三相异步电动机绕组展开图绘制教学中的问题与思考

周　详（凉山州职业技术学校,四川　西昌　615022）

三相异步电动机绕组展开图绘制教学中的问题与思考

周详
（凉山州职业技术学校,四川西昌615022）

摘要：绕组展开图绘制教学中不易理解和容易造成困惑的三个问题，列举出了三个问题以及其表现形式，分析了出现各种情况背后的原因，澄清了疑问，帮助学生加深对绕组展开图的认识，加强了对展开图绘制技能的掌握。

关键词：绕组展开图;相带电流方向;绕组首尾端确定

1　绕组展开图绘制过程中的问题

三相异步电动机绕组展开图的绘制能让学生充分认识三相异步电动机定子绕组的内部结构，清楚不同绕组形式各相绕组线圈（组）与线圈（组）之间的连接方式，三相绕组首尾端的确定方式、空间布置，对正确理解三相异步电动机的工作原理，完成对定子绕组的维修以及重绕定子绕组起着至关重要的作用，是中职学生《电机与变压器》课程要求掌握的基本技能之一。

在绕组展开图绘制之前，学生已经学习并掌握了三相异步电动机定子绕组的构成原则，其内容是：（1）要求三相异步电动机绕组必须是对称分布的，各相绕组的导体数、并联支路数、导体规格必须相同。（2）每相绕组在定子内圆的空间位置上均匀分布，三相绕组在空间位置上分别相差120°电角度。（3）每相绕组在定子内圆上的分布规律相同。

下面举例说明在绕组展开图绘制过程中学生不易理解和容易造成困惑的三个问题。一是对绕组有效边分相的认识，二是各相带电流方向的确定，三是绕组首尾端的确定。

计算的相关参数如下：

标绘槽号如图1所示：

图1　有效边分相方法一

2　三相异步电动机展开图绘制的方法

对于有效边的分相，不同教材分相的方法不同，常见的有两种分相法，这两种分相方法分相的结果是相带的排列顺序不同，最终带来展开图的不同，如果教学中教师不说明两种分相法的异同，学生在接触本教材以外的绕组展开图时会带来困惑，甚至质疑该展开图的正确性。首先说明本教材所采用的分相方法，对于3相4极24槽的电动机先把已绘好的电动机槽号，按磁极四等分，并标出极距的位置，在划定好的极距下，将每一极距三等分，得到每极每相二槽，依次在每槽下分别用U、V、W标出，如图1所示。

另外一种常用的分相方法是三相异步电动机一般均按60°相带划分，已知槽距角а=30°，每相带占两槽，由此可把4极下划分出12相带。若把1、2槽定为U1相带，则按绕组构成原则，V1相带应与它相隔120°电角度。可知V1相带占5、6槽，同理W1相带应比V1相带再移过120°电角度，应占9、10两槽，这一对极下的另外三个相带即可以U1相带为准加以确定，7、8槽所在相带正好与U1相带间隔180°电角度，其电流相位与U1相带相差180°，标为U2相带，3、4槽的相带与W1相带相差180°电角度，标为W2相带；11、12的相带与V1相带相差180°，标为V2相带。电动机第二対极下各导体的相带划分，按以上方法也可排列为U1-W2-V1-U2-W1-V2。如图2所示。

图2　有效边分相方法二

这两种分相方法其本质均遵循了三相绕组在定子内圆的空间位置上均匀分布的原则，同样也遵循了三相绕组在空间位置上分别相差120°电角度的原则，在这里需要特别对学生加以说明的是在图1中U相与W相相差120°电角度，W相又与V相相差120°电角度，展开图中三相按U、W、V相序排列，而在图2中U相与V相相差120°电角度，V相又与W相相差120°电角度，在展开图中三相绕组按U、V、W相序排列。两种分相法从展开图中看仅体现在相序不同，并不影响展开图的绘制，也都符合三相绕组的构成原则。

在分相完成后下一步骤就是要标出各相带的电流方向，采用不同分相方法的绕组展开图其电流方法的标注也不一样，这里也是学生极易糊涂的地方，为什么同一磁极下，各相带的电流方向标注会出现两种情况，看似两种都有道理，似乎又互相矛盾。所以在这里教师要特别指出两种相带电流方向标注不同的依据。

图3　按实际电流方向标注的各相带电流方向

图3中采用的是同一磁极下，各相带电流方向相同的标注方法。

图3所示各相带电流方向的标注系采用按实际电流方向标注的方法，由三相交流电的波形图可知，在图5中每一时刻（交流电过零时刻除外），三相交流电均是两正一负或两负一正，而图3所示的各相带电流方向正是三相交流电在120°＜wt＜180°区间内U、V、W三相交流电流入三相绕组的实际方向，三相交流电在120°＜wt＜180°区间内有iu＞0,iv＞0,iw＜o。

若规定电流为正时，电流方向从该绕组的首端流进，末端流出；电流为负时，电流方向从该绕组的末端流进，首端流出，如图3所示U、V相电流为正，从U、V相首端入，末端出，N极下的U1相带的1、2槽，V1相带的5、6槽电流方向向上，W相电流为负，从W相的末端流入，首端流出，N极下W2相带的3、4槽电流方向向上。