判斷三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組連接正確性的探討

1、判斷三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組連接正確性的討論摘要本文介紹了三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組連接正確性的試驗(yàn)驗(yàn)證方法。關(guān)鍵詞繞組，正確性，連接，極性abastrat：thisartiledesribesseveraltestingethdstveritythennetingrretnessfthreephaseasynhrnustrsstatr-indings.keyrds:inding,rretness,nnetin,plarity1概述三相異步電動(dòng)機(jī)比較常見(jiàn)的是單繞組電動(dòng)機(jī)和雙繞組電動(dòng)機(jī)兩種形式，三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組按照一定的規(guī)律分布在定子鐵芯上，每一相有頭有尾，三相繞組按一定的規(guī)律首尾連接，形成y

2、或接線。假設(shè)把他們的頭尾連接不正確，當(dāng)接入三相交流電時(shí)，不僅會(huì)因?yàn)椴荒墚a(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而導(dǎo)致不能正常運(yùn)行，而且會(huì)導(dǎo)致繞組發(fā)熱，甚至燒毀電機(jī)。因此對(duì)新投運(yùn)的電機(jī)或繞組重新繞制后的電機(jī)，必須進(jìn)展定子的極性檢查，以確保其連接的正確性。國(guó)標(biāo)gb50150-2022?電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)?第6.0.11條規(guī)定“檢查定子繞組的極性及其連接應(yīng)正確。中性點(diǎn)未引出者可不檢查極性。中性點(diǎn)引出的如何檢查呢？中性點(diǎn)未引出者不能檢查嗎？查閱相關(guān)的電氣試驗(yàn)書(shū)籍，一些書(shū)上只介紹了中性點(diǎn)引出的定子繞組的極性及其連接正確性的測(cè)試驗(yàn)證方法，而且大都是錯(cuò)誤的。對(duì)于中性點(diǎn)未引出的繞組，那么沒(méi)有書(shū)籍介紹其測(cè)試驗(yàn)證方法。本文

3、結(jié)合實(shí)際工作的理論，就三相異步電動(dòng)機(jī)繞組連接正確性的判斷方法，進(jìn)展了嘗試性的討論。三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理在三相異步電動(dòng)機(jī)的定子鐵芯上，纏繞著對(duì)稱的三相繞組ax、by、z。當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)三相對(duì)稱定子繞組中通入三相交流電，就會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路，載流的轉(zhuǎn)子繞組在定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，并且電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向一樣。2.1單繞組電動(dòng)機(jī)定子繞組極性及其連接正確性的判別方法2.1.1首尾兩端全部引出的定子繞組假設(shè)電動(dòng)機(jī)三相繞組的首尾兩端全部引出，試驗(yàn)前首先要記錄下繞組的連接

4、情況，一般繞組的首端都標(biāo)有記號(hào)u1、v1、1,尾端標(biāo)有u2、v2、2，然后將繞組拆開(kāi)，用萬(wàn)用表的歐姆檔驗(yàn)證一下u1u2、v1v2、12是否是同一個(gè)繞組的首尾兩端，檢查果無(wú)誤后，把一塊毫伏表或毫安表的正極性端與繞組v1v2的v1端連接，負(fù)極性端與繞組的v2端連接。再把繞組u1u2的u2端與一塊甲電池的負(fù)極端連接好，把甲電池的正極端與繞組的u1端瞬時(shí)短接，假設(shè)毫伏表的指針?lè)雌敲凑f(shuō)明u1和v2是同名端，繞組u1u2和v1v2的首尾端的標(biāo)注是正確的許多書(shū)籍上說(shuō)，假設(shè)毫伏表正偏，那么說(shuō)明u1和v2是同名端-這是錯(cuò)誤的。同樣，再把毫伏表的正極性端與繞組12的1端連接，負(fù)極性端與繞組12的2端連接，把甲

5、電池的正極端與繞組的u1端瞬時(shí)短接，假設(shè)毫伏表的指針?lè)雌敲凑f(shuō)明u1和1是同名端，繞組u1u2、v1v2和12的首尾端的標(biāo)注是正確的。這里需要注意的是：電動(dòng)機(jī)的三相繞組是在空間上相差120布置在定子鐵芯上的，因此才會(huì)有測(cè)出u1和v2是同名端，u1和2是同名端的結(jié)果，但是v2和2并不是同名端，這一點(diǎn)要注意。三相繞組的首尾兩端確定以后，就可以由此判斷出電動(dòng)機(jī)三相繞組連接的正確與否。2.1.2中心點(diǎn)未引出的y連接的定子繞組對(duì)于中心點(diǎn)未引出的y連接的電動(dòng)機(jī)，由于只有首端引出，因此上面介紹的方法無(wú)法使用，但可以用如下的方法進(jìn)展測(cè)量：在ab兩相之間施加一個(gè)交流電壓，記下uab的數(shù)值，用萬(wàn)用表測(cè)量a之間和

6、b之間的電壓，記下ua和ub的值；然后在b兩相之間施加一樣的交流電壓，用萬(wàn)用表測(cè)量a之間和ab之間的電壓，記下ua和uab的值；再在a兩相之間施加一樣的交流電壓，用萬(wàn)用表測(cè)量b之間和ab之間的電壓，記下ub和uab的值。假設(shè)ua和ub，ua和uba，ub和uab任意一組中的兩個(gè)電壓值相差不大，那么說(shuō)明電動(dòng)機(jī)的接線是正確的；假設(shè)其中一組，例如ua和uba的數(shù)值相差不大，而另外兩組，ua和ub，ub和uab中的數(shù)值差異較大，那么說(shuō)明a相繞組接反了。其原理分析如下：假設(shè)ab兩相的繞組都沒(méi)有接反，當(dāng)在ab兩端施加一個(gè)交流電壓時(shí)，其產(chǎn)生的磁場(chǎng)分布如圖1所示，其合成磁場(chǎng)的方向與相繞組的方向重合，在相繞組中

7、不產(chǎn)生電勢(shì)，因此ua=ua,ub=ub,而電壓uab根本上是在a、b兩相繞組間平均分配的，因此測(cè)得的電壓ua和ub根本相等。但是，當(dāng)有一相，如b相接反了時(shí)，在ab之間加上一個(gè)電壓以后，其產(chǎn)生的磁場(chǎng)就發(fā)生了變化，如圖2所示，ab兩相合成磁場(chǎng)與相繞組的方向垂直，將在相中產(chǎn)生一個(gè)的電勢(shì)e，e=u。此時(shí)，|ua|uau|uabu|uabe|，|ub|ubu|uabu|uabe|，由于電勢(shì)e的方向與ua的方向一致，所以|ua|ub|。下面是一臺(tái)380vy連接三相異步電機(jī)定子繞組的驗(yàn)證測(cè)試數(shù)據(jù)：由以上兩個(gè)表格可以看出，當(dāng)三相繞組連接正確時(shí)，在任意兩相之間施加一個(gè)電壓表中帶下劃線的數(shù)字為外部施加電壓的值，分

8、別測(cè)量第三相和這兩相中每一相之間的電壓，你會(huì)發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)電壓根本是相等的；而假設(shè)其中一相接反，你會(huì)發(fā)現(xiàn)：假設(shè)接反相是施加電壓中的一相時(shí)，分別測(cè)量第三相和這兩相中每一相之間的電壓，這兩個(gè)電壓的壓差增大，約為施加電壓的5%10%，而且有接反繞組的兩相的相間電壓減校2.1.3中性點(diǎn)引出的y連接定子繞組這種電機(jī)的繞組有四個(gè)引出端，可以采用上述兩種方法中的任意一種，來(lái)驗(yàn)證其繞組連接的正確性。2.1.4只有首端引出的連接的定子繞組對(duì)于連接的電動(dòng)機(jī)，當(dāng)外部端子確定以后，其內(nèi)部的連接如圖3所示，其測(cè)量原理如下：假設(shè)三相繞組連接正確，當(dāng)在其中的兩相之間，例如ab之間施加一個(gè)電壓時(shí)，其產(chǎn)生電場(chǎng)的分布情況見(jiàn)圖4，從圖

9、中可以看出b，的大小是一樣的，因此測(cè)量出的電壓ua=u和ub=ub也根本是相等的。但是當(dāng)其中的一相，如b相接反了時(shí)，情況就發(fā)生了變化，不考慮a相繞組磁場(chǎng)對(duì)b、兩相繞組影響時(shí)的磁場(chǎng)分布如圖5所示，由于b相繞組和相繞組中流過(guò)的是同一個(gè)電流，所以1，b1的大小是一樣的，但從圖中明顯可以看出a對(duì)b相繞組起去磁作用，而對(duì)相繞組起助磁作用，從而使最終的b相磁通b小于相的磁通，進(jìn)而導(dǎo)致ubu，即ubua。下面是一臺(tái)6個(gè)端子全部引出的380v連接三相異步電機(jī)定子繞組的驗(yàn)證測(cè)試數(shù)據(jù)：由以上兩個(gè)表格可以看出，當(dāng)三相繞組連接正確時(shí)，在任意兩端子之間施加一個(gè)電壓表中帶下劃線的數(shù)字為外部施加電壓的數(shù)值，分別測(cè)量第三個(gè)端

10、子和這兩個(gè)端子之中每一個(gè)端子之間的電壓，你會(huì)發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)電壓根本是相等的；而假設(shè)其中一相接反，你會(huì)發(fā)現(xiàn)：假設(shè)接反相的繞組是與另一個(gè)繞組串聯(lián)共同來(lái)承受外部施加電壓時(shí)，分別測(cè)量第三個(gè)端子和這兩個(gè)外施電壓端子中每一個(gè)之間的電壓，這兩個(gè)電壓的壓差明顯增大，約為外施電壓的5%10%，而且與接反繞組兩端直接連接的兩個(gè)端子的測(cè)量電壓減校從以上我們也可以看出測(cè)量連接繞組與y連接繞組的不同：當(dāng)在兩個(gè)端子之間施加電壓時(shí)，y連接只有兩個(gè)繞組中流過(guò)電流，繞組無(wú)論接反與否，電壓都將在二者之間平均分配，只是當(dāng)有一個(gè)繞組接反時(shí)，第三個(gè)繞組中將感應(yīng)出電勢(shì)，從而影響測(cè)量結(jié)果；而當(dāng)在連接繞組的兩個(gè)端子之間施加電壓時(shí)，三個(gè)繞組中都將

11、流過(guò)電流，三個(gè)繞組之間將互相影響，但是，只有當(dāng)接反的繞組和另外一個(gè)繞組串聯(lián)跨接在外加電源的兩個(gè)端子之間時(shí)，才會(huì)影響到這兩個(gè)繞組之間的電壓分布，使兩個(gè)繞組間的電壓分布不均勻性增大。雙繞組電動(dòng)機(jī)定子繞組連接極性及其正確性的判別方法3.1首尾兩端全部引出的定子繞組對(duì)于首尾兩端全部引出的雙繞組電動(dòng)機(jī)，可以采用上面介紹過(guò)的任何一種方法來(lái)測(cè)量每一組繞組首尾兩端標(biāo)注的正確性，由于兩組繞組之間在工作中可能作如圖6所示的y和雙等方式的連接，此時(shí)必須測(cè)量出同一相兩個(gè)繞組之間的極性關(guān)系，以便做出正確的連接。方法是采用上面介紹過(guò)的甲電池和毫伏表毫安表法，但是需要注意的是，測(cè)量的結(jié)果應(yīng)當(dāng)是同相兩個(gè)繞組的首端是同名端，這

12、一點(diǎn)與異相之間的測(cè)量結(jié)果不同。3.2一組繞組首尾兩端全部引出而另一組繞組內(nèi)部做y連接只引出首端的定子繞組對(duì)于這兩組繞組，可用上面介紹過(guò)的方法分別測(cè)量出y繞組連接的正確性和首尾兩端全部引出的繞組的首尾兩端標(biāo)注的正確性。由于工作時(shí)，兩組繞組之間可能有不同的連接方式，如雙連接、雙y連接和y連接等，因此有必要確定出屬于同一相的兩個(gè)繞組和兩個(gè)繞組的首端。但是由于這種雙繞組電機(jī)內(nèi)部繞組排列的復(fù)雜性，盡管我嘗試過(guò)許多方法，仍然沒(méi)有找到一種滿意的測(cè)試方法。4試驗(yàn)中應(yīng)注意的事項(xiàng)在實(shí)際的測(cè)試工程中，對(duì)于6kv和10kv的高壓電機(jī)，可以直接加220v或380v的電壓進(jìn)展測(cè)試。對(duì)于低壓電機(jī)，應(yīng)使用調(diào)壓器，逐漸調(diào)高電壓，在此過(guò)程中，應(yīng)注意聽(tīng)轉(zhuǎn)子發(fā)出的嗡嗡聲，聲音較大時(shí)，應(yīng)停頓升壓，而且加壓時(shí)間不易