三相电机绕组重绕

蒋建国

（重庆合川发电有限公司，重庆 400000）

0 引言

一台低压380 V 电机，用摇表检查绕组绝缘，发现其中有一相绕组对地绝缘电阻值为零，小于0.5 MΩ，用双臂电桥测得三相绕组直流电阻值为Ru，Rv，Rw,用三相绕组的最大直流电阻值与最小直流电阻值之差与三相绕组直流电阻平均值之比来判断三相绕组是否平衡，本例经计算不平衡值大于5%，判断为绕组损坏，需要换新绕组。

在拆旧绕组以前，先根据铭牌数据和旧绕组记录原始数据，本例因铭牌还在且原始绕组也在，故记下电机的定子铁心外径、定子铁心内径D1、定子铁心槽高度h0、定子铁心长度L、定子槽数Z、定子绕组伸出铁心的长度b 以及旧绕组的节距y 等。

1 确定线圈组接法

将原绕组一相解开仔细分析，顺着电源进线方向通过线圈走向确定该相的线圈组数，每线圈组的线圈个数，根据该相线圈组数与磁极数的比例关系判断是显极接法还是庶极接法。从电源端开始顺电缆线仔细分析该相线圈组电流流向还能进一步判断是显极接法还是庶极接法。方法是某相线圈组数等于极数，该相线圈组接法为显极接法，即为线圈首端—线圈首端相接、线圈尾端—线圈尾端相接，某相线圈组数等于极对数，该相线圈组接法为庶极接法，即为线圈首端—线圈尾端相接。其他相接法同理。

2 确定绕组路数

（1）有6 根引出线时。将原绕组一相解开仔细分析，通过线圈引出线上有几股用绝缘套管分开的导线根数确定为电机绕组的并联支路数。

（2）有3 根引出线时。将原绕组一相解开仔细分析，引出线上用绝缘套管分开的导线根数为1、3、5 等奇数时，则绕组为Y形接法，单根电缆线上有几股用绝缘套管分开的导线数可确定为电机绕组的并联支路数，并且绕组内部还将有一个3 倍于单根电缆线上分开股数导线的星形联接点。

将原绕组一相解开仔细分析，引出线上用绝缘套管分开的导线股数为2、4、6 等偶数时，就要进一步在绕组内找是否有3倍于单根电缆线上股数的星形联接点，如有则绕组为Y 形接法，单根电缆线上有几股用绝缘套管分开的导线股数可确定为电机绕组的并联支路数。如无则绕组为△形接法，单根电缆线上用绝缘套管分开的导线股数的1/2 可确定为电机绕组的并联支路数。

3 确定绕组并绕根数及单双层绕组

将原绕组一相解开仔细分析，确定线圈是单层绕组还是双层绕组（每槽中有左右绕线方向的线圈即为双层绕组，如无为单层绕组），还要仔细查找每槽线圈的并绕根数（嵌入同一槽中单根电缆线的根数为并绕根数）。

4 拆除旧绕组

拆除旧绕组时可先用低压电源或者交、直流弧焊机通电短路加热法将绕组软化然后趁热拆除绕组，注意最大电流不能超过3 倍额定电流，温度应控制在200 ℃以下。认真拆下一相绕组并且确定绕组的匝数、线径、绕组尺寸（取线圈最里面一匝的全长作为依据）及线圈组的接法（显极接法或者庶极接法）并做好书面记录。

5 分析电机绕组重绕

以4 极36 槽单层同心式绕组庶极接法三相电机为例，分析线圈的换新方法。

极对数P=极数/2=4/2=2，极距τ=槽数/极数=36/4=9。某相线圈组数u=2（由于是庶极接法，极对数P=某相线圈组数u=2，如果是显极接法，极对数P=某相线圈组数u=4），线圈组数=3（相数）×u=6，极相槽q=槽数/线圈组数=36/3u=6，每槽电角度a=极对数×360°/槽数=2×360°/36=20°，节距y1=11，y2=9，y3=7。支路数a=1，并绕根数=1。

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该电机绕组是单层绕组，随便选定一槽定为第1 槽，由每槽为20°电角度及三相绕组在空间上互差120°电角度结合本线圈可以知道，U 相线圈的第一个线圈组1u（U 相线圈中的其中一个线圈组）首端为第1 槽，即U1 端。因为要求该电机绕组庶极接法，故每相的两线圈组是首—尾相接。U 相线圈中与U1 端电流方向相同的第二个线圈组2u（U 相线圈中的另一个线圈组）起始端为第19 槽（位于第二个360°电角度起始槽，因为该电机绕组庶极接法）。其他两相（V 相线圈、W 相线圈）同理分布。结合三相绕组出线布置图（图1）可以知道第4 槽距第一槽60°电角度为W2 端，第7 槽距第一槽120°电角度为V1 端。由于电机线圈槽位按圆形首尾相连排列，第28 槽距第一槽180°（第一槽到第28 槽相距共9 槽为180°电角度。图1 和三相4 极36 槽电势星形图（图2）电角度为U2 端。第13 槽距第一槽240°电角度为W1 端。由于电机线圈槽位按圆形首尾相连排列，第34 槽距第一槽60°电角度为V2 端。据此可以做出槽电势星形图，进而画出三相绕组平面展开图（图3）。

图1 三相绕组出线布置

图2 三相4 极36 槽电势星形图

图3 三相绕组展开图

对于双层绕组，则需要按每槽以一实线和一虚线做出与电机槽数相等的虚拟槽，并依次标上各槽槽号。然后标出极距τ，接着按每相带所占槽数划分出U、V、W 相带，并标出相带号（用字母U、-W、V、-U、W、-V 表示，按三相绕组出线图布置）。

6 线模的制作

线模尺寸可按旧线圈的实样制作，可取线圈最里面一匝的全长作为依据。菱形线模尺寸按以下公式计算。A=[yπ（D1+h0）]/Z，B=L+2b，C=A/（0.8×2），D=0.574C。绕组模的厚度一般取10～20 mm。

图4 菱形线模尺寸

7 绝缘的裁剪

三相电机绕组散绕线圈的槽绝缘、相间绝缘和层间绝缘，一般在A 级绝缘时使用绝缘纸和黄腊布，E 级绝缘时多采用6520聚酯薄膜青壳纸复合箔，根据电机功率和电压高低选择不同的厚度。B 级绝缘时多采用6630 聚酯纤维无纺布聚酯薄膜复合箔，根据电机功率和电压高低选择不同的厚度。

8 嵌线步骤

（1）先把U 相线圈的1U（U 相线圈中的其中一个线圈组）线圈组中最小线圈的一边嵌入第3 号槽，另一边嵌入第10 号槽，中大线圈的一边嵌入第2 号槽，另一边嵌入第11 号槽，将最大线圈的一边（带有引出线的一边，即U1）嵌入第1 号槽，另一边嵌入第12 号槽。

（2）空6 槽不嵌（第13 号槽、第14 号槽、第15 号槽、第16号槽、第17 号槽、第18 号槽），把U 相线圈的2U（U 相线圈中的另一个线圈组）线圈组中最小线圈的一边嵌入第21 号槽，另一边嵌入第28 号槽。中大线圈的一边嵌入第20 号槽，另一边嵌入第29 号槽。将最大线圈的一边嵌入第19 号槽，另一边嵌入第30 号槽。

（3）把V 相线圈的1V（V 相线圈中的其中一个线圈组）线圈组中最小线圈的一边嵌入第9 号槽，另一边嵌入第16 号槽，中大线圈的一边嵌入第8 号槽，另一边嵌入第17 号槽，将最大线圈的一边（带有引出线的一边，即V1）嵌入第7 号槽，另一边嵌入第18 号槽。

（4）同样间隔6 槽，然后把V 相线圈的2V（V 相线圈中的另一个线圈组）线圈组中最小线圈的一边嵌入第27 号槽，另一边嵌入第34 号槽。中大线圈的一边嵌入第26 号槽，另一边嵌入第35 号槽。将最大线圈的一边嵌入第25 号槽，另一边嵌入第36号槽。

（5）把W 相线圈的1W（W 相线圈中的其中一个线圈组）线圈组中最小线圈的一边嵌入第15 号槽，另一边嵌入第22 号槽。中大线圈的一边嵌入第14 号槽，另一边嵌入第23 号槽。将最大线圈的一边（带有引出线的一边，即W1）嵌入第13 号槽，另一边嵌入第24 号槽。

（6）同样间隔6 槽，把W 相线圈的2W（W 相线圈中的另一个线圈组）线圈组中最小线圈的一边嵌入第33 号槽，另一边嵌入第4 号槽。中大线圈的一边嵌入第32 号槽，另一边嵌入第5号槽。将最大线圈的一边嵌入第33 号槽，另一边嵌入第6 号槽。

9 绕组的联接

选定合理出线位置，接线时按a、b、c 三相绕组的顺序逐相进行，各相绕组的接法则按电机绕组分析时确定的庶极接法首—尾相接。联接时在需要接线的两线端上套入玻璃丝管，套管长度应伸入线圈鼻端20 mm 左右为宜。

10 绕组的检验

（1）用双臂电桥测量三相绕组的直流电阻值，并计算是否平衡。

（2）逐相对绕组依次通以低压直流电并将指南针贴近铁心内圆，然后沿圆周移动一周后看测得的电机绕组极数和极性是否正确。

（3）用短路侦察器检查是否有短路。

（4）对绕组测量绝缘电阻值并且进行相间绝缘和对地绝缘耐压试验。

11 浸渍处理提高绝缘强度

将绕组按绝缘标准耐热温度加5 ℃预烘4 h 后待其冷却到50～70 ℃浸入绝缘漆中，待漆槽中气泡停止冒出10～20 min后再将电机吊起沥干（一般为30 min 以上）进行第一次烘烤，要求以60～80 ℃烘烤3～4 h，接着以绝缘标准耐热温度加10 ℃继续烘烤16～20 h。当绝缘电阻达到60 MΩ 以上后再次将电机浸入绝缘漆中，待漆槽中气泡停止冒出时将电机吊起沥干后进行第二次烘烤。与第一次烘烤程序、温度、时间一样，当绝缘电阻达到10 MΩ 以上时电机绕组修复完成。