異步電機(jī)繞組首尾端判別之要點(diǎn)

【摘 要】作者從三相異步電機(jī)定子繞組首尾端的判別與單相變壓器繞組的判別方法的比較中指出：在直流判別法中兩者的相同之處，以及得出相反結(jié)論，再從原理分析中找出其原因所在，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中對(duì)這一問題能加深印象，明晰道理，較好的掌握這種方法的使用和原理。

【關(guān)鍵詞】電機(jī)；變壓器；繞組；直流法；判別

三相異步電機(jī)定子繞組的首尾端判別是《電機(jī)與變壓器》課的重點(diǎn)內(nèi)容之一，也是學(xué)生參加中級(jí)電工證考試的必考項(xiàng)目之一，這個(gè)內(nèi)容是否能正確掌握，關(guān)系到學(xué)生能否勝任日后的工作，在實(shí)際工作中一旦判斷錯(cuò)誤，將會(huì)導(dǎo)致設(shè)備不能正常工作，甚至損壞設(shè)備。因此對(duì)于這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)尤為重要，而在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生們?cè)趯W(xué)習(xí)三相異步電機(jī)首尾端的判別時(shí)由于概念模糊，常常與單相變壓器同名端的判別相混淆，因此有必要對(duì)這一問題加以區(qū)分。

電機(jī)繞組首尾端和變壓器繞組同名端判別方法有很多種，最常用的方法是直流法，因其操作起來比較簡(jiǎn)單方便，而且是中級(jí)電工證考試中經(jīng)常需要考察的，同時(shí)也是生產(chǎn)實(shí)際中最常用的方法，故本文采用直流法判別。

一、變壓器繞組極性的判別

因?yàn)槔@組極性是由繞制方法決定的，所以可以用直觀法判別它們的極性。然而已經(jīng)制成的變壓器由于經(jīng)過浸漆或其他工藝處理從外觀上無法判別，只能借助儀表來測(cè)定同名端。

判別單相變壓器的極性時(shí)，為安全起見，一般多采用1.5V的干電池或2～6V的蓄電池和直流電流表或直流電壓表（實(shí)驗(yàn)室中常用萬用表的直流電流擋或直流電壓擋），在變壓器高壓繞組接通直流電源的瞬間，根據(jù)低壓繞組電流或電壓的正負(fù)方向來確定變壓器各出線端的極性。

具體步驟如下：1）設(shè)定線端 假定高壓繞組1U1、1U2端與低壓繞組2U1、2U2端，并做好標(biāo)記。如圖1所示。

2）連接線路 將電池的“—”極接至高壓繞組1U2，而“+”極通過刀開關(guān)SA，接到接到高壓繞組1U1，在低壓繞組間接入一個(gè)直流毫伏表（或直流毫安表），表的“+”端子與變壓器低壓2U1相接，表的“—”端子與低壓繞組2U2相接。

3）合上刀開關(guān)瞬間，若直流毫伏表（或直流毫安表）的指針向零刻度的正方向（右方）正擺，則被測(cè)變壓器1U1與2U1，1U2與2U2是同名端；若指針向相反方向（左方）反擺，則被測(cè)變壓器1U1與2U2，2U1與1U2是同名端。

二、異步電動(dòng)機(jī)電子繞組首尾端的判別

先用萬用表電阻擋或搖表分別找出三相定子繞組的各相兩個(gè)線頭，并進(jìn)行假設(shè)編號(hào)，按圖2所示的方法連線。

1.觀察萬用表（毫安表）指針擺動(dòng)的方向 刀閘開關(guān)合上瞬間，若指針正向偏轉(zhuǎn)，則說明接電池正極的線頭與萬用表負(fù)極所接的線頭同為首端或尾端；如指針反向擺動(dòng)，則電池正極所接的線頭與萬用表正極所接的線頭同為首端或尾端。

2.再將電池和開關(guān)接另一相兩個(gè)線頭進(jìn)行測(cè)試，就可正確判斷。

3.判別之后，可以用發(fā)電法進(jìn)行驗(yàn)證：將已判斷出各相的首端相連，即將U1、V1、W1連在一起，再將各相的尾端連在一起，即U2、V2、W2連在一起，然后在兩連接點(diǎn)之間接一萬用表（毫安檔），用手轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子，如萬用表（毫安擋）指針若不動(dòng)則說明判斷正確，若指針有偏轉(zhuǎn)，則說明之前的判斷有誤，需重新檢測(cè)，直至正確為止。

從以上敘述中可以看到：兩種判別方法從使用的工具、儀器到方式都是相同的，但由于電動(dòng)機(jī)的三相繞組的空間結(jié)構(gòu)決定了出線端子的排布并不是首端排在一起，尾端排在一起（見圖3），使得結(jié)論恰好相反，這就給學(xué)生在學(xué)習(xí)中造成了一定的誤解，往往在學(xué)習(xí)三相異步電動(dòng)機(jī)繞組首尾端判別時(shí)，直接照搬變壓器繞組的同名端的判別方法，一不注意就會(huì)判斷錯(cuò)誤。因此有必要從理論上加以分析，明確兩者為什么會(huì)是相反的結(jié)論。

1.它們的測(cè)量依據(jù)都是利用楞次定律，楞次定律是指感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，即當(dāng)穿過閉合回路的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向總是與原磁場(chǎng)方向相反。當(dāng)穿過閉合回路的磁通量減小時(shí)，感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向總是與原磁場(chǎng)方向相同。

2.同樣的指針擺向?qū)?yīng)于截然相反的結(jié)論，原因在于：

（1）當(dāng)測(cè)量電動(dòng)機(jī)首尾端的時(shí)候，如圖5中U1、U2接上電池，即將U2接電池負(fù)極（假設(shè)它為U2），將U1瞬間接電池正極，這時(shí)將有電流I從U1相繞組流入，從U2流回電源。繞組線圈中的電流產(chǎn)生一個(gè)方向向上的磁場(chǎng)（實(shí)線箭頭），在U相剛接通時(shí)，磁場(chǎng)從無到有地增加。

根據(jù)楞次定律，它在V、W兩相繞組中感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)必須反對(duì)這個(gè)變化的方向，即-V、W相線圈中電流將產(chǎn)生一個(gè)朝下的磁場(chǎng)（虛線線頭）來反對(duì)U相線圈磁場(chǎng)的增長。根據(jù)右手螺旋定則，V、W相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（電流）方式從V1、W1流進(jìn)線圈，從V2、W2流出線圈。用萬用表毫安檔檢測(cè)，若V2、W2接在表頭的正極，V1或W1接在表頭的負(fù)極時(shí)，表針應(yīng)向正擺動(dòng)，反之，表針向反向擺動(dòng)。

（2）測(cè)量變壓器同名端時(shí)，在交變磁通作用下，初、次級(jí)繞組中穿過的磁力線方向相同。

如圖1所示，1U1和2U1是同名端。當(dāng)把開關(guān)S合上去的瞬間，有電流從1UI端流入，1U2端流出（此繞組作為負(fù)載，此時(shí)1UI端電勢(shì)比1U2端高），在鐵心內(nèi)部產(chǎn)生的磁通是從上至下，此磁通也將在第二個(gè)繞組上瞬間產(chǎn)生感生電流，感生電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)要阻礙原磁通量的變化。在本例中，感生電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)由于其磁通方向應(yīng)該是從下至上的，如此感生電流的方向是從2U2端流入，從2U1端流出（此繞組作為電源，此時(shí)2U1端電勢(shì)比2U2端高），在2U1、2U2端接毫安表，如果毫安表的極性為上正下負(fù)，則毫安表將正偏。而電動(dòng)機(jī)在同樣的條件下，待判的兩相繞組中穿過的磁力線方向是相反的（磁力線的閉合特性）。因此出現(xiàn)了同樣的指針擺向?qū)?yīng)于完全相反的結(jié)論。

通過上述分析，既有助于清楚兩者判斷上的區(qū)別，也有助于加深對(duì)楞次定律的理解。

筆者在講授這一章節(jié)內(nèi)容時(shí)，通過分析比較，找出它們的相同之處和不同之點(diǎn)，再利用楞次定律加以分析研究，使學(xué)生對(duì)兩者在判別上的不同之處有了更加深刻的認(rèn)識(shí)和理解，指導(dǎo)學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中掌握要領(lǐng)，正確操作，達(dá)到學(xué)以致用的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]全國中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校電工累專業(yè)通用教材《電機(jī)與變壓器》，中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社

[2]教育部規(guī)劃教材《電工基本操作技能訓(xùn)練》

作者簡(jiǎn)介：

解冰，女生于1962年7月30日，1984年畢業(yè)于撫順礦務(wù)局工學(xué)院煤礦電氣自動(dòng)化專業(yè)，本科學(xué)歷。職務(wù)：教室，職稱：高級(jí)講師，主要教學(xué)領(lǐng)域和研究方向：電機(jī)與變壓器、電子技術(shù)基礎(chǔ)、電力電子與變流技術(shù)。

（作者單位：撫順市技師學(xué)院）