1 绕组极性测定的意义
三相电动机具有结构简单,制造、使用、维护简便,成本低廉,运行可靠,效率高等优点,因此在工农业生产及日常生活中得以广泛应用。但由于使用频率较高,特别是在环境条件恶劣,超负荷运转的情况下,容易出现故障现象,俗称“电机烧坏”。由于电动机绕组联接可分为星形接法和三角形接法,重新缠绕的电动机绕组需确定定子绕组极性(亦称首末端)后,再按不同的接线方式进行接线。
2 绕组极性测定方法
对于三相电动机绕组极性的测定,目前常用的测试方法主要有:灯泡检查法、万用表检查法、剩磁法。
2.1 灯泡检查法
用2节干电池和1个手电筒上的小灯泡,就可以判断出三相绕组的首端和末端。
(1)首先判断哪2根引出线是同一绕组。把电池和小灯泡串联起来,将它的一根测试引线接到电动机的任意一个引出线上,然后拿另一根引出线分别于其他5个引出端接触,如图1所示。如果当测试引线接触某个引出线端时小灯泡亮了,则与电池和小灯泡相连的2个引出线端是属于同一相绕组,如图1(a)所示;倘若测试引线接触绕组引出线端时,灯泡不亮,则此2根引出线不是属于同一相,如图1(b)所示。按此方法,可以判断出另外二相绕组引出线的始端。判定后要做好标记,以免混乱。
图1 灯泡检查法测定电动机绕组极性接线图
(2)其次判断绕组的首末端。任意二相绕组串联后接上灯泡,将第三相绕组接通电池,如果在接通瞬间灯泡发亮,则三相绕组首末端连接正确,如图1(c)所示;如果灯泡不亮,则与灯泡相连的两个线端分别是这二相绕组的首端(或者是这二相绕组的末端),如图1(d)所示。判断出二相绕组的首端和末端以后,做好适当的标记。将已判知首末端的一相绕组与第三相绕组串联,再按照上述方法判别出第三相绕组的首末端。
2.2 万用表检查法
(1)判别哪2个线端是属于同一相绕组。把万用表选择开关切换至电阻档上,把6个引出线端的任意一个接到万用表的一端,万用表的另一端分别接触到另外的5个引出线端,如果测得的电阻值近似为零时,则与万用表连接的2个线端是属于同一相绕组的。
(2)把万用表选择开关切换至测直流电流档(或直流电压档也可以),量程选小一些。把任意一相的2根引出线接到万用表的2个表笔上。再把另一相绕组的1根引出线接到电池的负极,用电池的正极去触碰这一相绕组的另一根引出线。合上开关瞬间,同时注意观察万用表表针的瞬间偏转方向,如果表针正转移(向右方偏转),如图2(a)所示,说明电池正极U1所接线与万用表负极W2所接线同为首端(或末端),另外2根引出线同为末端(或首端);如果万用表指针瞬间反向偏转(向左偏转),如图2(b),说明电池正极U1所接线与万用表正极W1所接线同为首端(或末端),另外2根引出线同为末端(或首端),将已经判别的2绕组的首(末)端做好标记。
图2 万用表检查法测定电动机绕组极性接线图
万用表与绕组的接线不动,把电池改接到另一相绕组上,用上面的方法可以判别出另一相绕组的首末端来。
2.3 剩磁法
(1)把万用表选择开关切换至电阻档上,判别出哪2个线端是属于同一相绕组,方法同前。
(2)将三相绕组任意接成并联,如图3(a)(b)所示,用万用表的毫安档进行测试,用手转动电动机转子,观察表针摆动情况,如果万用表指针不摆动(或摆动幅度很小),说明是定子绕组的3个首端(U1、V1、W1)并联在一起,3个末端(U2、V2、W2)并联在一起;如果万用表指针摆动,则说明绕组其中有一相首末端接线有错。在不知是哪一相接错的情况下,可固定一相绕组线端,分别调换另外二相绕组线端进行测试判别。直到表针不摆动(或摆动幅度最小)为止,这样就表明三相绕组的同名端并联在一起了。另外,也可把三相绕组串联,如图3(c)所示,当转动转子时,表针若要摆动,可固定一相调换另一相或两相线端,直到转动转子万用表指针不摆动(或摆幅很小)为止,表明三相绕组首末端是顺次相连。
图3 剩磁法测定电动机绕组极性接线图
3 极性测定的注意事项
(1)采用灯泡检查法测定时,应当注意灯泡的额定电压与电池电压要相配合,否则会因电流太小,使灯泡该亮而没有亮,造成误判。所以应把二相串联绕组的线端对调一下,再测试1次,若2次灯泡都不亮,说明感应电流太小,适当增加电池节数(增高电压)或更换一只额定电压更小的灯泡即可。同样道理,也可采用36V的交流电源和白炽灯来代替电池和小灯泡,判别方法与前述相同。
(2)万用表检查法根据电磁感应的原理。需注意的是观察电池接通时那一瞬间的万用表指针的偏转方向,而不应是电池断开绕组时的瞬间万用表的指针偏转方向。
(3)剩磁法测定定子绕组首末端是利用转子中的剩磁在定子绕组中产生感应电势的方向关系来判别的,所以电动机转子必须有剩磁,即必须是运转过的或通过电的电动机。假若不能确定电动机是否有剩磁,可用下列方法判定电动机是否存在剩磁:①用万用表电阻档测试出电动机定子任一相绕组的2个端子;②采用接线图4(a)接线,即把测出的定子任一相绕组的2个端子与万用表(置mA档)串联构成闭合回路;③用手慢慢匀速转动转子,如果万用表的指针摆动,则表示电动机有剩磁;如果万用表的指针不动,则表示电动机没剩磁。假若测出电动机没有剩磁,则此方法不适用,可采用其它方法测定。
图4 剩磁测定和灯泡检查法测定绕组极性图
4 案例分析
某工厂1台三相4极异步电动机,通电后不能启动。经询问用户,该电动机在大修后,绕组重绕通电试机时,声音发闷且振动强烈,配电盘闪火,电动机不能起动。根据上述情况,测试人员初步可判断前维修人员在电动机接引出线时,首末端标记错误或接线疏忽大意而忘记“反串”,此时相当于“一相接反”,从而引发故障。
测试人员采用灯泡检查法对电动机绕组进行分析,将一相接于36V交流电源,另二相按原先首末端串联后接入低压灯泡上,如图4(b)所示,或发现灯不亮,将串联的一相倒接后,测试灯亮。三相依次试验。检测结果说明,灯不亮的1次测试中的串联相首末端接错,二相感应电势相减,灯上的电压极小,故灯不亮。倒接以后,感应电势相加,灯上电压变大,故灯亮。
测试人员将接错的相绕组首末对调后,三相定子绕组故障分析及维修试验正确,接入三相交流电源,试机正常,故障排除。
5 结束语
三相电动机绕组的极性测定是电动机定子绕组重新缠绕后必须进行的基础测定项目,确定绕组首末端后进而按不同要求将三相绕组联接组合成星形或三角形。根据电磁感应原理,本文主要介绍了3种简单易行的极性测定方法,可有效防止因绕组首末端接反造成的电机异常或损坏事故,实际工作中可根据具体情况选择应用。
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