异步电机绕组首尾端判别之要点
作者：解冰
来源：《科学导报·科学工程与电力》2019年第02期
【摘 要】作者从三相异步电机定子绕组首尾端的判别与单相变压器绕组的判别方法的比较中指出：在直流判别法中两者的相同之处，以及得出相反结论，再从原理分析中找出其原因所在，使学生在学习中对这一问题能加深印象，明晰道理，较好的掌握这种方法的使用和原理。
【关键词】电机；变压器；绕组；直流法；判别
三相异步电机定子绕组的首尾端判别是《电机与变压器》课的重点内容之一，也是学生参加中级电工证考试的必考项目之一，这个内容是否能正确掌握，关系到学生能否胜任日后的工作，在实际工作中一旦判断错误，将会导致设备不能正常工作，甚至损坏设备。因此对于这部分内容的学习尤为重要，而在教学中发现学生们在学习三相异步电机首尾端的判别时由于概念模糊，常常与单相变压器同名端的判别相混淆，因此有必要对这一问题加以区分。
电机绕组首尾端和变压器绕组同名端判别方法有很多种，最常用的方法是直流法，因其操作起来比较简单方便，而且是中级电工证考试中经常需要考察的，同时也是生产实际中最常用的方法，故本文采用直流法判别。 一、变压器绕组极性的判别
因为绕组极性是由绕制方法决定的，所以可以用直观法判别它们的极性。然而已经制成的变压器由于经过浸漆或其他工艺处理从外观上无法判别，只能借助仪表来测定同名端。 判别单相变压器的极性时，为安全起见，一般多采用1.5V的干电池或2～6V的蓄电池和直流电流表或直流电压表（实验室中常用万用表的直流电流挡或直流电压挡），在变压器高压绕组接通直流电源的瞬间，根据低压绕组电流或电压的正负方向来确定变压器各出线端的极性。
具体步骤如下：1）设定线端 假定高压绕组1U1、1U2端与低压绕组2U1、2U2端，并做好标记。如图1所示。
2）连接线路 将电池的“—”极接至高压绕组1U2，而“+”极通过刀开关SA，接到接到高压绕组1U1，在低压绕组间接入一个直流毫伏表（或直流毫安表），表的“+”端子与变压器低压2U1相接，表的“—”端子与低压绕组2U2相接。
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3）合上刀开关瞬间，若直流毫伏表（或直流毫安表）的指针向零刻度的正方向（右方）正摆，则被测变压器1U1与2U1，1U2与2U2是同名端；若指针向相反方向（左方）反摆，则被测变压器1U1与2U2，2U1与1U2是同名端。 二、异步电动机电子绕组首尾端的判别
先用万用表电阻挡或摇表分别找出三相定子绕组的各相两个线头，并进行假设编号，按图2所示的方法连线。
1.观察万用表（毫安表）指针摆动的方向 刀闸开关合上瞬间，若指针正向偏转，则说明接电池正极的线头与万用表负极所接的线头同为首端或尾端；如指针反向摆动，则电池正极所接的线头与万用表正极所接的线头同为首端或尾端。
2.再将电池和开关接另一相两个线头进行测试，就可正确判断。
3.判别之后，可以用发电法进行验证：将已判断出各相的首端相连，即将U1、V1、W1连在一起，再将各相的尾端连在一起，即U2、V2、W2连在一起，然后在两连接点之间接一万用表（毫安档），用手转动转子，如万用表（毫安挡）指针若不动则说明判断正确，若指针有偏转，则说明之前的判断有误，需重新检测，直至正确为止。
从以上叙述中可以看到：两种判别方法从使用的工具、仪器到方式都是相同的，但由于电动机的三相绕组的空间结构决定了出线端子的排布并不是首端排在一起，尾端排在一起（见图3），使得结论恰好相反，这就给学生在学习中造成了一定的误解，往往在学习三相异步电动机绕组首尾端判别时，直接照搬变压器绕组的同名端的判别方法，一不注意就会判断错误。因此有必要从理论上加以分析，明确两者为什么会是相反的结论。
1.它们的测量依据都是利用楞次定律，楞次定律是指感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即当穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场方向总是与原磁场方向相反。当穿过闭合回路的磁通量减小时，感应电流磁场方向总是与原磁场方向相同。 2.同样的指针摆向对应于截然相反的结论，原因在于：
（1）当测量电动机首尾端的时候，如图5中U1、U2接上电池，即将U2接电池负极（假设它为U2），将U1瞬间接电池正极，这时将有电流I从U1相绕组流入，从U2流回电源。绕组线圈中的电流产生一个方向向上的磁场（实线箭头），在U相刚接通时，磁场从无到有地增加。
根据楞次定律，它在V、W两相绕组中感应的电动势必须反对这个变化的方向，即-V、W相线圈中电流将产生一个朝下的磁场（虚线线头）来反对U相线圈磁场的增长。根据右手螺旋定则，V、W相感应电动势（电流）方式从V1、W1流进线圈，从V2、W2流出线圈。用万
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用表毫安档检测，若V2、W2接在表头的正极，V1或W1接在表头的负极时，表针应向正摆动，反之，表针向反向摆动。
（2）测量变压器同名端时，在交变磁通作用下，初、次级绕组中穿过的磁力线方向相同。
如图1所示，1U1和2U1是同名端。当把开关S合上去的瞬间，有电流从1UI端流入，1U2端流出（此绕组作为负载，此时1UI端电势比1U2端高），在铁心内部产生的磁通是从上至下，此磁通也將在第二个绕组上瞬间产生感生电流，感生电流产生的磁场要阻碍原磁通量的变化。在本例中，感生电流产生的磁场由于其磁通方向应该是从下至上的，如此感生电流的方向是从2U2端流入，从2U1端流出（此绕组作为电源，此时2U1端电势比2U2端高），在2U1、2U2端接毫安表，如果毫安表的极性为上正下负，则毫安表将正偏。而电动机在同样的条件下，待判的两相绕组中穿过的磁力线方向是相反的（磁力线的闭合特性）。因此出现了同样的指针摆向对应于完全相反的结论。
通过上述分析，既有助于清楚两者判断上的区别，也有助于加深对楞次定律的理解。 笔者在讲授这一章节内容时，通过分析比较，找出它们的相同之处和不同之点，再利用楞次定律加以分析研究，使学生对两者在判别上的不同之处有了更加深刻的认识和理解，指导学生在实训中掌握要领，正确操作，达到学以致用的目的。 参考文献：
[1]全国中等职业技术学校电工累专业通用教材《电机与变压器》，中国劳动社会保障出版社
[2]教育部规划教材《电工基本操作技能训练》 作者简介：
解冰，女生于1962年7月30日，1984年毕业于抚顺矿务局工学院煤矿电气自动化专业，本科学历。职务：教室，职称：高级讲师，主要教学领域和研究方向：电机与变压器、电子技术基础、电力电子与变流技术。 （作者单位：抚顺市技师学院）
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