引言
雙速電動機作為主要的動力設(shè)備,通常用于驅(qū)動泵、風機這類傳動機械上,可隨負載性質(zhì)要求進行有級調(diào)速,可通過改變定子繞組的連接方法改變磁極對數(shù),從而改變電動機的轉(zhuǎn)速。雙速電動機在機床、礦山、冶金、紡織、印染、化工、農(nóng)機等領(lǐng)域得到了廣泛應用。
1雙速電動機接線端錯接造成主電路故障
為了讓高職學生更好地掌握對雙速電動機的應用,學校實驗實訓室經(jīng)常用這種電機進行教學。在實訓中發(fā)現(xiàn)雖然按照電路圖正確接線,但通電調(diào)試結(jié)果卻不符合正?，F(xiàn)象,有一次甚至燒壞了電機。
經(jīng)過反復檢查,懷疑由接線端子錯位所致。如果在雙速電動機接入主電路時接線端子錯位,輕者會讓電動機缺乏動力,重者會引起電動機過載而燒壞。
2利用電阻測得值和計算值比較的方法確定故障原因
下面嘗試用繞組電阻測得值和繞組電阻混聯(lián)計算值相比較的方法,判斷雙速電動機接線端是否接對。正常狀態(tài)下,雙速電動機繞組圖如圖1（a）所示。對圖1（a）用萬用表電阻檔分4組測量各端點間的電阻值。如果測得第1組繞組電阻值分別為RU1V1=445Ω、RV1w1=445Ω、Rw1U1=445Ω:測得第2組繞組電阻值分別為RU2V2=445Ω、RV2w2=445Ω、Rw2U2=445Ω:測得第3組繞組電阻值分別為RU1U2=278Ω、RV1V2=278Ω、Rw1w2=278Ω:測得第4組繞組電阻值分別為RU1w2=278Ω、RV1U2=278Ω、Rw1V2=278Ω。
這種雙速電動機每相是由兩個繞組串聯(lián)而成,設(shè)每個繞組的電阻為R,則:
那么可以推算出R=333.75Ω。
雙速電動機的出線端和其他普通三相異步電動機類似,有6個接線端子,但這6個端子的含義不同,位置也不隨意改變。因為雙速電動機高速運行時需反向并聯(lián)形成雙星形連接,這樣才能得到一對磁極,若此時電角度φu=0О、φv=-120О、φw=120О。低速時三相繞組三角形連接,每相繞組的兩個"半相繞組"順向串聯(lián),磁極對數(shù)為P=2。電角度是機械角度的P倍。當P=2時,電角度φu=0О、φv=-240О、φw=240О,初相角必須用-180О～180О表示,通過換算,得φu=0О、φv=120О、φw=-120О。由此可見,當P改變時,引起3個繞組的空間相序發(fā)生變化,從而引起電動機反轉(zhuǎn)。
實驗室用的雙速電動機6個接線端子是引到接線排上的,每個繞組的首端或是中心點采用相同顏色的導線,因此每個繞組的一端（這里定義為首端）正確連接是沒有問題的。另一端是各繞組的中心點（U2、V2、w2）卻不能亂接。但由于設(shè)備生產(chǎn)廠家工人的疏忽,這3個端子沒有一一對應好,造成有幾臺設(shè)備出現(xiàn)低速正轉(zhuǎn),經(jīng)過換相后,高速卻是反轉(zhuǎn),甚至還有燒壞繞組的情況出現(xiàn)。下面具體研究怎樣預防雙速電動機故障的發(fā)生,以及怎樣判斷已經(jīng)發(fā)生故障的雙速電動機。
下面看一組測量數(shù)據(jù),以判斷端子錯位情況。
如果測得第1組繞組電阻值為RU1V1=445Ω、RV1w1=445Ω、Rw1U1=445Ω:第2組繞組電阻值為RU2V2=445Ω、RV2w2=445Ω、Rw2U2=445Ω:第3組繞組電阻值為RU1U2=500Ω、RV1V2=500Ω、Rw1w2=500Ω:第4組繞組電阻值為RU1w2=278Ω、RV1U2=278Ω、Rw1V2=278Ω。雙速電動機的3個首端只要是每相繞組的一端即可,如圖1（b）所示,從上面的數(shù)據(jù)可以看出,一端固定好后,前兩組數(shù)據(jù)可以看出一個繞組的首尾端數(shù)值是不變的,即第1組繞組和第2組繞組的電阻值不變。那么該電動機繞組3個中間點U2、V2、w2是怎樣接的呢?
與上述正常數(shù)據(jù)對比,發(fā)現(xiàn)有3組數(shù)據(jù)沒有問題,只有RU1U2=500Ω、RV1V2=500Ω、Rw1w2=500Ω這組數(shù)據(jù)異常。觀察這組數(shù)據(jù)并通過計算可知,U2、V2、w2的位置如圖2（e）所示。
U2、V2、w2除了這種擺放位置還有其他擺放樣式嗎?算上圖1（a）所示的正常狀態(tài),還有5種不同的擺放樣式,如圖2（e）（f）（g）（h）（i）所示。
圖2中5種不同的擺放樣式形成5種繞組不同的連接方式,這些均是不正常的。這些連接方式會造成高速時U2、V2、w2連成公共點時不能形成反向并聯(lián),造成3個繞組的空間相序發(fā)生的變化會是順移120О,從而不能形成反向磁場,接線時低速轉(zhuǎn)高速由于換相,出現(xiàn)高速反轉(zhuǎn)現(xiàn)象,從而導致故障的發(fā)生。
3電阻測得值和計算值比較法的推廣應用
通過將電阻測得值和計算值相比較,還能用于判斷其他電機繞組故障。如果由于某種原因?qū)е耈1U2之間的繞組燒斷,如圖1中(c）所示,通過計算可得各端點間的電阻值為RU1V1=13350、RV1w1=667.50、Rw1U1=667.50:RU2V2=667.50、RV2w2=667.50、Rw2U2=1330:RU1U2=1668.750、RV1V2=333.750、Rw1w2=333.750:RU1w2=333.750、RV1U2=333.750、Rw1V2=333.750。如果測得直流電阻與上面的情況類似,就是出現(xiàn)了以上故障。
另外,如果由于某種原因?qū)е耈1V1之間的繞組燒斷,如圖1中(d）所示,通過計算可得各端點間的電阻值為RU1V1=13350、RV1w1=667.50、Rw1U1=667.50:RU2V2=&0、RV2w2=667.50、Rw2U2=&0:RU1U2=&0、RV1V2=333.750、Rw1w2=333.750:RU1w2=333.750、RV1U2=&0、Rw1V2=333.750。如果測得直流電阻與上面的情況類似,就是出現(xiàn)了以上故障。
4結(jié)語
當然測量和計算方法還可以運用到其他電動機故障的判斷上,只要能畫出等效電路,設(shè)定每相繞組的直流電阻R值,通過測量正常的電機并計算出R值,然后將此數(shù)據(jù)與待測電機的數(shù)據(jù)進行比較后判斷,即可分析出故障所在。
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