三相異步電動機定子繞組端部接線研究

[摘 要] 基于繞組展開圖的分析，研究和發掘其內在規律，從而歸納出用于實際生產的操作口訣，化繁為簡，快速提高實操技能水平。

[關 鍵 詞] 定子繞組；端部接線；口訣

[中圖分類號] G718 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）23-0141-01

電動機的修理在維修電工的日常工作中占著相當的比重，然而很多生產企業的維修人員文化程度參差不齊，維修操作技能大多是師傅口口相授，很少掌握電動機相關理論知識。作為中職院校的一線教師，本人數年來致力于從不同角度對三相電動機定子繞組的端部接線的研究，總結出了簡單易記的“口訣”，極大地降低了學習和掌握定子繞組端部接線的難度，對三相異步電動機定子繞組的鏈式、同心式、交叉式和雙層多種形式具有通用性，能夠快速提高實操技能水平。

研究繞組端部接線，必須明確三相異步電動機定子繞組的構成原則：1.各相繞組在每個磁極下均勻分布；2.各相繞組首端彼此相隔120°電角度；3.同相繞組線圈之間的連接順著參考電流方向；4.為節約銅線，線圈節距盡可能短。

要真正掌握定子繞組端部接線技能，需要首先對繞組的展開情況進行分析，“知其然，而知其所以然”，然后研究和發掘其內在規律，從而歸納總結用于實際生產的操作口訣。單層鏈式繞組是三相電動機定子繞組最基本的一種形式，也是學好其他形式繞組的基礎。下面以4極24槽小型電機為例來研究端部接線方法。

一、按部就班來作圖——繞組原則理論體現

（一）根據電動機基本參數進行必要的計算

已知Z=24，2P=4，m=3。則極距τ=Z/2P=24/4=6槽，相帶q=τ/m=6/3=2槽，電角度θ=P*360°=2*360°=720°，槽距角α=θ/Z=720/24=30°。

（二）確定線圈節距

線圈的兩個有效邊中的電流方向相反，所以放置時兩個有效邊應處于同一相的不同相帶下方。假設線圈的其中一個有效邊放在第8槽，則另一個有效邊可以放在第1、第2、第13、第14槽，對應的線圈結局分別為y=7、y=6、y=5、y=6?？紤]線圈節距盡可能短，確定線圈節距y=5。

（三）繪制展開圖

按照各相繞組在每個磁極下均勻分布的原則，依次繪制U相、V相、W相繞組的各個極相組。

（四）完成端部接線

假設選定第2槽作為U相繞組的進線（首端）U1，按照同相繞組線圈之間的連接順著參考電流方向的原則，順應電流方向，U相極相組之間端部接線情況為2-7→13-8→14-19→1-20，第20槽為U相繞組的出線（尾端）U2。按照各相繞組首端彼此相隔120°的原則，由于槽距角為30°，所以間隔4個槽，即第6槽為V相繞組的首端V1，V相極相組之間端部接線情況為6-11→17-12→18-23→5-24，第24槽為V相繞組的尾端V2。同理，再間隔4個槽，第10槽為W相繞組的首端W1，W相極相組之間端部接線情況為10-15→21-16→22-3→9-4，第4槽為W相繞組的尾端W2。

二、探究端部接線規律——立足實踐深入淺出

在滿足繞組構成原則的前提下，展開圖的端部接線可以有多種變化，其中一種情形會出現繞組的六個首尾端集中在一起出線。對此種情形分析可以發現兩條規律：一是同一相繞組的各個極相組是相鄰的關系，二是六個首尾集中分布時恰好對應于一個完整的相帶分布：U1-W2-V1-U2-W1-V2，并且彼此之間間隔一根端線。然而，在實際生產中，電機是沒有槽號的，并且所有的極相組一模一樣，操作者經常出現分不清各個極相組需要連接的端線。因此，為了保證接線的正確率，可以做創造性的一個變通：當操作者在進行端部接線時，每一個極相組的兩個有效邊都可以和左右手對應起來以左邊和右邊來區分，同時結合上述規律，將三相異步電動機鏈式繞組端部接線歸納為15字口訣：“隔一接一，相鄰極相組左接左，右接右”。具體操作如下：任意選定一個方向（順時針或者逆時針），任意選取一根線頭，按照“相鄰極相組左接左，右接右”的口訣完成第一相繞組的端部接線；然后在相同的方向上與選取的端線間隔一根端線，繼續按照“相鄰極相組左接左，右接右”口訣完成第二相繞組的端部接線；重復上述操作，完成第三相繞組端部接線。至于定子繞組的首尾端，1、2、3、4、5、6這6個首尾端和一個完整的相帶分布U1-W2-V1-U2-W1-V2之間一一對應標注即可。

上述的常規展開圖繪制步驟和通過實踐摸索總結出來的基于實操的仿真步驟對比可以看出：前者遵循理論知識的要求，按部就班地進行展開圖的繪制，后者則基于理論又突破理論，發掘規律歸納出口訣，完全體現真實的生產情況。“隔一接一，相鄰極相組左接左，右接右”這15字口訣不僅適用于鏈式繞組，對于同心式、交叉式繞組形式也同樣適用。至于雙層繞組，由于繞組在定子鐵芯槽中分上下兩層，實際端部接線時必須加以區分，所以15字口訣也要相應地變化為19個字：“隔一接一，相鄰極相組左接左，右接右；上接上，下接下”。按此口訣操作，雙層繞組的端部接線同樣能夠化繁為簡，快速而準確地完成。

參考文獻：

[1]李學炎.電機與變壓器[M].中國勞動社會保障出版社，2001.

[2]任艷君.電機與拖動[M].機械工業出版社，2011.