 號槽，另一邊嵌入第29 號槽。將最大線圈的一邊嵌入第19 號槽，另一邊嵌入第30 號槽。

（3）把V 相線圈的1V（V 相線圈中的其中一個線圈組）線圈組中最小線圈的一邊嵌入第9 號槽，另一邊嵌入第16 號槽，中大線圈的一邊嵌入第8 號槽，另一邊嵌入第17 號槽，將最大線圈的一邊（帶有引出線的一邊，即V1）嵌入第7 號槽，另一邊嵌入第18 號槽。

（4）同樣間隔6 槽，然后把V 相線圈的2V（V 相線圈中的另一個線圈組）線圈組中最小線圈的一邊嵌入第27 號槽，另一邊嵌入第34 號槽。中大線圈的一邊嵌入第26 號槽，另一邊嵌入第35 號槽。將最大線圈的一邊嵌入第25 號槽，另一邊嵌入第36號槽。

（5）把W 相線圈的1W（W 相線圈中的其中一個線圈組）線圈組中最小線圈的一邊嵌入第15 號槽，另一邊嵌入第22 號槽。中大線圈的一邊嵌入第14 號槽，另一邊嵌入第23 號槽。將最大線圈的一邊（帶有引出線的一邊，即W1）嵌入第13 號槽，另一邊嵌入第24 號槽。

（6）同樣間隔6 槽，把W 相線圈的2W（W 相線圈中的另一個線圈組）線圈組中最小線圈的一邊嵌入第33 號槽，另一邊嵌入第4 號槽。中大線圈的一邊嵌入第32 號槽，另一邊嵌入第5號槽。將最大線圈的一邊嵌入第33 號槽，另一邊嵌入第6 號槽。

9 繞組的聯接

選定合理出線位置，接線時按a、b、c 三相繞組的順序逐相進行，各相繞組的接法則按電機繞組分析時確定的庶極接法首—尾相接。聯接時在需要接線的兩線端上套入玻璃絲管，套管長度應伸入線圈鼻端20 mm 左右為宜。

10 繞組的檢驗

（1）用雙臂電橋測量三相繞組的直流電阻值，并計算是否平衡。

（2）逐相對繞組依次通以低壓直流電并將指南針貼近鐵心內圓，然后沿圓周移動一周后看測得的電機繞組極數和極性是否正確。

（3）用短路偵察器檢查是否有短路。

（4）對繞組測量絕緣電阻值并且進行相間絕緣和對地絕緣耐壓試驗。

11 浸漬處理提高絕緣強度

將繞組按絕緣標準耐熱溫度加5 ℃預烘4 h 后待其冷卻到50～70 ℃浸入絕緣漆中，待漆槽中氣泡停止冒出10～20 min后再將電機吊起瀝干（一般為30 min 以上）進行第一次烘烤，要求以60～80 ℃烘烤3～4 h，接著以絕緣標準耐熱溫度加10 ℃繼續烘烤16～20 h。當絕緣電阻達到60 MΩ 以上后再次將電機浸入絕緣漆中，待漆槽中氣泡停止冒出時將電機吊起瀝干后進行第二次烘烤。與第一次烘烤程序、溫度、時間一樣，當絕緣電阻達到10 MΩ 以上時電機繞組修復完成。