1 概述
三相異步電動機比較常見的是單繞組電動機和雙繞組電動機兩種形式，三相異步電動機的定子繞組按照一定的規(guī)律分布在定子鐵芯上，每一相有頭有尾，三相繞組按一定的規(guī)律首尾連接，形成Y或Δ接線。如果把他們的頭尾連接不正確，當(dāng)接入三相交流電時，不僅會因為不能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場而導(dǎo)致不能正常運行，而且會導(dǎo)致繞組發(fā)熱，甚至燒毀電機。因此對新投運的電機或繞組重新繞制后的電機，必須進行定子的極性檢查，以確保其連接的正確性。國標GB50150-2006《電氣裝置安裝工程 電氣設(shè)備交接試驗標準》第6.0.11條規(guī)定“ 檢查定子繞組的極性及其連接應(yīng)正確。中性點未引出者可不檢查極性”。中性點引出的如何檢查呢？中性點未引出者不能檢查嗎？查閱相關(guān)的電氣試驗書籍，一些書上只介紹了中性點引出的定子繞組的極性及其連接正確性的測試驗證方法，而且大都是錯誤的。對于中性點未引出的繞組，則沒有書籍介紹其測試驗證方法。本文結(jié)合實際工作的實踐，就三相異步電動機繞組連接正確性的判斷方法，進行了嘗試性的探討。
2 三相異步電動機的工作原理
在三相異步電動機的定子鐵芯上，纏繞著對稱的三相繞組A－X、B－Y、C－Z。當(dāng)異步電動機三相對稱定子繞組中通入三相交流電，就會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，該旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路），載流的轉(zhuǎn)子繞組在定子旋轉(zhuǎn)磁場的作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，并且電機旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同。
2.1 單繞組電動機定子繞組極性及其連接正確性的判別方法
2.1.1 首尾兩端全部引出的定子繞組
如果電動機三相繞組的首尾兩端全部引出，試驗前首先要記錄下繞組的連接情況，一般繞組的首端都標有記號U1、V1、W1，尾端標有U2、V2、W2，然后將繞組拆開，用萬用表的歐姆檔驗證一下U1U2、V1V2、W1W2是否是同一個繞組的首尾兩端，檢查果無誤后，把一塊毫伏表（或毫安表）的正極性端與繞組V1V2的V1端連接，負極性端與繞組的V2端連接。再把繞組U1U2的U2端與一塊甲電池的負連接好，把甲電池的正與繞組的U1端瞬時短接，如果毫伏表的指針反偏，則說明U1和V2是同名端，繞組U1U2和V1V2的首尾端的標注是正確的（許多書籍上說，如果毫伏表正偏，則說明U1和V2是同名端-----這是錯誤的）。同樣，再把毫伏表的正極性端與繞組W1W2的W1端連接，負極性端與繞組W1W2的W2端連接，把甲電池的正與繞組的U1端瞬時短接，如果毫伏表的指針反偏，則說明U1和W1是同名端，繞組U1U2、V1V2和W1W2的首尾端的標注是正確的。這里需要注意的是：電動機的三相繞組是在空間上相差120o布置在定子鐵芯上的，因此才會有測出U1和V2是同名端，U1和W2是同名端的結(jié)果，但是V2和W2并不是同名端，這一點要注意。三相繞組的首尾兩端確定以后，就可以由此判斷出電動機三相繞組連接的正確與否。
2.1.2 中心點未引出的Y連接的定子繞組
對于中心點未引出的Y連接的電動機，由于只有首端引出，因此上面介紹的方法無法使用，但可以用如下的方法進行測量：在AB兩相之間施加一個交流電壓，記下UAB的數(shù)值，用萬用表測量AC之間和BC之間的電壓，記下UAC和UBC的值；然后在BC兩相之間施加相同的交流電壓，用萬用表測量CA之間和AB之間的電壓，記下UCA和UAB的值；再在CA兩相之間施加相同的交流電壓，用萬用表測量BC之間和AB之間的電壓，記下UBC和UAB的值。如果UAC和UBC，UCA和UBA，UCB和UAB任意一組中的兩個電壓值相差不大，則說明電動機的接線是正確的；如果其中一組，例如UCA和UBA的數(shù)值相差不大，而另外兩組，UAC和UBC，UCB和UAB中的數(shù)值差別較大，則說明A相繞組接反了。其原理分析如下： 如果AB兩相的繞組都沒有接反，當(dāng)在AB兩端施加一個交流電壓時，其產(chǎn)生的磁場分布如圖1所示，其合成磁場的方向與C相繞組的方向重合，在C相繞組中不產(chǎn)生電勢，因此UAC=UA，UBC=UB，而電壓UAB基本上是在A、B兩相繞組間平均分配的，因此測得的電壓UAC和UBC基本相等。但是，當(dāng)有一相，如B相接反了時，在AB之間加上一個電壓以后，其產(chǎn)生的磁場就發(fā)生了變化，如圖2所示，AB兩相合成磁場與C相繞組的方向垂直，將在C相中產(chǎn)生一個的電勢EC，EC=－UC。此時，|UAC|＝| UA －UC|＝| UAB－UC|＝| UAB＋EC|，|UBC|＝| UB －UC|＝|－ UAB－UC|＝| UAB－EC|，由于電勢EC的方向與UAC的方向一致，所以|UAC|》|UBC|。下面是一臺380V Y連接三相異步電機定子繞組的驗證測試數(shù)據(jù)：
由以上兩個表格可以看出，當(dāng)三相繞組連接正確時，在任意兩相之間施加一個電壓（表中帶下劃線的數(shù)字為外部施加電壓的值），分別測量第三相和這兩相中每一相之間的電壓，你會發(fā)現(xiàn)這兩個電壓基本是相等的；而如果其中一相接反，你會發(fā)現(xiàn)：如果接反相是施加電壓中的一相時，分別測量第三相和這兩相中每一相之間的電壓，這兩個電壓的壓差增大，約為施加電壓的5%～10%（ ， ），而且有接反繞組的兩相的相間電壓減小。
2.1.3 中性點引出的Y連接定子繞組
這種電機的繞組有四個引出端，可以采用上述兩種方法中的任意一種，來驗證其繞組連接的正確性。
2.1.4 只有首端引出的Δ連接的定子繞組
對于Δ連接的電動機，當(dāng)外部端子確定以后，其內(nèi)部的連接如圖3所示，其測量原理如下：如果三相繞組連接正確，當(dāng)在其中的兩相之間，例如AB之間施加一個電壓時，其產(chǎn)生電場的分布情況見圖4，從圖中可以看出Φb，Φc的大小是相同的，因此測量出的電壓Uac（=Uc）和Ubc（=Ub）也基本是相等的。但是當(dāng)其中的一相，如B相接反了時，情況就發(fā)生了變化，不考慮A相繞組磁場對B、C兩相繞組影響時的磁場分布如圖5所示，由于B相繞組和C相繞組中流過的是同一個電流，所以Φc1，Φb1的大小是相同的，但從圖中明顯可以看出Φa對B相繞組起去磁作用，而對C相繞組起助磁作用，從而使
zui終的B相磁通Φb小于C相的磁通Φc，進而導(dǎo)致Ub
由以上兩個表格可以看出，當(dāng)三相繞組連接正確時，在任意兩端子之間施加一個電壓（表中帶下劃線的數(shù)字為外部施加電壓的數(shù)值），分別測量第三個端子和這兩個端子之中每一個端子之間的電壓，你會發(fā)現(xiàn)這兩個電壓基本是相等的；而如果其中一相接反，你會發(fā)現(xiàn)：如果接反相的繞組是與另一個繞組串聯(lián)共同來承受外部施加電壓時，分別測量第三個端子和這兩個外施電壓端子中每一個之間的電壓，這兩個電壓的壓差明顯增大，約為外施電壓的5%～10%（ ， ），而且與接反繞組兩端直接連接的兩個端子的測量電壓減小。從以上我們也可以看出測量Δ連接繞組與Y連接繞組的不同：當(dāng)在兩個端子之間施加電壓時，Y連接只有兩個繞組中流過電流，繞組無論接反與否，電壓都將在二者之間平均分配，只是當(dāng)有一個繞組接反時，第三個繞組中將感應(yīng)出電勢，從而影響測量結(jié)果；而當(dāng)在Δ連接繞組的兩個端子之間施加電壓時，三個繞組中都將流過電流，三個繞組之間將相互影響，但是，只有當(dāng)接反的繞組和另外一個繞組串聯(lián)跨接在外加電源的兩個端子之間時，才會影響到這兩個繞組之間的電壓分布，使兩個繞組間的電壓分布不均勻性增大。
3 雙繞組電動機定子繞組連接極性及其正確性的判別方法
3.1 首尾兩端全部引出的定子繞組
對于首尾兩端全部引出的雙繞組電動機，可以采用上面介紹過的任何一種方法來測量每一組繞組首尾兩端標注的正確性，由于兩組繞組之間在工作中可能作如圖6 所示的Y和雙Δ等方式的連接，此時必須測量出同一相兩個繞組之間的極性關(guān)系，以便做出正確的連接。方法是采用上面介紹過的甲電池和毫伏表（毫安表）法，但是需要注意的是，測量的結(jié)果應(yīng)當(dāng)是同相兩個繞組的首端是同名端，這一點與異相之間的測量結(jié)果不同。
3.2 一組繞組首尾兩端全部引出而另一組繞組內(nèi)部做Y連接只引出首端的定子繞組
對于這兩組繞組，可用上面介紹過的方法分別測量出Y繞組連接的正確性和首尾兩端全部引出的繞組的首尾兩端標注的正確性。由于工作時，兩組繞組之間可能有不同的連接方式，如雙Δ連接、雙Y連接和Y連接等，因此有必要確定出屬于同一相的兩個繞組和兩個繞組的首端。但是由于這種雙繞組電機內(nèi)部繞組排列的復(fù)雜性，盡管我嘗試過許多方法，仍然沒有找到一種滿意的測試方法。
4 試驗中應(yīng)注意的事項
在實際的測試工程中，對于6KV和10KV的高壓電機，可以直接加220V或380V的電壓進行測試。對于低壓電機，應(yīng)使用調(diào)壓器，逐漸調(diào)高電壓，在此過程中，應(yīng)注意聽轉(zhuǎn)子發(fā)出的嗡嗡聲，聲音較大時，應(yīng)停止升壓，而且加壓時間不易過長，以免損壞電機。如果可能的話，施加的電壓應(yīng)盡可能大一些，這樣測試結(jié)果的誤差會少一些，有利于對問題的分析。
5 結(jié)論
實際上，三相異步電動機定子繞組的連接方式遠遠不止這些，有些還相當(dāng)復(fù)雜，但是通過參考上面介紹的方法，對你找到正確的測試方法將有所幫助。而且工作中，對于接線端子搞亂了的時候，或者電機由于運行時間過長，端子標號不清楚的情況，通過使用上面介紹的方法，就會很容易地把問題解決掉。
