三相异步电动机定子绕组 首尾端的判别方法及原理

黄河

摘 要：本文从实际应用出发，结合生产实习，介绍了三相异步电动机定子绕组6个线头的区分，判别首尾端的几种方法，从而解决生产实习中存在的具体问题。

关键词：三相异步电动机 绕组 判别方法 原理

定子绕组作为三相异步电动机产生旋转磁场、实现能量转换的关键部件，电动机的主要组成部分，同时也是最容易在使用中受到损伤的部位。在生产实践中，约80%的损坏电动机均需要对定子绕组进行维修。对于三相异步电动机定子绕组来说，在日常工作中，会经常遇到因各种原因造成电动机的6个引出线头分不清首尾端的情况，必须先分清三相绕组的首尾端，才能进行电动机的Y形和△形连接。Y形接法的电动机应把3个尾端或3个首端连接在一起，其余3个线头作为3个引出线与三相电源相连；△形接法的电动机3个绕组的首尾端依次相连，从3个连接点引出3根线与三相电源相连。对于Y形接法的电动机，如果首尾端接错，轻则会引起电动机三相电流不平衡，定子绕组过热，转速降低，使得电动机输出功率下降，带载能力降低，重则烧毁电动机。对于△形接法的电动机，如果首尾端接错，将直接烧毁电动机。因此，三相定子绕组的首尾端应正确连接，而分清首尾端，判别首尾端就显得尤其重要。

在生产实践及实训教学中，我们根据电动机结构原理及剩磁现象，采取如下几种方法判断三相定子绕组的首尾端。

一、剩磁感应法

1.判别方法

首先，我们使用万用表电阻挡，用一支表笔与电动机的6根引出线中的任何一根相接触，然后把另一支表笔轮流与其他5根引出线相接触，电阻值最小或（通路）的2根线头即是同一相绕组的2根引出线。同理，可找出其他两相绕组的引出线头，这样就将三相定子绕组属于同一相的3对引出线头区别开，然后对区别开后的三相绕组的6个线头分三组进行假设编号，分别编为：U1、U2；V1、V2；W1、W2。接着，将编号为U1、V1、W1连接在一起，将编号为U2、V2、W2连接在一起（见图1），然后，在绕组两端接装微安表，用手均匀地转动电动机转子，观察万用表指针的摆动情况，若此时并接在绕组两端的微安表指针不动或摆动甚微，则说明假设的各相绕组的首尾端是正确的；若转子转动时，微安表指针有较大偏转，则说明其中存在一相绕组的首尾端假设编号不对，应逐相对调重测，观察万用表指针的摆动情况，若万用表指针仍大幅度摆动，应重复上述过程重测，直至微安表指针不动或摆动甚微为止，判别完成。

图1

2.原理分析

由于电动机定子铁芯和转子铁芯中通常均有少量的剩磁，电动机转子转动时，磁场发生变化，在三相定子绕组中将有微弱的感应电动势产生，并产生感应电流。由于每相绕组的结构对称，空间上彼此相差120°电角度，且阻抗相等，所以产生的感应电流为：iu = Imsinωt

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

若假设的编号是正确的，由于三相电流对称，则流过微安表中的电流矢量为零，即感应电流的和为零，表的读数为零，所以微安表中的指针不动。若假设的编号不正确，则必有一相首尾端接反，使得三相电流不对称，流过微安表中的电流大于零，因此微安表指针偏转。

二、电池法

1.判别方法

首先，如前所诉使用万用表将三相绕组分开，然后，对区别开后的三相绕组的6个线头分三组进行假设编号，分别编为：U1、U2；V1、V2；W1、W2。接着将U相绕组中串上电池和开关，W相绕组两端接微安表（见图2），当合上电源开关的瞬间，若微安表指针摆向大于零的一边，则接电源正极的线头与微安表负极所接的线头同为首端（或同为末端）。再将微安表接另一相绕组的两线头，用上述方法判别首末端即可。

2.原理分析

由于在开关闭合瞬间，U相绕组发生了电流从无到有的变化，因而，在U相绕组中产生了变化的磁通，而其中的一部分磁通穿过W相绕组，使W相绕组中有变化的磁通穿过，因此，W相绕组产生感生电动势，并使闭合回路产生感应电流，微安表的指针发生了偏转。

图2

三、交流电源法

1.判别方法

首先，如前所述，使用万用表将三相绕组分开，然后对区别开后的三相绕组的6个线头分三组进行假设编号，分别编为U1、U2；V1、V2；W1、W2。接着将任意两相中的两个线头（如V1和U2）连接起来，构成两相绕组串联；在另外两个线头（V2和U1）上接交流电压表，然后在第三相绕组上接36V交流电源，若电压表指针有较明显偏转，说明线头V1和U1（或V2和U2）同为首端或同为尾端，假设的编号正确。若电压表无读数，则说明假设编号不正确，需将V1、V2（或U1、U2）中任意两个线头的编号对调一下即可，即实际上U1和V2（或U2和V1）同为首端或同为尾端。重复以上步骤，即可判定W1、W2两个线头的假设编号是否正确。

2.原理分析

此方法是将任意两相绕组中两个线头连接起来，构成两相绕组的串联。我们知道在两相绕组顺串（首尾相连）时，总磁场是增加的，等效电感较大。当加上36V交流电压时，在顺串绕组中产生的感应电动势也较大，这就使电压高时指针偏转较明显。当两相绕组反串（首首或尾尾）相连时，由于电动机的三相绕组结构对称且阻抗相等，等效电感很小，几乎为零，没有感生电动势产生，电压表中也就不会有读数。在采用36V交流电和万用表判断三相绕组的首尾端时，应将三相绕组接成Y形。

以上三种判别方法都利用了电磁感应现象，虽实质相同，仍有一定区别。交流电源法同时使用了三相绕组，一相接交流电源，另两相串联在一起，如果是首尾串接，产生的电磁感应现象明显，且具有持续性。电源法使用了两相绕组，电磁感应现象只是在电源接通或断开瞬间才出现，具有瞬时性。剩磁感应法根据三相绕组结构的对称性，将三相绕组并联在一起，测量电路的总电流。在两种并联方式中，微安表表现出两种不同现象，根据现象可进行正确判断。了解上述三种测量方法的特点，对于理解和正确使用三种测量方法大有益处。

参考文献：

[1]刘一平，许上明，濮绍文，金仁全编著.新编电动机绕组修理[J].上海：上海科学技术出版社，2004.

[2]王冠玮，尚艳华，刘万海编.电机的结构与维修[J].北京：电子工业出版社，1991.

（作者单位：新乡职业技术学院）