王達(dá)宇
[摘要]本文闡述了電動(dòng)機(jī)定子繞組極性及相序的試驗(yàn)方法及原理,并對《高壓電氣設(shè)備試驗(yàn)方法》(第二版)(四川省電力試驗(yàn)研究院)一書中用直流感應(yīng)法測繞組首尾頭出現(xiàn)錯(cuò)誤的原因進(jìn)行了分析。
[關(guān)鍵詞]定子繞組極性相序
異步電動(dòng)機(jī)定子繞組極性試驗(yàn)方法
1.1直流感應(yīng)法
在電動(dòng)機(jī)定子的一相繞組中通以脈沖電流時(shí),另外兩相繞組由于互感作用產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電勢,根據(jù)脈沖電流和感應(yīng)電勢的方向,便可確定三相繞組的頭尾。具體方法如下:
使用萬用表或搖表,分別確定三相繞組的兩端。
任選一繞組接至電池的正負(fù)兩極,另選一繞組接至直流毫伏表的正負(fù)兩級,當(dāng)合上開關(guān)S時(shí),脈沖電流通過繞組AX,并在BY和CZ繞組中感應(yīng)出電勢,使直流毫伏表偏轉(zhuǎn)。若直流毫伏表指針向反方向偏轉(zhuǎn),則接直流毫伏表正端與電池正端的繞組端頭同為首端(或尾端)。若直流毫伏表指針向正方向偏轉(zhuǎn),則接直流毫伏表負(fù)端與電池正端的繞組端頭同為首端(或尾端)。按同樣方法可確定三相繞組的頭尾端。
1.2交流電壓法
使用萬用表或搖表,分別確定三相繞組的兩端。
將任意兩相繞組串致聯(lián)后接至交流220V電源上,第三相繞組接電壓表或燈泡。電壓表指示較大(幾十伏或100多伏)或燈亮,說明第Ⅰ、Ⅱ兩相是頭尾相接,如圖1-2所示;如果加上電壓后,電壓表指示很低(1伏或幾伏)或燈不亮,說明Ⅰ、Ⅱ兩相是首首相接(或尾尾相接)如圖1-3所示。用同樣的方法可以決定第Ⅲ相的首尾。
圖1-2Ⅰ、Ⅱ兩相頭尾相接圖1-3Ⅰ、Ⅱ兩相首首相接
測量時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn):
繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組開路時(shí),感應(yīng)電壓可達(dá)200V左右,應(yīng)適當(dāng)選擇表計(jì)。
20KW以上的鼠籠式電機(jī)或轉(zhuǎn)子短路的繞線式電機(jī),感應(yīng)電壓雖然僅幾十伏,但一次電流可達(dá)幾十安,應(yīng)適當(dāng)選擇電源或調(diào)壓器。
1.3如果繞組頭尾有標(biāo)號可按此方法驗(yàn)證
測量時(shí),先將三相尾端連在一起,然后在任一相加交流電壓U~,再分測量三個(gè)線間電壓UAB、UBC、UCA,如圖1-4所示。若X、Y、Z同為尾端,則A相加壓時(shí)所測得的結(jié)果應(yīng)符合表1-1的規(guī)律。
圖1-4外加交流電壓測量首尾頭
表1-1A相加壓測得線間電壓(倍數(shù))
1.4.關(guān)于書中直流感應(yīng)法確定電機(jī)首尾頭與現(xiàn)場實(shí)際情況不符的原因分析
在《高壓電氣設(shè)備試驗(yàn)方法》(第二版)(四川省電力試驗(yàn)研究院)一書中提到的使用直流感應(yīng)法確定三相繞組的頭尾端的結(jié)論與現(xiàn)場實(shí)際情況相反。書中提到的試驗(yàn)方法如下:當(dāng)合上開關(guān)S時(shí),脈沖電流將通過繞組AX,并在BY和CZ繞組中感應(yīng)出電勢,使直流毫伏表偏轉(zhuǎn)。若儀表指針向正方向偏轉(zhuǎn)則接儀表“+”端與接電池“+”極的繞組端頭為同極性;若儀表指針反向偏轉(zhuǎn),則接儀表“-”端與接電池“+”極的繞組端頭為同性性。
但在實(shí)際工作中確定首尾頭時(shí),得到的結(jié)論與上述方法相反。若儀表指針向反方向偏轉(zhuǎn)則接儀表“+”端與接電池“+”極的繞組端頭為同極性;若儀表指針正向偏轉(zhuǎn),則接儀表“-”端與接電池“+”極的繞組端頭為同性性。
按《高壓電氣設(shè)備試驗(yàn)方法》(第二版)(四川省電力試驗(yàn)研究院)書中得到的結(jié)論,定子三相繞組之間為減極性關(guān)系;按現(xiàn)場實(shí)際情況得出的結(jié)論,定子三相繞組之間為加極性關(guān)系。現(xiàn)具體分析定子三相繞組之間的極性關(guān)系:
1.4.1從定子旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的原理分析繞組間極性關(guān)系
在三相異步電動(dòng)機(jī)的定子鐵心中放置三組結(jié)構(gòu)完全相同的繞組U1U2、V1V2、W1W2,各相繞組在空間互差120°電角度,向這三相繞組中通入對稱的三相交流電,則在定子與轉(zhuǎn)子的空氣隙中產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場。
從旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的原理可以分析出,定子繞組在定子鐵芯上按空間位置相差120o電角度進(jìn)行布置,其目的是使每相繞組產(chǎn)生的磁場相加合成旋轉(zhuǎn)磁場。因此判斷定子三相繞組之間為加極性關(guān)系。
2.三相繞組相序的判斷方法
2.1判斷方法
(1)三相繞組確定好首尾頭后,將三相尾端連在一起。任選一相做為B相,分別接至電池和毫伏表的負(fù)極。任選一相假定為A相,接至毫伏表的正極。最后一相假定為C相,接至電池的正極。
(2)按電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)向盤動(dòng)轉(zhuǎn)子,若毫伏表指針正向偏轉(zhuǎn),則上述相序正確。若毫伏表指針反向偏轉(zhuǎn),則說明相序錯(cuò)誤,將假定的A、C相互換即可。
2.2判斷方法的原理
定子內(nèi)的磁場分布如圖2-1所示:
圖2-1定子內(nèi)磁場分布圖2-2三相對稱電流分布圖
由圖可以看出,此時(shí)IC>0IB<0IA=0。在圖2-2中找到對應(yīng)點(diǎn)為0點(diǎn)。因轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向與磁場旋轉(zhuǎn)方向相同,轉(zhuǎn)子盤動(dòng)后,轉(zhuǎn)子中的剩磁在A相繞組中感應(yīng)出電勢,產(chǎn)生的感應(yīng)電勢的方向與旋轉(zhuǎn)磁場的方向相反。如假定的相序正確,電流由A相首端流出。毫伏表指針正向偏轉(zhuǎn)。如假定的相序錯(cuò)誤,電流由A相首端流入。毫伏表指針反向偏轉(zhuǎn)。
3.結(jié)語
電動(dòng)機(jī)定子三相繞組按一定規(guī)律分布在定子鐵芯圓周上。若將繞組的頭尾接錯(cuò),則通入平衡三相電流時(shí),不但不能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,甚至還會(huì)損壞電機(jī)。若三相繞組相序接反,則可能帶壞驅(qū)動(dòng)的機(jī)械設(shè)備。為了保證電動(dòng)機(jī)安全運(yùn)行,必須進(jìn)行極性及相序檢查。
注:文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。