补偿绕组

电力工程术语

补偿绕组是指在大容量和工作繁重的直流电机中，在主极靴上专门冲出一些均匀分布的槽，槽内嵌放一种所谓的补偿绕组。补偿绕组与电枢绕组串联，因此补偿绕组的磁动势与电枢电流成正比，并且补偿绕组的连接方式使其磁动势方向和电枢相反，以保证在任何负载情况下随时能抵消电枢磁动势，从而减少了由电枢反应引起气隙磁场的畸变。

电动机补偿绕组结构

电动机为四极直流电动机，每个励磁铁芯有4个半开口补偿绕组槽，每个槽内有3根补偿绕组铜条。补偿绕组全部采用20mm×3mm的铜条制成，每个补偿绕组槽嵌3根铜条，分别采用绝缘纸将其两两之间隔开，嵌入补偿绕组槽时采用云母和聚酰亚胺将其与铁芯隔开。补偿绕组按照一定的布线规律，用相同规格的铜条采用焊接方式两两相连，使补偿绕组形成一个串联路径。电动机运行时电流流过补偿绕组的路径为外接电源正极—2#换向极—3#补偿绕组—2#补偿绕组—电枢—4#换向极—1#补偿绕组—4#补偿绕组—3#换向极—外接电源负极。嵌在电动机补偿绕组槽内的铜条共有48根，上下的铜条连接线分别为26根和24根。每根连接线按照规律分别连接着补偿绕组槽内的铜条的两端，这样共有98个焊接点。

补偿绕组故障描述与故障分析

电动机拆卸后，通过观察，发现大部分故障是由于补偿绕组的焊接处出现开焊或烧断现象。由于补偿绕组焊接不牢固或焊接不均匀使得焊接处过电流能力差，且电动机电枢、补偿绕组和换向极串联，工作时电枢电流较大，电动机振动也大，导致电动机补偿绕组的焊点处开焊或烧毁。为避免再出现上述故障，在对电动机补偿绕组结构进行分析后，决定对其进行改造，以彻底解决这一问题。

电动机补偿绕组改造分析

由于电动机补偿绕组焊接点较多，难免会出现焊接不牢固或不均匀或经长时间大电流运行后出现焊点融化等现象。为了彻底消除以上故障隐患，采用了以下方法对其进行改造：

（1）重新制作铁芯，将所有的补偿绕组槽加宽加深，并使用开口槽，然后把每槽原有的3根铜条改为每槽9根铜条，采用3根铜条并联的方式。由于每根铜条都包裹绝缘材料，加大了导热空间，降低了电机运行时热量的聚集；

（2）将原补偿绕组槽中的3根截面积为20mm×3mm的铜条换成了9根截面积为5mm×7.85mm的铜条，使得补偿绕组的过流能力大幅度提高，这样就不会因为微小的接触电阻增大而导致补偿绕组的烧毁；

（3）为了补偿铁芯上补偿绕组槽加宽加深和使用开口槽对电机磁场带来的影响，采用磁性槽楔来增加铁芯的磁导率，使得磁密分布更加均匀，脉振幅值减小，铁耗减小；

（4）将原补偿绕组的分段焊接改为环形绕组，也就是所有的绕组先做成规定的形状。这样就将原推压电动机多点连接的方式改为成型绕组嵌入方式，焊接点由原来的96个减少到6 个，大大降低了电动机补偿绕组焊接不牢固或焊接不均匀等造成的故障隐患。

总结

通过对电动机补偿绕组的改造，从根本上解决了补偿绕组由于焊接不牢固产生的开焊现象和由于焊接不均匀且电流过大产生的烧毁现象。电动机投入使用半年，补偿绕组未出现任何异常，说明推压电动机补偿绕组的改造方案是可行的，同时也为其他直流电动机的改造提供了一些参考。

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