三相異步電動機(jī)繞組展開圖繪制教學(xué)中的問題與思考

周　詳（涼山州職業(yè)技術(shù)學(xué)校,四川　西昌　615022）

三相異步電動機(jī)繞組展開圖繪制教學(xué)中的問題與思考

周詳
（涼山州職業(yè)技術(shù)學(xué)校,四川西昌615022）

摘要：繞組展開圖繪制教學(xué)中不易理解和容易造成困惑的三個問題，列舉出了三個問題以及其表現(xiàn)形式，分析了出現(xiàn)各種情況背后的原因，澄清了疑問，幫助學(xué)生加深對繞組展開圖的認(rèn)識，加強(qiáng)了對展開圖繪制技能的掌握。

關(guān)鍵詞：繞組展開圖;相帶電流方向;繞組首尾端確定

1　繞組展開圖繪制過程中的問題

三相異步電動機(jī)繞組展開圖的繪制能讓學(xué)生充分認(rèn)識三相異步電動機(jī)定子繞組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，清楚不同繞組形式各相繞組線圈（組）與線圈（組）之間的連接方式，三相繞組首尾端的確定方式、空間布置，對正確理解三相異步電動機(jī)的工作原理，完成對定子繞組的維修以及重繞定子繞組起著至關(guān)重要的作用，是中職學(xué)生《電機(jī)與變壓器》課程要求掌握的基本技能之一。

在繞組展開圖繪制之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)并掌握了三相異步電動機(jī)定子繞組的構(gòu)成原則，其內(nèi)容是：（1）要求三相異步電動機(jī)繞組必須是對稱分布的，各相繞組的導(dǎo)體數(shù)、并聯(lián)支路數(shù)、導(dǎo)體規(guī)格必須相同。（2）每相繞組在定子內(nèi)圓的空間位置上均勻分布，三相繞組在空間位置上分別相差120°電角度。（3）每相繞組在定子內(nèi)圓上的分布規(guī)律相同。

下面舉例說明在繞組展開圖繪制過程中學(xué)生不易理解和容易造成困惑的三個問題。一是對繞組有效邊分相的認(rèn)識，二是各相帶電流方向的確定，三是繞組首尾端的確定。

計算的相關(guān)參數(shù)如下：

標(biāo)繪槽號如圖1所示：

圖1　有效邊分相方法一

2　三相異步電動機(jī)展開圖繪制的方法

對于有效邊的分相，不同教材分相的方法不同，常見的有兩種分相法，這兩種分相方法分相的結(jié)果是相帶的排列順序不同，最終帶來展開圖的不同，如果教學(xué)中教師不說明兩種分相法的異同，學(xué)生在接觸本教材以外的繞組展開圖時會帶來困惑，甚至質(zhì)疑該展開圖的正確性。首先說明本教材所采用的分相方法，對于3相4極24槽的電動機(jī)先把已繪好的電動機(jī)槽號，按磁極四等分，并標(biāo)出極距的位置，在劃定好的極距下，將每一極距三等分，得到每極每相二槽，依次在每槽下分別用U、V、W標(biāo)出，如圖1所示。

另外一種常用的分相方法是三相異步電動機(jī)一般均按60°相帶劃分，已知槽距角а=30°，每相帶占兩槽，由此可把4極下劃分出12相帶。若把1、2槽定為U1相帶，則按繞組構(gòu)成原則，V1相帶應(yīng)與它相隔120°電角度。可知V1相帶占5、6槽，同理W1相帶應(yīng)比V1相帶再移過120°電角度，應(yīng)占9、10兩槽，這一對極下的另外三個相帶即可以U1相帶為準(zhǔn)加以確定，7、8槽所在相帶正好與U1相帶間隔180°電角度，其電流相位與U1相帶相差180°，標(biāo)為U2相帶，3、4槽的相帶與W1相帶相差180°電角度，標(biāo)為W2相帶；11、12的相帶與V1相帶相差180°，標(biāo)為V2相帶。電動機(jī)第二対極下各導(dǎo)體的相帶劃分，按以上方法也可排列為U1-W2-V1-U2-W1-V2。如圖2所示。

圖2　有效邊分相方法二

這兩種分相方法其本質(zhì)均遵循了三相繞組在定子內(nèi)圓的空間位置上均勻分布的原則，同樣也遵循了三相繞組在空間位置上分別相差120°電角度的原則，在這里需要特別對學(xué)生加以說明的是在圖1中U相與W相相差120°電角度，W相又與V相相差120°電角度，展開圖中三相按U、W、V相序排列，而在圖2中U相與V相相差120°電角度，V相又與W相相差120°電角度，在展開圖中三相繞組按U、V、W相序排列。兩種分相法從展開圖中看僅體現(xiàn)在相序不同，并不影響展開圖的繪制，也都符合三相繞組的構(gòu)成原則。

在分相完成后下一步驟就是要標(biāo)出各相帶的電流方向，采用不同分相方法的繞組展開圖其電流方法的標(biāo)注也不一樣，這里也是學(xué)生極易糊涂的地方，為什么同一磁極下，各相帶的電流方向標(biāo)注會出現(xiàn)兩種情況，看似兩種都有道理，似乎又互相矛盾。所以在這里教師要特別指出兩種相帶電流方向標(biāo)注不同的依據(jù)。

圖3　按實際電流方向標(biāo)注的各相帶電流方向

圖3中采用的是同一磁極下，各相帶電流方向相同的標(biāo)注方法。

圖3所示各相帶電流方向的標(biāo)注系采用按實際電流方向標(biāo)注的方法，由三相交流電的波形圖可知，在圖5中每一時刻（交流電過零時刻除外），三相交流電均是兩正一負(fù)或兩負(fù)一正，而圖3所示的各相帶電流方向正是三相交流電在120°＜wt＜180°區(qū)間內(nèi)U、V、W三相交流電流入三相繞組的實際方向，三相交流電在120°＜wt＜180°區(qū)間內(nèi)有iu＞0,iv＞0,iw＜o(jì)。

若規(guī)定電流為正時，電流方向從該繞組的首端流進(jìn)，末端流出；電流為負(fù)時，電流方向從該繞組的末端流進(jìn)，首端流出，如圖3所示U、V相電流為正，從U、V相首端入，末端出，N極下的U1相帶的1、2槽，V1相帶的5、6槽電流方向向上，W相電流為負(fù)，從W相的末端流入，首端流出，N極下W2相帶的3、4槽電流方向向上。