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三相异步电动机论文答辩

阐述三相异步电动机定子绕组6个线头的区分和判别首尾端的方法

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。
  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。
  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.


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