Чем отличается подключение звездой от треугольника. Какие преимущества и недостатки у каждого способа соединения обмоток трехфазного двигателя. Как правильно выбрать схему подключения в зависимости от условий работы.
Особенности соединения обмоток звездой и треугольником
При подключении трехфазных электродвигателей используются два основных способа соединения обмоток статора:
- Соединение звездой
- Соединение треугольником
Каждый из этих способов имеет свои особенности, преимущества и недостатки. Рассмотрим их подробнее.
Соединение звездой
При соединении звездой все концы обмоток объединяются в одну точку, которая называется нейтральной. Начала обмоток подключаются к фазам питающей сети.
Основные особенности соединения звездой:
- Фазное напряжение на обмотках в √3 раз меньше линейного напряжения сети
- Ток в обмотках меньше, чем при соединении треугольником
- Мощность двигателя снижается примерно в 3 раза по сравнению с паспортной
- Пусковой момент ниже, чем при соединении треугольником
Соединение треугольником
При соединении треугольником конец одной обмотки соединяется с началом следующей, образуя замкнутый контур. К точкам соединения обмоток подключаются фазы питающей сети.

Особенности соединения треугольником:
- На обмотках полное линейное напряжение сети
- Ток в обмотках в √3 раз больше, чем при соединении звездой
- Двигатель развивает полную паспортную мощность
- Высокий пусковой момент
- Большие пусковые токи
Преимущества и недостатки соединения звездой
Соединение обмоток звездой обладает следующими достоинствами:
- Плавный и мягкий пуск двигателя
- Меньшие пусковые токи
- Возможность работы от сети с меньшим напряжением
- Меньший нагрев обмоток при длительной работе
- Повышенная надежность при перегрузках
К недостаткам соединения звездой можно отнести:
- Снижение мощности двигателя примерно в 3 раза
- Уменьшение пускового момента
- Невозможность развить полную паспортную мощность
Плюсы и минусы соединения треугольником
Преимущества соединения обмоток треугольником:
- Двигатель развивает полную паспортную мощность
- Высокий пусковой момент
- Возможность получить от двигателя максимальную отдачу
Основные недостатки соединения треугольником:
- Большие пусковые токи, в 6-7 раз превышающие номинальные
- Повышенный нагрев обмоток при пуске
- Требуется более мощная пусковая аппаратура
- Возможны проблемы с пуском в тяжелых условиях
Выбор оптимальной схемы подключения
При выборе способа соединения обмоток трехфазного двигателя следует учитывать несколько факторов:

- Характер нагрузки на валу двигателя
- Требования к пусковому моменту
- Возможности питающей сети
- Продолжительность работы и частоту пусков
- Требования к энергоэффективности
В большинстве случаев оптимальным является следующий подход:
- Для пуска использовать соединение звездой
- После выхода на номинальные обороты переключать на треугольник
Это позволяет сочетать плавный пуск с возможностью работы на полной мощности. Для автоматизации процесса используются специальные пусковые устройства.
Особенности использования комбинированной схемы пуска
Комбинированная схема пуска «звезда-треугольник» позволяет значительно снизить пусковые токи при сохранении высокого пускового момента. Ее особенности:
- Первоначальный пуск производится при соединении звездой
- После разгона двигатель автоматически переключается на треугольник
- Снижение пусковых токов в 2-3 раза по сравнению с прямым пуском
- Плавный разгон без рывков
- Возможность частых пусков без перегрева
Для реализации такой схемы требуется специальная пусковая аппаратура с реле времени и контакторами. Это несколько усложняет и удорожает систему управления двигателем.

Рекомендации по выбору способа подключения
При выборе оптимального способа подключения трехфазного асинхронного двигателя можно руководствоваться следующими рекомендациями:
- Для двигателей малой мощности (до 3-5 кВт) допустимо постоянное включение треугольником
- Двигатели средней мощности лучше пускать звездой с последующим переключением на треугольник
- Мощные двигатели (от 30-40 кВт) требуют специальных устройств плавного пуска
- При частых пусках предпочтительнее соединение звездой
- Для получения максимального момента используют включение треугольником
- При пониженном напряжении сети используют соединение звездой
В любом случае следует внимательно изучить паспортные данные двигателя и рекомендации производителя по его подключению и эксплуатации.
Заключение
Правильный выбор способа соединения обмоток трехфазного асинхронного двигателя позволяет добиться оптимального сочетания пусковых и рабочих характеристик. Комбинирование схем звезда и треугольник дает возможность реализовать плавный пуск с последующей работой на полной мощности. При этом важно учитывать особенности конкретного двигателя и условия его эксплуатации.

Чем отличается соединение звезда от треугольника
В трехфазных цепях обычно применяется два типа соединения обмоток трансформаторов, электрических приёмников и генераторов. Одно из этих соединений носит название звезда, другое — треугольник. Рассмотрим подробнее, что это за соединения и чем они отличаются друг от друга.
Определение
Соединение в звезду подразумевает под собой такое соединение, в котором все рабочие концы фазных обмоток объединяются в один узел, называемый нулевой или нейтральной точкой и обозначается буквой O.
Соединение в треугольник представляет собой схему, при которой фазные обмотки генератора соединяются таким образом, что начало одной из них соединяется с концом другой.
к содержанию ↑Сравнение
Различие в указанных схемах состоит в соединении концов обмоток генератора электродвигателя. В схеме «звезда», все концы обмоток соединяются вместе, тогда как в схеме «треугольник» конец одной фазной обмотки монтируется с началом следующей.
Кроме принципиальной схемы сборки, электродвигатели с фазными обмотками, соединенными звездой, функционируют значительно мягче, чем двигатели, имеющие соединение фазных обмоток в треугольник. Но при соединении звездой электродвигатель не имеет возможности развивать свою полную паспортную мощность. Тогда как, при соединении фазных обмоток в треугольник двигатель всегда работает на полную заявленную мощность, которая почти в полтора раза выше, чем при соединении в звезду. Большим недостатком соединения треугольником являются очень большие величины пусковых токов.
к содержанию ↑Выводы TheDifference.ru
- В схеме соединения звезда концы обмоток монтируются в один узел.
- В схеме соединения треугольник конец одной обмотки монтируется с началом следующей обмотки.
- Электродвигатель с обмотками, соединенными звездой работает более плавно, чем двигатель с соединением в треугольник.
- При соединении звездой мощность двигателя всегда ниже паспортной.
- При соединении в треугольник мощность двигателя почти в полтора раза выше, чем при соединении в звезду.
Разница схемы звезда и треугольник
Специфика трехфазных электрических сетей предусматривает два варианта подключения трехфазных нагрузок – звездой и треугольником. Это касается фазных обмоток в трехфазных электродвигателях, обмоток трансформаторов или нагревательных элементов электрических котлов. При этом для звезды начала всех обмоток соединяются с фазными проводами, а концы обмоток соединены в нулевую (нейтральную) точку. В случае соединения треугольником конец предыдущей обмотки соединяется с началом последующей, образуя равносторонний треугольник, а все 3 фазы подключаются к его вершинам (точкам соединения).
Однако геометрические схемные различия не единственное, что отличает звезду от треугольника. Рассматривая на примере активной нагрузки, представленной тремя ТЕНами, видим, что в случае соединения звездой при выходе из строя одного нагревателя, двое остальных, подключенных последовательно на линейное напряжение остаются работать, а вот при поломке сразу двух перестает работать и третий. Если все три ТЕНа подключены треугольником, то каждый из них работает от линейного напряжения (380 в) и нагреватель сохраняет работоспособность даже при выходе из строя двух элементов.
Схема подключения и мощность асинхронных электродвигателей
Иначе сказываются схемы подключения обмоток статора в асинхронных двигателях. Дело в том, что при подключении их звездой или треугольником мощность двигателя меняется в три раза. То есть в случае подключения трехфазных асинхронных электродвигателей предназначенных для работы в подключении звездой при 380 вольтах трехфазного напряжения, треугольником их мощность увеличивается втрое. При таком режиме двигатель просто сгорает, но если у двигателя, рассчитанного на работу при подключении треугольником в те же 380 В обмотки статора соединены звездой, то его мощность упадет в три раза.
Последнее свойство нашло широкое применение в схемах пуска электрического двигателя. При запуске электродвигателя величина пускового тока может до 10 раз превышать номинальные значения. Влияние пусковых нагрузок негативным образом сказывается на напряжении в сети и на работе подключенного к ней оборудования.
С целью снижения пусковых токов электродвигатель включается по схеме пуска звезда-треугольник, при которой до момента разгона он подключен звездой, а при достижении номинальных оборотов на валу переключается на схему треугольника. Для возможности реализации схемы переключения звезда-треугольник большинство мощных электродвигателей имеют отдельные выводы обмоток статора, сама коммутация обеспечивается применением контакторов.
Таким образом каждая из схем включения имеет свои достоинства. Для треугольника это достижение максимальной мощности, хотя требует строгого соблюдения эксплуатационных режимов, преимуществами соединения звездой можно назвать:
- плавный пуск;
- работу в номинальном режиме;
- нормальную реакцию на кратковременные перегрузки;
- оптимальные температурные режимы.
Схемы подключения обмоток генераторов
В отношении электрогенераторов схемы подключения обмоток тоже имеют свои отличия. Как и нагрузка, они также могут включаться по схеме звезды или треугольника, однако мощность генератора при этом остается неизменной. Изменения касаются выходного напряжения, так если обмотки генератора соединяют звездой, то выходное напряжение будет в √3 раз ниже, нежели при соединении треугольником, но поскольку мощность остается неизменной, то при увеличении напряжения значение тока падает на этот же множитель.
Смотрите также другие статьи :
Перекос фаз, в чем опасность
Перекосом фазных напряжений в трехфазных электрических сетях называют несовпадение величин последних, вызванное, как правило, неравномерностью распределения нагрузок.
Подробнее…УЗО и дифавтомат в чем разница
Если необходимо быстро определить, дифавтомат или УЗО перед вами, то необходимо обратить внимание на маркировку, на диф. автомате рядом с номинальным током стоит какая например буква С или В, что указывает на категорию расцепителя, если же стоит маркировка с указанием ампер (буква А), то это однозначно УЗО. Ниже на фото видно, в верхнем ряду установлены именно диф. автоматы, а в нижнем ряду УЗО.
Подробнее…в чем отличия и основные особенности
Асинхронный двигатель питается от трехфазной сети переменного тока. Для работы может использоваться соединение треугольником и звездой. Для того чтобы все смогло стабильно работать, необходимо применять созданные для этого специальные перемычки, будь то соединение звездой или треугольником. Это наиболее удобные варианты для соединения и, соответственно, имеющие высокую степень надежности.
Отличия соединений
Для начала следует выяснить, в чем разница звезды и треугольника. Если подойти к подобному вопросу с точки зрения электротехники, то первый вариант дает возможность двигателю работать более плавно и мягко. Но есть один момент: двигатель не сможет выйти на полную мощность, которая представлена в характеристиках технического плана.
Соединение треугольником дает возможность двигателю в скором времени достичь максимальной мощности. Следовательно, на полную мощность применяется КПД устройства. Однако, есть серьезный недостаток, который заключается в больших пусковых токах.
Борьба с такими явлениями, как высокие показатели пусковых токов, состоит в подключении к схеме реостата пуска. Это дает возможность осуществить гораздо более плавный пуск двигателя и улучшить его рабочие характеристики.
Подключение звездой
Соединение звездой заключается в том, что концы всех 3 обмоток воссоединяются в общую точку под названием нейтраль. Если в наличии имеется нейтральный провод, то такая схема считается четырехпроводной, при его отсутствии — она трехпроводная.
Начало у выводов закрепляется к определенным фазам сети питания. Напряжение, которое приложено к этим фазам, равняется 380 вольтам или 660 вольтам. К основным плюсам такой схемы следует отнести:
- Безостановочная работа двигателя на протяжении длительного времени и с устойчивостью.
- Благодаря понижению мощности оборудования повышаются надежность и время эксплуатации для схемы звезда.
- Пуск привода электрического типа благодаря такому соединению обладает повышенной плавностью.
- Есть возможность для влияния на параметры кратковременной перегрузкой.
- При работе корпус у оборудования не станет доступен для перегрева.
Имеется оборудование с соединением обмоток внутри. Поскольку на колодку подобного оборудования ставят только три вывода, то прочие методы соединения не могут быть применимы. Такое исполнение не требует наличия квалифицированных специалистов.
Схема треугольником
Вместо схемы звезда можно использовать соединение треугольником, суть которого в соединении концов и начал обмоток последовательным образом. Конец у обмотки фазы С замыкает цепь и создает целый контур. За счет такой формы получающаяся схема будет более эргономичной.
На каждой из обмоток имеется линейное напряжение 220 или 380 вольт. Из основных достоинств схемы имеются:
- Мощность электрических двигателей достигает наивысшего значения.
- Применение соответствующего реостата для более плавного пуска.
- Значительно увеличенный момент вращения.
- Высокие показатели тяговых усилий.
Применяют треугольник в таких механизмах, где требуются весомые пусковые нагрузки и энергия для мощных механизмов. Значительный момент вращения достигается ростом показателей ЭДС самоиндукции. Вызвано такое явление большими токами протекания.
Комбинация из звезды и треугольника
Если конструкция сложного типа, то используют комбинированный метод звезды и треугольника. Использование подобного способа ведет к тому, что сильно возрастает мощность. Но в случае, когда двигатель не может подойти по техническим характеристикам, все будет перегреваться и сгорит.
Чтобы снизить линейное напряжение в обмотках статора, следует применить схему звезда. После снижения протекающего тока начнется увеличение частоты. Схема релейно-контактного типа помогает переключить треугольник на звезду.
Именно эта комбинация выдает наибольшую надежность и значительную продуктивность применяемого оборудования без опасений в плане выхода из строя. Эта схема эффективна для двигателей, где задействована облегченная схема пуска. Но при понижении пускового тока и неизменном моменте ее применять не стоит. Альтернативой служит фазный ротор с реостатом для пуска.
Дополнительные советы
Ток во время пуска двигателя в 7 раз превосходит рабочий ток. Мощность в полтора раза выше при соединении треугольником, пуск с высокой плавностью при этом получается с помощью проводов частотного типа.
Метод воссоединения звездой требует учета того момента, что нужно исправлять перекосы фаз, иначе есть риск выхода оборудования из строя.
Линейные и фазные напряжения при треугольнике равняются между собой. Если требуется включить двигатель в бытовую сеть, то нужен фазосдвигающего вида конденсатор. Таким образом, использование схемы треугольником или звездой зависит от конструкции двигателя и требований бытовой сети. Потому следует внимательно смотреть на показатели двигателя и необходимые параметры, которые требуется увеличить для более эффективной работы конструкции.
Подключение звезда и треугольник: в чем разница соединения
Объединение обмоточных элементов ряда устройств (двигатели, трансформаторы и т.п.), предназначенныхдля трехфазной электрической сети, осуществляется по специализированными схемам подключения, наиболее популярными из которых являются так называемые звезда и треугольник.
Любой уважающий себя электрик должен понимать разницу между соединениями звездой и треугольником. Из нижеследующей статьи вы можете почерпнуть полезную информацию по данному вопросу.
Звезда и треугольник: принцип подключения
Рассмотрим основные принципы реализации самых популярных видов подключений обмоток устройств, работающихот трехфазной электрической сети.
Соединения типа звезда
Устройство, предназначенное для работы с трехфазной сетью, всегда имеет три независимых друг от друга рабочих обмотки. Каждая из последних, в свою очередь, имеет два вывода (своеобразные начало и конец обмотки). Подключение по типу звезды предполагает коммутацию концов всех обмоточных элементов в единый узел, именуемый нулевой точкой.
Начальные выводы каждой из обмоток соединяются с фазными проводниками электрической сети, к которой осуществляется подключение. Иными словами, начало каждой обмотки подключается к одной из фаз – A, B, C (L1, L2, L3). Между началами любой пары обмоток наличествует фазное напряжение питающей сети – 380 вольт.
Соединение типа треугольник
Суть подключения обмоточной части трехфазного устройства по принципу треугольной схемы заключается в коммутации конца одной обмотки с началом другой. Иными словами, конец первой обмотки соединяется с началом второй, конец второй – с началом третьей, конец третьей – с началом первой. Таким образом создается электрический контур и замыкается цепь.
При таком типе соединения обмоток между началами каждой пары из них наличествует линейное (однофазное) напряжение, равное 220 вольт. Обычно соединение обмоток треугольником реализуется посредством специальных металлических перемычек, как правило, входящих в комплектацию оборудования.
В чем разница подключений типа звезда и треугольник?
Принципиальная разница между звездочкой и треугольным соединением заключается в том, что при использовании одной питающей электрической сети имеется возможность создавать разные параметры напряжения на подсоединяемом устройстве.
Чаще всего применяется объединение обмоточных элементов по типу звезды. Это оправдано щадящими условиями последующей эксплуатации электрического приводного механизма либо трансформаторного устройства.Использование типа соединения по треугольному принципу оправдано в случаях включения в трехфазную сеть механизмов внушительной мощности, имеющих большие пусковые токи.
Таким образом, к основным достоинствам соединения обмоточных элементовпо типу звезды можно отнести следующие свойства данного типа коммутации:
- снижение мощностной характеристики в целях повышения надежности эксплуатируемого оборудования;
- устойчивость и стабильность режима безостановочной работы привода;
- возможность плавного запуска электрического приводного механизма;
- возможность выдерживания кратковременной перегрузки;
- отсутствие перегрева корпуса оборудования.
Важно! Некоторое электромеханическое и электротехническое оборудование имеет в своей сборке внутреннее соединение концов обмоток в звездочку. Такие устройства не предназначены для эксплуатации при иных способах соединения обмоток.
Для подключения к электрической сети у них имеется просто три вывода, представляющих собой начала обмоток. Описанное оборудование является простым в монтаже, который, в свою очередь, не требует особых электромонтажных навыков.
В то же время у соединения обмоток по типу треугольника можно выделить следующие преимущества:
- повышение мощностной характеристики;
- применение пускового реостата;
- больший вращающий момент электропривода;
- увеличенные тяговые параметры.
Переключатель звезда-треугольник
Переключатель звезда-треугольник
Для конструктивно сложных механизмов повышенной мощности может применяться электрическая схема подключения обмоток с комбинированием двух схем – треугольной и звездной. При этом в момент запуска устройства обмоточные элементы двигателя объединены в звездочку. После момента его перехода с пусковых показателей на рабочие звезда преобразуется в треугольник посредством релейно-контакторной схемы. При таком подходе к реализации коммутации обмоток достигаются одновременно максимальная надежность и продуктивность эксплуатации механизма.
Важно! Переключатель звезда-треугольник возможно использовать только для электрических приводов, имеющих на своем валу нагрузку свободного вращения. К таким устройствам относятся вентиляторы, центробежные насосы, валы центрифуг, станков и иного, схожего по своей конструкции, оборудования.
При этом даже если на валу устройства имеется свободно вращающаяся нагрузка, стартового силового момента при подключении типа звездочка может быть недостаточно для перехода к режиму треугольника по причине увеличения сопротивления среды вращения механизма. При такой ситуации переход от одного типа коммутации к другому осуществляется по установке таймера.
Такое переключение требует грамотного расчета стартового момента. Следовательно, использование переключения звезда-треугольник требует тщательного анализа своей целесообразности, основанного на технических расчетах.
Теперь вы знаете, что представляют из себя подключение обмоток по принципу звезды и треугольника, а также осведомлены о том, чем они отличаются друг от друга. Грамотный выбор в пользу того или иного соединения (либо применения их в совокупности) убережет ваше оборудование от преждевременного износа и обеспечит его стабильную работу на протяжении всего срока службы.
Звезда или треугольник. Оптимальное подключение асинхронного электродвигателя | RuAut
Двигатели асинхронного типа имеют целый набор безусловных достоинств. Среди плюсов асинхронных двигателей в первую очередь хочется назвать высокую производительность и надежность их эксплуатации, совсем небольшую стоимость и неприхотливость ремонта и обслуживания двигателя, а также способность переносить достаточно высокие перегрузки механического типа. Все эти достоинства, которыми обладают асинхронные двигатели, обусловлена тем, что данный тип двигателей имеет очень простую конструкцию. Но, не смотря на большое число достоинств, асинхронным двигателям присущи и их определенные отрицательные моменты.
В практической работе принято использовать два основных способа подключения трёхфазных электродвигателей к электросети. Эти способы подключения носят названия: «подключение методом звезды» и «подключение методом треугольника».
Когда выполняется соединение трёхфазного электродвигателя по типу подключения «звезда», тогда соединение концов обмоток статора электродвигателя происходит в одной точке. При этом трехфазное напряжение подают на начала обмоток. Ниже, на рисунке 1, наглядно проиллюстрирована схема подключения асинхронного двигателя «звездой».
Когда выполняется соединение трёхфазного электродвигателя по типу подключения «треугольник», тогда обмотки статора электродвигателя присоединяются последовательно друг за другом. При этом начало последующей обмотки соединяется с концом предыдущей обмотки и так далее. Ниже, на рисунке 2, наглядно проиллюстрирована схема подключения асинхронного двигателя «треугольником».
Если не вдаваться в теоретические и технические основы электротехники, то можно принять на веру тот факт, что работа тех электродвигателей, у которых обмотки подключены по схеме «звезда», является более мягкой и плавной, чем у электродвигателей, обмотки которых соединены по схеме «треугольник». Но тут же стоит обратить внимание на ту особенность, что электродвигатели, обмотки которых подключены по схеме «звезда», не способны развить полную мощность, заявленную в паспортных характеристиках. В том случае, если соединение обмоток выполнено по схеме «треугольник», то электродвигатель работает на максимальную мощность, которая заявлена в техническом паспорте, но при этом имеют место быть очень высокие значения пусковых токов. Если произвести сравнение по мощности, то электродвигатели, чьи обмотки будут соединены по схеме «треугольник», способны выдавать мощность в полтора раза выше, чем те электродвигатели, обмотки которых подключены по схеме «звезда».
Основываясь на всем вышеописанном, для того, чтобы снизить токи при запуске, целесообразно применять подключение обмоток по комбинированной схеме «треугольник-звезда». Особенно такой тип подключения актуален для электродвигателей, обладающих большей мощностью. Таким образом, в связи с соединением по схеме «треугольник- звезда» изначально запуск выполняется по схеме «звезда», а после того, как электродвигатель «набрал обороты», выполняется переключение в автоматическом режиме по схеме «треугольник».
Схема управления электродвигателем представлена на рисунке 3.
Рис. 3 Схема управления
Еще один вариант схемы управления электродвигателем заключается в следующем (рис. 4).
Рис. 4 Схема управления двигателем
На контакт NC (нормально закрытый) реле времени K1, а также на контакт NC реле K2, в цепи катушки пускателя КЗ, подаётся напряжение питания.
После того, как произойдет включение пускателя КЗ, нормально закрытыми контактами КЗ расцепляются цепи катушки пускателя K2 (запрет случайного включения). Контакт КЗ в цепи питания катушки пускателя K1 замыкается.
Когда запускается магнитный пускатель K1, в цепи питания его катушки замыкаются контакты K1. Реле времени включается в то же самое время, контакт этого реле K1 в цепи катушки пускателя КЗ размыкается. А в цепи катушки пускателя K2 – замыкается.
При отключении обмотки пускателя КЗ, замкнётся контакт КЗ в цепи катушки пускателя K2. После того, как пускатель K2 включится, он размыкает своими контактами K2 цепь питания катушки пускателя КЗ.
Трёхфазное напряжение питания подаётся на начало каждой из обмоток W1, U1 и V1 с помощью силовых контактов пускателя K1. Когда срабатывает магнитный пускатель КЗ, тогда при помощи его контактов КЗ выполняется замыкание, посредством которого между собой соединяются концы каждой из обмоток электродвигателя W2, V2 и U2. Таким образом, выполняется подключение обмоток электродвигателя по схеме соединения «звезда».
Реле времени, объединенное с магнитным пускателем K1, сработает спустя определенное время,. При этом происходит отключение магнитного пускателя КЗ и одновременное включение магнитного пускателя K2. Таким образом силовые контакты пускателя K2 замкнутся и напряжение питания будет подано на концы каждой из обмоток U2, W2 и V2 электродвигателя. Иными словами, электродвигатель включается по схеме подключения «треугольник».
Для того, чтобы электродвигатель запустить по схеме соединения «треугольник-звезда», различные изготовители производят специальные пусковые реле. Данные реле могут носить разнообразные названия, например, реле «старт-дельта» или «пусковое реле времени», а также и некоторые другие. Но назначение всех этих реле заключается в одном и том же.
Типовая схема, выполненная с реле времени, предназначенном для запуска, то есть реле «треугольник-звезда», для осуществления управления запуска трехфазного электродвигателя асинхронного типа представлена на рисунке 5.
Рис.5 Типовая схема с пусковым реле времени (реле «звезда/треугольник») для управления запуском трехфазного асинхронного двигателя.
Итак, подытожим все вышеописанное. Для того, чтобы понизить пусковые токи осуществлять запуск электродвигателя требуется в определенной последовательности, а именно:
- сперва электродвигатель запускают на пониженных оборотах соединённым по схеме «звезда»;
- затем электродвигатель соединяют по схеме «треугольник».
Первоначальный запуск по схеме «треугольник» создаст максимальный момент, а последующее соединение по схеме «звезда» (для которой в 2 раза меньше пусковой момент) с продолжением работы в номинальном режиме, когда двигатель «набрал обороты», произойдёт переключение на схему соединения «треугольник» в автоматическом режиме. Но не стоит забывать о том, какая нагрузка создается перед запуском на валу, так как вращающий момент при соединении по схеме «звезда» ослаблен. По этой причине маловероятно, что данный метод запуска будет приемлем для электродвигателей с высокой нагрузкой, так как они в таком случае могут потерять свою работоспособность.
Свойства звезды и треугольника
Питание асинхронного электродвигателя происходит от трехфазной сети с переменным напряжением. Такой двигатель, при простой схеме подключения, оснащен тремя обмотками, расположенными на статоре. Каждая обмотка имеет сдвиг друг относительно друга на угол 120 градусов. Сдвиг на такой угол предназначен для создания вращения магнитного поля.
Концы фазных обмоток электродвигателя выведены на специальную «колодку». Выполнено это с целью удобства соединения. В электротехнике используют основных 2 метода подключения асинхронных электродвигателей: методом соединения «треугольника» и метод «звезды». При соединении концов применяют специально предназначенные для этого перемычки.
Различия между «звездой» и «треугольником»
Исходя из теории и практических знаний основ электротехники, способ подключения «звезда», позволяет электродвигателю работать плавнее и мягче. Но при этом данный способ не позволяет выйти двигателю на всю мощность, представленную в технических характеристиках.
Соединив фазные обмотки по схеме «треугольник», двигатель способен быстро выйти на максимальную рабочую мощность. Это позволяет использовать по полной КПД электродвигателя, согласно техпаспорта. Но у такой схемы соединения есть свой недостаток: большие пусковые токи. Для уменьшения значения токов применяют пусковой реостат, позволяя осуществить более плавный пуск двигателя.
Соединение «звездой» и его преимущества
Каждая из трех рабочих обмоток электродвигателя имеет два вывода – соответственно начало и конец. Концы всех трех обмоток соединяют в одну общую точку, так называемую нейтраль.
При наличии нейтрального провода в цепи схему называют 4-х проводной, в противном случае, она будет считаться 3-х проводной.
Начало выводов присоединяют к соответствующим фазам питающей сети. Приложенное напряжение на таких фазах составляет 380 В, реже 660 В.
Основные преимущества применения схемы «звезда»:
- Устойчивый и длительный режим безостановочной работы двигателя;
- Повышенная надежность и долговечность, за счет снижения мощности оборудования;
- Максимальная плавность пуска электрического привода;
- Возможность воздействия кратковременной перегрузки;
- В процессе эксплуатации корпус оборудования не перегревается.
Существует оборудование с внутренним соединением концов обмоток. На колодку такого оборудования будет выведено всего лишь три вывода, что не позволяет применить другие методы соединения. Выполненное в таком виде электрооборудование, для своего подключения не требует грамотных специалистов.
Соединение «треугольником» и его преимущества
Принцип соединения «треугольник» заключается в последовательном соединении конца обмотки фазы А с началом обмотки фазы В. И дальше по аналогии — конец одной обмотки с началом другой. В итоге конец обмотки фазы С замыкает электрическую цепь, создавая неразрывный контур. Данную схему можно назвать было кругом, если бы не структура монтирования. Форму треугольника предает эргономичное размещение соединения обмоток.
При соединении «треугольником» на каждой из обмоток, присутствует линейное напряжение равное 220В или 380В.
Основные преимущества применения схемы «треугольник»:
- Увеличение до максимального значения мощности электрооборудования;
- Использование пускового реостата;
- Повышенный вращающийся момент;
- Большие тяговые усилия.
Недостатки:
- Повышенный ток пуска;
- При длительной работе двигатель сильно греется.
Метод соединения обмоток двигателя «треугольником» широко используется при работе с мощными механизмами и наличия высоких пусковых нагрузок. Большой вращающий момент создается за счет увеличения показателей ЭДС самоиндукции, вызванных протекающими большими токами.
Тип соединения «звезда-треугольник»
В сложных механизмах, зачастую используется комбинированная схема «звезда-треугольник». При таком переключении резко вырастает мощность, и если двигатель по техническим характеристикам не предназначен для работы по методу «треугольника», то он перегреется и сгорит.
Двигатели с повышенной мощностью обладают большими пусковыми токами, и как следствие при пуске часто вызывают перегорание предохранителей, отключению автоматов. Для снижения линейного напряжения в обмотках статора применяют автотрансформаторы, универсальные дросселя, пусковые реостаты или соединение типа «звезда».
В этом случае напряжение на соединении каждой обмотки будет в 1,73 раза меньше, следовательно, будет меньше и протекающий в этот период ток. Дальше происходит увеличение частоты и продолжение снижения показания тока. Тогда применяя релейно-контактную схему, произойдет переключение со «звезды» на «треугольник».
В итоге, используя данную комбинацию, получим максимальную надежность и эффективную продуктивность используемого электрического оборудования, не боясь вывести ее из строя.
Переключение «звезда-треугольник» допустимо для электродвигателей с облегченным режимом пуска. Этот метод неприменим, если необходимо понизить ток пуска и одновременно не снижать большой пусковой момент. В этом случае применяют двигатель с фазным ротором с пусковым реостатом.
Основные преимущества комбинации:
- Увеличение срока службы. Плавный пуск позволяет избежать неравномерности нагрузки на механическую часть установки;
- Возможность создания двух уровней мощности.
- В момент пуска электродвигателя , его ток пуска в 7 раз больше рабочего тока.
- Мощность в 1,5 раза больше при соединении обмоток методом «треугольника».
- Для создания плавного пуска и защиты от перегрузок двигателя , часто используются частотные провода.
- При использовании метода соединения «звездой» , особое внимание уделяют отсутствию «перекоса фаза», иначе оборудование может выйти из строя.
- Линейные и фазные напряжения при соединении «треугольник» — равны между собой, как и линейные и фазные токи в соединении «звездой».
- Для подключения двигателя к бытовой сети зачастую применяют фазосдвигающий конденсатор.
Обмотки генераторов, трансформаторов, электродвигателей и других электрических приемников при их подключении к трехфазной сети соединяются двумя способами: звездой или треугольником. Эти схемы подключения сильно отличаются друг от друга и несут на себе разные токовые нагрузки. Поэтому есть необходимость разобраться в вопросе, как производится подключение звезда и треугольник – в чем разница?
Что собой представляют схемы
Подключение обмоток звездой – это их соединение в одной точке, которая носит название нулевая точка или нейтральная. Она обозначается буквой «О».
Схема подключения треугольником – это последовательное соединение концов рабочих обмоток, в которых начало одной обмотки соединяется с концом другой.
Разница очевидна. Но какую цель преследуют эти виды соединения, почему звезда треугольник применяются в разных электрических установках, в чем эффективность той и другой. Вопросов по данной теме возникает немало, с ними и надо разобраться.
Начнем с того, что при запуске того же электродвигателя ток, который называется пусковым, обладает высоким значением, который превышает номинальную его величину раз в шесть или восемь. Если это маломощный агрегат, то защита такую силу тока может выдержать, а если это электродвигатель большой мощности, то никакие защитные блоки не выдержат. И это вызовет обязательно «проседание» напряжения и выход из строя предохранителей или автоматических выключателей. Сам же двигатель начнет вращаться с небольшой скоростью, отличающуюся от паспортной. То есть, проблем с пусковым током немало.
Поэтому его надо просто снизить. Есть несколько для этого способов:
- установить в систему подключения электрического двигателя один из перечисленных приборов: трансформатор, дроссель, реостат;
- изменяется схема подключения обмоток ротора.
Именно второй вариант используется на производстве, как самый простой и эффективный. Просто производится преобразование схемы звезда в треугольник. То есть, во время пуска двигателя его обмотки соединяются по схеме звезда, затем как только мотор наберет обороты, переключается на треугольник. Процесс переключения звезды на треугольник производится автоматически.
Рекомендуется в электродвигателях, где используются одновременно два варианта соединения – звезда-треугольник, к соединению обмоток по схеме звезда, то есть, к их общей точке подключения, подсоединить нейтраль от сети питания. Для чего это необходимо делать? Все дело в том, что во время работы по данному варианту подсоединения появляется высокая вероятность асимметрии амплитуд разных фаз. Именно нейтраль будет компенсировать данную асимметрию, которая обычно появляется за счет того, что обмотки статора могут иметь разное индуктивное сопротивление.
Преимущества двух схем
У схемы звезда достаточно серьезные достоинства:
- плавный запуск электрического двигателя;
- номинальная его мощность будет соответствовать паспортным данным;
- двигатель будет работать нормально и при кратковременных высоких нагрузках, и при долгосрочных небольших перегрузов;
- в процессе работы корпус мотора не будет перегреваться.
Что касается схемы треугольник, то основное ее преимущество – это достижение электрическим двигателем в процессе его работы максимальной мощности. Но при этом рекомендуется строго придерживаться эксплуатационных режимов, которые расписаны в паспорте мотора. Тестирование электродвигателей, соединенных по схеме треугольник, показало, что его мощность в три раза больше, чем соединенных по схеме звезда.
Если говорить о генераторах, которые выдают ток в питающую сеть, то схемы соединения звезда и треугольник по своим техническим параметрам точно такие же. То есть, выдаваемое напряжение треугольником будет больше, правда, не в три раза, но не менее 1,73 раза. По сути, получается, что напряжение генератора при звезде, равное 220 вольт, преобразуется в 380 вольт, если провести переключение с одного варианта на другой. Но необходимо отметить, что мощность самого агрегата при этом остается неизменной, потому что все подчиняется закону Ома, в котором напряжение и сила тока находятся в обратной пропорциональности. То есть, увеличение напряжения в 1,73 раза, снижает ток точно на такую же величину.
Отсюда вывод: если в клеммной коробке генератора располагаются все шесть концов обмоток, то можно будет получить напряжение двух номиналов, отличающихся друг от друга коэффициентом 1,73.
Делаем выводы
Почему соединения треугольником и звездой сегодня присутствуют во всех современных мощных электродвигателях? Из всего вышесказанного становится понятным, что основное требование ситуации – это снизить токовую нагрузку, которая возникает в процессе пуска самого агрегата.
Если расписать формулы такого подключения, то они будут выглядеть вот так:
Uф=Uл/1,73=380/1,73=220, где Uф – напряжение на фазах, Uл – на питающей линии. Это соединение звездой.
После того, как электрический агрегат разгонится, то есть, скорость его вращения станет соответствовать паспортным данным, произойдет переход на треугольник со звезды. Отсюда фазное напряжение станет равным линейному.
Похожие записи:
Для увеличения мощности передачи без увеличения напряжения сети, снижения пульсаций напряжения в блоках питания, для уменьшения числа проводов при подключении нагрузки к питанию, применяют различные схемы соединения обмоток источников питания и потребителей.
СхемыОбмотки генераторов и приемников при работе с 3-фазными сетями могут соединяться с помощью двух схем: звезды и треугольника. Такие схемы имеют между собой несколько отличий, различаются также нагрузкой по току. Поэтому, перед подключением электрических машин необходимо выяснить разницу в этих двух схемах.
Схема звездыСоединение различных обмоток по схеме звезды предполагает их подключение в одной точке, которая называется нулевой (нейтральной), и имеет обозначение на схемах «О», либо х, у, z. Нулевая точка может иметь соединение с нулевой точкой источника питания, но не во всех случаях такое соединение имеется. Если такое соединение есть, то такая система считается 4-проводной, а если нет такого соединения, то 3-проводной.
Схема треугольникаПри такой схеме концы обмоток не объединяются в одну точку, а соединяются с другой обмоткой. То есть, получается схема, похожая по виду на треугольник, и соединение обмоток в ней идет последовательно друг с другом. Нужно отметить отличие от схемы звезды в том, что в схеме треугольника система бывает только 3-проводной, так как общая точка отсутствует.
В схеме треугольника при отключенной нагрузке и симметричной ЭДС равно 0.
В 3-фазных сетях питания имеется два вида тока и напряжения – это фазные и линейные. Фазное напряжение – это его величина между концом и началом фазы приемника. Фазный ток протекает в одной фазе приемника.
При применении схемы звезды фазными напряжениями являются U a , U b, U c , а фазными токами являются I a , I b , I c . При применении схемы треугольника для обмоток нагрузки или генератора фазные напряжения — U aв, U bс, U cа , фазные токи – I ac , I bс, I cа .
Линейные значения напряжения измеряются между началами фаз или между линейных проводников. Линейный ток протекает в проводниках между источником питания и нагрузкой.
В случае схемы звезды линейные токи равны фазным, а линейные напряжения равны U ab , U bc, U ca . В схеме треугольника получается все наоборот – фазные и линейные напряжения равны, а линейные токи равны I a , I b , I c .
Большое значение уделяется направлению ЭДС напряжений и токов при анализе и расчете 3-фазных цепей, так как его направление влияет на соотношение между векторами на диаграмме.
Особенности схемМежду этими схемами есть существенная разница. Давайте разберемся, для чего в различных электроустановках используют разные схемы, и в чем их особенности.
Во время пуска электрического мотора ток запуска имеет повышенную величину, которая больше его номинального значения в несколько раз. Если это механизм с низкой мощностью, то защита может и не сработать. При включении мощного электромотора защита обязательно сработает, отключит питание, что обусловит на некоторое время падение напряжения и перегорание предохранителей, или отключение электрических автоматов. Электродвигатель будет работать с малой скоростью, которая меньше номинальной.
Видно, что имеется немало проблем, возникающих из-за большого пускового тока. Необходимо каким-либо образом снижать его величину.
Для этого можно применить некоторые методы:
- Подключить на запуск электродвигателя , дроссель, либо .
- Изменить вид соединения обмоток ротора электродвигателя.
В промышленности в основном применяют второй способ, так как он наиболее простой и дает высокую эффективность. Здесь работает принцип переключения обмоток электромотора на такие схемы, как звезда и треугольник. То есть, при запуске мотора его обмотки имеют соединение «звезда», после набора эксплуатационных оборотов, схема соединения изменяется на «треугольник». Этот процесс переключения в промышленных условиях научились автоматизировать.
В целесообразно применение сразу двух схем: звезда и треугольник. К нулевой точке необходимо подключить нейтраль источника питания, так как во время использования таких схем возникает повышенная вероятность перекоса фазных амплитуд. Нейтраль источника компенсирует эту асимметрию, которая возникает вследствие разных индуктивных сопротивлений обмоток статора.
Достоинства схемСоединение по схеме звезды имеются важные преимущества:
- Плавный пуск электрического мотора.
- Позволяет функционировать электродвигателю с заявленной номинальной мощностью, соответствующей паспорту.
- Электродвигатель будет иметь нормальный рабочий режим при различных ситуациях: при высоких кратковременных перегрузках, при длительных незначительных перегрузках.
- При эксплуатации корпус электродвигателя не перегреется.
Основным достоинством схемы треугольника является получение от электродвигателя наибольшей возможной мощности работы. При этом целесообразно поддерживать режимы эксплуатации по паспорту двигателя. При исследовании электромоторов со схемой треугольника выяснилось, что его мощность повышается в 3 раза, по сравнению со схемой звезды.
При рассмотрении генераторов, схемы – звезда и треугольник по параметрам аналогичны при функционировании электродвигателей. Выходное напряжение генератора будет больше в схеме треугольника, чем в схеме звезды. Однако, при повышении напряжения снижается сила тока, так как по закону Ома эти параметры обратно пропорциональны друг другу.
Поэтому можно сделать вывод, что при разных соединениях концов обмоток генератора можно получить два разных номинала напряжения. В современных мощных электромоторах при запуске схемы – звезда и треугольник переключаются автоматически, так как это позволяет снизить нагрузку по току, возникающей при пуске мотора.
Процессы, происходящие при изменении схемы звезда и треугольник в разных случаяхЗдесь, изменение схемы — имеется ввиду переключение на щитах и в клеммных коробках электрических устройств, при условии, что имеются выводы обмоток.
Обмотки генератора и трансформатораПри переходе со звезды в треугольник напряжение уменьшается с 380 до 220 вольт, мощность остается прежней, так как фазное напряжение не изменяется, хотя линейный ток увеличивается в 1,73 раза.
При обратном переключении возникают обратные явления: линейное напряжение увеличивается с 220 до 380 вольт, а фазные токи не изменяются, однако линейные токи снижаются в 1,73 раза. Поэтому можно сделать вывод, что если есть вывод всех концов обмоток, то вторичные обмотки трансформатора и генераторы можно применять на два типа напряжения, которые отличаются в 1,73 раза.
Лампы освещенияПри переходе со звезды в треугольник лампы сгорят. Если переключение сделать обратное, при условии, что лампы при треугольнике горели нормально, то лампы будут гореть тусклым светом. Без нулевого провода лампы можно соединять звездой при условии, что их мощность одинакова, и распределяется равномерно между фазами. Такое подключение применяется в театральных люстрах.
При создании любого прибора важно не только подобрать необходимые детали, но и верно их все соединить. И в рамках данной статьи будет рассказано про соединение звездой и треугольником. Где это применяется? Как схематически данное действие выглядит? На эти, а также другие вопросы и будут даны ответы в рамках статьи.
Что собой представляет трёхфазная система электроснабжения?
Она является частным случаем многофазных систем построения электрических цепей для переменного тока. В них действуют созданные с помощью общего источника энергии синусоидальные ЭДС, обладающие одинаковой частотой. Но при этом они сдвинуты относительно друг друга на определённую величину фазового угла. В трехфазной системе он равняется 120 градусам. Шестипроводная (часто ещё называемая многопроводной) конструкция для переменного тока была изобретена в своё время Николой Теслой. Также значительный вклад в её развитие внёс Доливо-Добровольский, который первым предложил делать трёх- и четырепроводные системы. Также он обнаружил ряд преимуществ, которые имеют трехфазные конструкции. Что же собой представляют схемы включения?
Схема звезды
Так называют соединение, при котором концы фаз обмоток генератора соединяют в общую точку. Её называют нейтралью. Концы фаз обмоток потребителя также соединяются в одну общую точку. Теперь к проводам, которые их соединяют. Если он находится между началом фаз потребителя и генератора, его называют линейным. Провод, который соединяет нейтрали, обозначают как нейтральный. Также от него зависит название цепи. Если есть нейтральный, схема называется четырёхпроводной. В ином случае она будет трёхпроводной.
Треугольник
Это тип соединения, в котором начало (Н) и конец (К) схемы находятся в одной точке. Так, К первой фазы подсоединён у Н второй. Её К соединяется с Н третьей. А её конец соединён с началом первой. Такую схему можно было бы назвать кругом, если не особенность её монтирования, когда более эргономичным является размещение в виде треугольника. Чтобы узнать все особенности соединения, ознакомитесь с ниже приведёнными видами соединений. Но до этого ещё немного информации. Чем отличается соединение звездой и треугольником? Разница между ними заключается в том, что по-разному соединяются фазы. Также существуют определённые отличия в эргономичности.
Виды
Как можно понять из рисунков, существует довольно много вариантов реализации включения деталей. Сопротивления, которые возникают в таких случаях, называют фазами нагрузки. Выделяют пять видов соединений, по которым может быть подключен генератор к нагрузке. Это:
- Звезда-звезда. Вторая используется с нейтральным проводом.
- Звезда-звезда. Вторая используется без нейтрального провода.
- Треугольник-треугольник.
- Звезда-треугольник.
- Треугольник-звезда.
А что это за оговорки в первом и втором пунктах? Если вы уже успели задаться этим вопросом, прочитайте информацию, которая идёт к схеме звезды: там есть ответ. Но здесь хочется сделать небольшое дополнение: начала фаз генераторов обозначаются с применением заглавных букв, а нагрузки — прописными. Это относительно схематического изображения. Теперь по опыту использования: когда выбирают направление протекания тока, в линейных проводах делают так, чтобы он был направлен со стороны генератора к нагрузке. С нулевыми поступают полностью наоборот. Посмотрите, как выглядит схема соединения звезда-треугольник. Рисунки очень хорошо наглядно показывают, как и что должно быть. Схема соединения обмоток звезда/треугольник представлены в разных ракурсах, и проблем с их пониманием быть не должно.
Преимущества
Каждая ЭДС работает в определённой фазе периодического процесса. Для обозначения проводников используют латинские буквы A, B, C, L и цифры 1, 2, 3. Говоря про трехфазные системы, обычно выделяют такие их преимущества:
- Экономичность при передаче электричества на значительные расстояния, которое обеспечивает соединение звездой и треугольником.
- Малая материалоёмкость трехфазных трансформаторов.
- Уравновешенность системы. Данный пункт является одним из самых важных, поскольку позволяет избежать неравномерной механической нагрузки на электрогенерирующую установку. Из этого вытекает больший срок службы.
- Малой материалоёмкостью обладают силовые кабели. Благодаря этому при одинаковой потребляемой мощности в сравнении с однофазными цепями уменьшаются токи, которые необходимы, чтобы поддерживать соединение звездой и треугольником..
- Можно без значительных усилий получить круговое вращающееся магнитное поле, что необходимо для работоспособности электрического двигателя и целого ряда других электротехнических устройств, работающих по похожему принципу. Это достигается благодаря возможности создания более простой и одновременно эффективной конструкции, что, в свою очередь, вытекает из показателей экономичности. Это ещё один значительный плюс, который имеет соединение звездой и треугольником.
- В одной установке можно получить два рабочих напряжения — фазное и линейное. Также можно сделать два уровня мощности, когда присутствует соединение по принципу «треугольника» или «звезды».
- Можно резко уменьшать мерцание и стробоскопический эффект светильников, работающих на люминесцентных лампах, пойдя по пути размещения в нём устройств, питающихся от разных фаз.
Благодаря вышеуказанным семи преимуществам трехфазные системы сейчас являются наиболее распространёнными в современной электронике. Соединение обмоток трансформатора звезда/треугольник позволяет подобрать оптимальные возможности для каждого конкретного случая. К тому же неоценимой является возможность влиять на напряжение, передающееся по сетям к домам жителей.
Заключение
Данные системы соединения являются самыми популярными благодаря своей эффективности. Но следует помнить, что работа идёт с высоким напряжением, и необходимо соблюдать крайнюю осторожность.
Здравствуйте, уважаемые гости и посетители сайта «Заметки электрика».
В прошлой статье я рассказал Вам про применение и его устройство, а также подробно познакомились с двумя разновидностями асинхронного двигателя.
Сегодня я расскажу Вам про соединение звездой и треугольникомобмоток асинхронных двигателей, т.к. это один из распространенных вопросов, который мне задают на личную почту.
Вспомним вкратце . Питание такого двигателя осуществляется от сети трехфазного переменного напряжения. В статоре имеются 3 обмотки, которые сдвинуты относительно друг друга на 120 электрических градуса. Это сделано с целью создания вращающегося магнитного поля.
Обозначаются вывода обмоток статора асинхронных двигателей следующим образом:
С1, С2, С3 – начала обмоток, С4, С5, С6 – конец обмоток. Но сейчас все чаще применяется новая маркировка выводов по ГОСТу 26772-85. U1, V1, W1 — начала обмоток, U2, V2, W2 – конец обмоток.
Выводы фазных обмоток асинхронного двигателя выводятся на клеммник или колодку и располагаются таким образом, чтобы соединения звездой или треугольником было удобно выполнить без перекрещивания с помощью специальных перемычек.
Клеммник, его еще называют «борно», чаще всего устанавливается сверху, реже – сбоку. Некоторые клеммники можно разворачивать на 180 градусов, для удобства подводки питающих кабелей.
Всего на клеммник может быть выведено 3 или 6 выводов фазных обмоток статора.
Разберем каждый случай отдельно.
Пример
Если в клеммник выведено 6 выводов обмоток статора, то асинхронный двигатель можно подключить в сеть на 2 разных уровня напряжения, отличающихся на величину в 1,73 раза (√3).
Для наглядности рассмотрим пример. Допустим, у нас имеется , на табличке которого указано напряжение 220/380 (В).
Что это значит?
А это значит, что если в сети уровень линейного напряжения составляет 380 (В), то обмотки статора необходимо соединить в схему звезды.
Соединение звездой фазных обмоток статора асинхронного двигателя выполняется следующим образом. Концы всех трех обмоток нужно соединить в одну точку с помощью специальной перемычки, о которой я говорил чуть выше. А на их начала подать трехфазное напряжение сети.
Из рисунка выше видно, что напряжение на фазной обмотке составляет 220 (В), а линейное напряжение между двумя фазными обмотками составляет 380 (В).
На клеммнике соединение звездой обмоток будет выглядеть следующим образом.
Вернемся к нашему примеру.
Если в сети уровень линейного напряжения составляет 220 (В), то обмотки статора необходимо соединить в схему треугольника.
Соединение треугольником фазных обмоток статора асинхронного двигателя выполняется следующим образом.
- конец обмотки фазы «А» C4 (U2) необходимо соединить с началом обмотки фазы «В» С2 (V1)
- конец обмотки фазы «В» С5 (V2) необходимо соединить с началом обмотки фазы «С» С3 (W1)
- конец обмотки фазы «С» С6 (W2) необходимо соединить с началом обмотки фазы «А» С1 (U1)
Места их соединения подключаются к соответствующим фазам питающего трехфазного напряжения.
Из рисунка видно, что при линейном напряжении сети 220 (В) напряжение на фазной обмотке составляет тоже 220 (В).
На клеммнике при соединении треугольником обмоток статора асинхронного двигателя специальные перемычки нужно установить следующим образом:
В нашем примере при соединении звездой и треугольником напряжение на каждой фазной обмотке асинхронного двигателя будет 220 (В).
Частный случай
Бывают ситуации, когда на клеммник асинхронного двигателя выведено всего 3 вывода, вместо 6. В этом случае соединение звездой или треугольником выполняется внутри двигателя на лобной (торцевой) его части.
Такой асинхронный двигатель можно включать в сеть только на одно напряжение, указанное на табличке с техническими данными.
В нашем примере обмотки статора асинхронного двигателя соединяются по схеме звезда и его можно включать в сеть напряжением 380 (В).
Выводы
В конце данной статьи про соединение звездой и треугольником сделаю вывод, основанный на опыте эксплуатации электродвигателей.
При соединении звездой обмоток асинхронного электродвигателя наблюдается более мягкий запуск и плавная его работа, а также возможность кратковременной перегрузки.
При соединении треугольником обмоток асинхронного электродвигателя происходит достижение его максимальной мощности, но во время пуска пусковые токи имеют большое значение. Также замечено, что при соединении треугольником двигатель больше нагревается (выявлено опытным путем с помощью тепловизора при одной и той же нагрузке).
В связи с вышесказанным, принято асинхронные двигатели средней мощности и выше запускать по схеме звезда. При наборе номинальной частоты вращения в автоматическом режиме происходит переключение его на схему треугольника. Эту схему мы с Вами рассмотрим в ближайших статьях. Следите за обновлениями на сайте.
P.S. А что делать, когда вывода фазных обмоток асинхронного двигателя не про маркированы соответствующим образом? Об этом Вы узнаете в моей статье про . Чтобы не пропустить выход новой статьи, то подпишитесь. Форма подписки расположена в конце статьи или в правом сайтбаре.
Звезда треугольник разница — Всё о электрике
Звезда и треугольник принцип подключения. Особенности и работа
Для увеличения мощности передачи без увеличения напряжения сети, снижения пульсаций напряжения в блоках питания, для уменьшения числа проводов при подключении нагрузки к питанию, применяют различные схемы соединения обмоток источников питания и потребителей (звезда и треугольник).
СхемыОбмотки генераторов и приемников при работе с 3-фазными сетями могут соединяться с помощью двух схем: звезды и треугольника. Такие схемы имеют между собой несколько отличий, различаются также нагрузкой по току. Поэтому, перед подключением электрических машин необходимо выяснить разницу в этих двух схемах — звезда и треугольник.
Схема звездыСоединение различных обмоток по схеме звезды предполагает их подключение в одной точке, которая называется нулевой (нейтральной), и имеет обозначение на схемах «О», либо х, у, z. Нулевая точка может иметь соединение с нулевой точкой источника питания, но не во всех случаях такое соединение имеется. Если такое соединение есть, то такая система считается 4-проводной, а если нет такого соединения, то 3-проводной.
Схема треугольникаПри такой схеме концы обмоток не объединяются в одну точку, а соединяются с другой обмоткой. То есть, получается схема, похожая по виду на треугольник, и соединение обмоток в ней идет последовательно друг с другом. Нужно отметить отличие от схемы звезды в том, что в схеме треугольника система бывает только 3-проводной, так как общая точка отсутствует.
В схеме треугольника при отключенной нагрузке и симметричной ЭДС равно 0.
Фазные и линейные величиныВ 3-фазных сетях питания имеется два вида тока и напряжения – это фазные и линейные. Фазное напряжение – это его величина между концом и началом фазы приемника. Фазный ток протекает в одной фазе приемника.
При применении схемы звезды фазными напряжениями являются Ua, Ub, Uc, а фазными токами являются I a, I b, I c. При применении схемы треугольника для обмоток нагрузки или генератора фазные напряжения — Uaв, Ubс, Ucа, фазные токи – I ac, I bс, I cа.
Линейные значения напряжения измеряются между началами фаз или между линейных проводников. Линейный ток протекает в проводниках между источником питания и нагрузкой.
В случае схемы звезды линейные токи равны фазным, а линейные напряжения равны U ab, Ubc, U ca. В схеме треугольника получается все наоборот – фазные и линейные напряжения равны, а линейные токи равны I a, I b, I c.
Большое значение уделяется направлению ЭДС напряжений и токов при анализе и расчете 3-фазных цепей, так как его направление влияет на соотношение между векторами на диаграмме.
Особенности схемМежду этими схемами есть существенная разница. Давайте разберемся, для чего в различных электроустановках используют разные схемы, и в чем их особенности.
Во время пуска электрического мотора ток запуска имеет повышенную величину, которая больше его номинального значения в несколько раз. Если это механизм с низкой мощностью, то защита может и не сработать. При включении мощного электромотора защита обязательно сработает, отключит питание, что обусловит на некоторое время падение напряжения и перегорание предохранителей, или отключение электрических автоматов. Электродвигатель будет работать с малой скоростью, которая меньше номинальной.
Видно, что имеется немало проблем, возникающих из-за большого пускового тока. Необходимо каким-либо образом снижать его величину.
Для этого можно применить некоторые методы:
- Подключить на запуск электродвигателя реостат, дроссель, либо трансформатор.
- Изменить вид соединения обмоток ротора электродвигателя.
В промышленности в основном применяют второй способ, так как он наиболее простой и дает высокую эффективность. Здесь работает принцип переключения обмоток электромотора на такие схемы, как звезда и треугольник. То есть, при запуске мотора его обмотки имеют соединение «звезда», после набора эксплуатационных оборотов, схема соединения изменяется на «треугольник». Этот процесс переключения в промышленных условиях научились автоматизировать.
В электромоторах целесообразно применение сразу двух схем — звезда и треугольник. К нулевой точке необходимо подключить нейтраль источника питания, так как во время использования таких схем возникает повышенная вероятность перекоса фазных амплитуд. Нейтраль источника компенсирует эту асимметрию, которая возникает вследствие разных индуктивных сопротивлений обмоток статора.
Достоинства схемСоединение по схеме звезды имеются важные преимущества:
- Плавный пуск электрического мотора.
- Позволяет функционировать электродвигателю с заявленной номинальной мощностью, соответствующей паспорту.
- Электродвигатель будет иметь нормальный рабочий режим при различных ситуациях: при высоких кратковременных перегрузках, при длительных незначительных перегрузках.
- При эксплуатации корпус электродвигателя не перегреется.
Основным достоинством схемы треугольника является получение от электродвигателя наибольшей возможной мощности работы. Целесообразно поддерживать режимы эксплуатации по паспорту двигателя. При исследовании электромоторов со схемой треугольника выяснилось, что его мощность повышается в 3 раза, по сравнению со схемой звезды.
При рассмотрении генераторов, схемы – звезда и треугольник по параметрам аналогичны при функционировании электродвигателей. Выходное напряжение генератора будет больше в схеме треугольника, чем в схеме звезды. Однако, при повышении напряжения снижается сила тока, так как по закону Ома эти параметры обратно пропорциональны друг другу.
Поэтому можно сделать вывод, что при разных соединениях концов обмоток генератора можно получить два разных номинала напряжения. В современных мощных электромоторах при запуске схемы – звезда и треугольник переключаются автоматически, так как это позволяет снизить нагрузку по току, возникающей при пуске мотора.
Процессы, происходящие при изменении схемы звезда и треугольник в разных случаяхЗдесь, изменение схемы — имеется ввиду переключение на щитах и в клеммных коробках электрических устройств, при условии, что имеются выводы обмоток.
Обмотки генератора и трансформатораПри переходе со звезды в треугольник напряжение уменьшается с 380 до 220 вольт, мощность остается прежней, так как фазное напряжение не изменяется, хотя линейный ток увеличивается в 1,73 раза.
При обратном переключении возникают обратные явления: линейное напряжение увеличивается с 220 до 380 вольт, а фазные токи не изменяются, однако линейные токи снижаются в 1,73 раза. Поэтому можно сделать вывод, что если есть вывод всех концов обмоток, то вторичные обмотки трансформатора и генераторы можно применять на два типа напряжения, которые отличаются в 1,73 раза.
Лампы освещенияПри переходе со звезды в треугольник лампы сгорят. Если переключение сделать обратное, при условии, что лампы при треугольнике горели нормально, то лампы будут гореть тусклым светом. Без нулевого провода лампы можно соединять звездой при условии, что их мощность одинакова, и распределяется равномерно между фазами. Такое подключение применяется в театральных люстрах.
Чем отличаются соединения звездой и треугольником
Питание асинхронного электродвигателя происходит от трехфазной сети с переменным напряжением. Такой двигатель, при простой схеме подключения, оснащен тремя обмотками, расположенными на статоре. Каждая обмотка имеет сдвиг друг относительно друга на угол 120 градусов. Сдвиг на такой угол предназначен для создания вращения магнитного поля.
Концы фазных обмоток электродвигателя выведены на специальную «колодку». Выполнено это с целью удобства соединения. В электротехнике используют основных 2 метода подключения асинхронных электродвигателей: методом соединения “треугольника” и метод “звезды”. При соединении концов применяют специально предназначенные для этого перемычки.
Различия между «звездой» и «треугольником»
Исходя из теории и практических знаний основ электротехники, способ подключения «звезда», позволяет электродвигателю работать плавнее и мягче. Но при этом данный способ не позволяет выйти двигателю на всю мощность, представленную в технических характеристиках.
Соединив фазные обмотки по схеме «треугольник», двигатель способен быстро выйти на максимальную рабочую мощность. Это позволяет использовать по полной КПД электродвигателя, согласно техпаспорта. Но у такой схемы соединения есть свой недостаток: большие пусковые токи. Для уменьшения значения токов применяют пусковой реостат, позволяя осуществить более плавный пуск двигателя.
Соединение «звездой» и его преимущества
Каждая из трех рабочих обмоток электродвигателя имеет два вывода – соответственно начало и конец. Концы всех трех обмоток соединяют в одну общую точку, так называемую нейтраль.
При наличии нейтрального провода в цепи схему называют 4-х проводной, в противном случае, она будет считаться 3-х проводной.
Начало выводов присоединяют к соответствующим фазам питающей сети. Приложенное напряжение на таких фазах составляет 380 В, реже 660 В.
Основные преимущества применения схемы «звезда»:
- Устойчивый и длительный режим безостановочной работы двигателя;
- Повышенная надежность и долговечность, за счет снижения мощности оборудования;
- Максимальная плавность пуска электрического привода;
- Возможность воздействия кратковременной перегрузки;
- В процессе эксплуатации корпус оборудования не перегревается.
Существует оборудование с внутренним соединением концов обмоток. На колодку такого оборудования будет выведено всего лишь три вывода, что не позволяет применить другие методы соединения. Выполненное в таком виде электрооборудование, для своего подключения не требует грамотных специалистов.
Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети по схеме звезда
Соединение «треугольником» и его преимущества
Принцип соединения «треугольник» заключается в последовательном соединении конца обмотки фазы А с началом обмотки фазы В. И дальше по аналогии – конец одной обмотки с началом другой. В итоге конец обмотки фазы С замыкает электрическую цепь, создавая неразрывный контур. Данную схему можно назвать было кругом, если бы не структура монтирования. Форму треугольника предает эргономичное размещение соединения обмоток.
При соединении «треугольником» на каждой из обмоток, присутствует линейное напряжение равное 220В или 380В.
Основные преимущества применения схемы «треугольник»:
- Увеличение до максимального значения мощности электрооборудования;
- Использование пускового реостата;
- Повышенный вращающийся момент;
- Большие тяговые усилия.
Недостатки:
- Повышенный ток пуска;
- При длительной работе двигатель сильно греется.
Метод соединения обмоток двигателя «треугольником» широко используется при работе с мощными механизмами и наличия высоких пусковых нагрузок. Большой вращающий момент создается за счет увеличения показателей ЭДС самоиндукции, вызванных протекающими большими токами.
Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети по схеме треугольник
Тип соединения «звезда-треугольник»
В сложных механизмах, зачастую используется комбинированная схема «звезда-треугольник». При таком переключении резко вырастает мощность, и если двигатель по техническим характеристикам не предназначен для работы по методу «треугольника», то он перегреется и сгорит.
В этом случае напряжение на соединении каждой обмотки будет в 1,73 раза меньше, следовательно, будет меньше и протекающий в этот период ток. Дальше происходит увеличение частоты и продолжение снижения показания тока. Тогда применяя релейно-контактную схему, произойдет переключение со «звезды» на «треугольник».
В итоге, используя данную комбинацию, получим максимальную надежность и эффективную продуктивность используемого электрического оборудования, не боясь вывести ее из строя.
Переключение «звезда-треугольник» допустимо для электродвигателей с облегченным режимом пуска. Этот метод неприменим, если необходимо понизить ток пуска и одновременно не снижать большой пусковой момент. В этом случае применяют двигатель с фазным ротором с пусковым реостатом.
Основные преимущества комбинации:
- Увеличение срока службы. Плавный пуск позволяет избежать неравномерности нагрузки на механическую часть установки;
- Возможность создания двух уровней мощности.
Схемы электродвигателя звезда и треугольник: виды подключения, особенности и отличия
Асинхронные электрические двигатели в настоящее время используются очень активно. У них есть определенные преимущества, благодаря которым они и стали так популярны. Для подключения к электрической сети мощных двигателей используются схемы “звезда”, “треугольник”. Электродвигатели, работающие на таких схемах, обладают своими достоинствами и недостатками. Сами же они отличаются надежностью в эксплуатации, возможностью получить большой крутящий момент, а также высоким показателем производительности.
Подключение двигателя
Как показывает практика, существует две оптимальных схемы – “звезда”, “треугольник”. Электродвигатели подключаются по одной из них. Возможно также преобразование “звезды” в “треугольник”, к примеру.
Среди достоинств асинхронных двигателей выделяются следующие:
- возможность переключения обмоток во время работы;
- восстановление обмотки электрического двигателя;
- невысокая стоимость прибора по отношению к другим;
- наличие высокой стойкости к механическим повреждениям.
Основная особенность, характеризующая все асинхронные электрические двигатели, – это простота конструкции. Однако при всех своих преимуществах, есть и некоторые недостатки, возникающие во время работы:
- Отсутствует возможность контролировать частоту вращения ротора, не теряя при этом мощности.
- При увеличении нагрузки уменьшается крутящий момент.
- Высокие показатели пусковых токов.
Описание подключений
Схемы “звезда” и “треугольник” для электродвигателя имеют определенные различия в подключении. “Звезда” означает, что концы статорной обмотки оборудования собираются в одной точке. При этом напряжение сети в 380 В будет подаваться на начало каждой из обмоток. Обычно на всех схемах подключения такой способ обозначается как Y.
В случае использования схемы подключения “треугольник” статорные обмотки электродвигателя соединяются последовательно. То есть, конец первой обмотки соединяется с началом второй, она, в свою очередь, – с третьей. Последняя будет замыкать цепь, соединяясь с началом первой.
Отличия схем подключения
Схемы “звезда” и “треугольник” у электродвигателя – это единственные способы их подключения. Они отличаются между собой, обеспечивая разные режимы работы. Так, к примеру, подключение при помощи схемы Y обеспечивает более мягкую работу, если сравнивать с двигателями, соединенными в “треугольник”. Данная разница играет ключевую роль при выборе мощности электрического устройства.
Более мощные двигатели эксплуатируются только на “треугольнике”. Схема подключения электродвигателя “звезда-треугольник” отлично подходит для тех случаев, когда необходимо обеспечить плавный пуск. А в нужный момент переключиться между обмотками для получения максимальной мощности.
Здесь важно добавить: подключение Y гарантирует мягкую работу, но при этом двигатель не сможет набрать свою паспортную мощность.
С другой стороны, схема соединения электродвигателя “треугольник-звезда-звезда” обеспечит большую мощность, но вместе с этим значительно возрастет и значение пускового тока для оборудования.
Именно разница в мощности между подключением Y и треугольником является основным показателем. Электродвигатель со схемой звезды будет обладать мощностью примерно в 1,5 раза ниже, чем через треугольник, однако такое подключение поможет снизить значение пускового тока. Все соединения, которые имеют в своем составе два способа подключения, являются комбинированными. Обычно они применяются лишь в тех случаях, когда необходимо запустить в работу электрический двигатель с большой паспортной мощностью.
Схема пуска “звезда-треугольник” для электродвигателя отличается еще одним преимуществом. Включение осуществляется по схеме Y, что снижает значение пускового тока. Когда во время работы устройство набирает достаточные обороты, происходит переход на схему треугольника для достижения максимальной мощности.
Комбинированные подключения
Схема переключения “звезда-треугольник” электродвигателя достаточно часто применяется в случаях, когда нужно запустить двигатель с минимальным пусковым током. Но при этом всю работу осуществлять нужно на соединении “треугольник”. Для создания такого переключения используются специальные контакторы на три фазы. Для обеспечения автоматического переключения между схемами необходимо выполнить два условия. Во-первых, обеспечить блокировку контактов от одновременного включения. Во-вторых, все работы обязательно должны выполняться с задержкой по времени.
Второй пункт необходим, чтобы со 100% вероятностью произошло полное отключение “звезды” перед включением “треугольника”. Если этого не сделать, то во время переключения между фазами будет происходить короткое замыкание. Для выполнения нужных условий используется реле времени с задержкой от 50 до 100 миллисекунд.
Осуществление задержки времени
При использовании комбинированного метода подключения “звезда-треугольник” наличие реле времени для задержки переключения необходимо. Специалисты чаще всего выбирают один из трех способов:
- Первый вариант осуществляется при помощи нормально-разомкнутого контакта реле времени. В таком случае РВ будет отключать схему подключения треугольником во время пуска, а за переключение будет отвечать токовое реле РТ.
- Второй вариант предполагает применение современного реле времени с задержкой переключения от 6 до 10 секунд.
- Третий способ – это управление контакторами электродвигателя автоматическими приборами или вручную.
Рассмотрение способа переключения
Использование классического варианта с применением реле времени для комбинированных схем “звезда-треугольник” ранее считалось наиболее оптимальным. У него имелся лишь один недостаток, который иногда становился достаточно существенным, – габариты самого РВ. Такие типы приспособления гарантировали задержку времени переключения при помощи намагничивания сердечника. Однако на обратный процесс требовалось время.
В настоящее время такие РВ и прочие приборы были вытеснены современными приборами – частотными преобразователями. Переключение схемы электродвигателя со схемой “звезда-треугольник” при помощи ПЧ обладает большими преимуществами. Сюда относят более стабильную работу, низкие пусковые токи.
Это оборудование имеет встроенный микропроцессор, отвечающий за изменение частоты. Если рассматривать суть ПЧ для электродвигателя, то его принцип работы следующий: преобразователь вырабатывает нужную частоту переменного тока. На сегодняшний день в промышленности используются специальные или универсальные модели ПЧ для подключения асинхронных двигателей.
Специальные модели разрабатываются и используются лишь с определенными типами двигателей. Универсальные могут применяться в комплекте с любыми устройствами.
Недостатки схемы
Несмотря на то что классическая схема подключения проста и надежна, она имеет свои определенные недостатки.
Во-первых, очень важно точно определить нагрузку на вал электродвигателя. В противном случае он будет слишком долго набирать обороты, что, в свою очередь, исключит возможность быстрого переключения на схему треугольника при помощи токового реле. В этом режиме нежелательно долго эксплуатировать электрическое устройство.
Во-вторых, при такой схеме подключения возможен перегрев обмоток, из-за чего специалисты рекомендуют установить в схему дополнительное тепловое реле.
В-третьих, при использовании современных временных реле необходимо точно соблюдать паспортную нагрузку на вал электрического двигателя.
Заключение
При использовании подключения схемы “звезда-треугольник” очень важно правильно рассчитать нагрузку на вал электродвигателя. Еще один неприятный факт кроется в том, что в момент переключения с Y на треугольник, когда двигатель еще не набрал нужных оборотов, происходит самоиндукция. В этот момент в сети появляется повышенное напряжение. Это грозит выходом из строя других приборов и устройств, подключенных к этой же сети.
{SOURCE}
Соединение звездой (Y или звезда) | Соединение треугольником (Δ) |
---|---|
Соединение звездой — это 4-проводное соединение (в некоторых случаях 4-й провод является дополнительным ) | А соединение треугольником — 3-проводное соединение. |
Возможны два типа систем соединения звездой: 4-проводная 3-фазная система и 3-проводная 3-фазная система. | При соединении треугольником возможна только 3-проводная 3-фазная система. |
Из 4 проводов 3 провода являются фазами, а 1 провод — нейтралью (которая является общей точкой 3 проводов). | Все 3 провода являются фазами при соединении треугольником. |
При соединении звездой один конец всех трех проводов подключен к общей точке в форме Y, так что все три открытых конца трех проводов образуют три фазы, а общая точка образует нейтраль. . | При соединении треугольником каждый провод соединяется с двумя соседними проводами в форме треугольника (Δ), и все три общие точки соединения образуют три фазы. |
Общая точка звездообразного соединения называется нейтралью или звездой. | В соединении треугольником нет нейтрали. |
Линейное напряжение (напряжение между любыми двумя фазами) и фазное напряжение (напряжение между любой фазой и нейтралью) различаются. | Линейное и фазное напряжение одинаковы. |
Линейное напряжение равно трехкратному основному фазному напряжению, то есть VL = √3 VP. Здесь VL — линейное напряжение, а VP — фазное напряжение. | Линейное напряжение равно фазному напряжению i.е. ВЛ = ВП. |
При соединении звездой вы можете использовать два разных напряжения, поскольку VL и VP различны. Например, в системе 230 В / 400 В напряжение между любым фазным проводом и нейтральным проводом составляет 230 В, а напряжение между любыми двумя фазами — 400 В. | При соединении треугольником мы получаем только одно значение напряжения. |
Линейный ток и фазный ток одинаковы. | Линейный ток в три раза больше фазного тока. |
В соединении звездой, IL = IP.Здесь IL — линейный ток, а IP — фазный ток. | При соединении треугольником, IL = √3 IP |
Общая трехфазная мощность при соединении звездой может быть рассчитана по следующим формулам. P = 3 x VP x IP x Cos (Φ) или P = √3 x VL x IL x Cos (Φ) | Общая трехфазная мощность при соединении треугольником может быть рассчитана по следующим формулам. P = 3 x VP x IP x Cos (Φ) или P = √3 x VL x IL x Cos (Φ) |
Поскольку линейное и фазовое напряжение различны (VL = √3 VP), изоляция требуется для каждой фазы меньше при соединении звездой. | При соединении треугольником линейное и фазное напряжения одинаковы, поэтому для отдельных фаз требуется дополнительная изоляция. |
Обычно соединение звездой используется как в сетях передачи, так и в распределительных сетях (с однофазным питанием или трехфазным. | Соединение треугольником обычно используется в распределительных сетях. |
Поскольку требуется меньше изоляции, соединение звездой могут использоваться для больших расстояний | Delta Connections используются для более коротких расстояний. |
Соединения звездой часто используются в приложениях, требующих меньшего пускового тока. | Соединения треугольником часто используются в приложениях, требующих высокого пускового момента. |
Разница между соединением звездой и треугольником (со сравнительной таблицей)
Разница между соединением звездой и треугольником объясняется с учетом различных факторов, таких как базовое определение соединений, наличие нейтральной точки, соединение клемм, соотношение между линейным током и фазным током, а также между линейным напряжением и фазным напряжением, скорость, уровень изоляции, количество витков, тип системы и использования сети и т. д.
Разница между соединением «звезда» и «треугольник» приведена ниже в таблице формы .
BASIS | СОЕДИНЕНИЕ ЗВЕЗДА | СОЕДИНЕНИЕ ТРЕУГОЛЬНИКОМ |
---|---|---|
Базовое определение | Клеммы трех ответвлений подключены к общей точке. Образованная сеть известна как Star Connection. | Три ветви сети соединены таким образом, что образуется замкнутый контур, известный как соединение дельта. |
Подключение клемм | Начальная и конечная точки, то есть одинаковые концы трех катушек, соединяются вместе. | Конец каждой катушки подключен к начальной точке другой катушки, что означает, что противоположные клеммы катушек соединены вместе. |
Нейтраль | Нейтраль или звезда имеется в соединении звездой. | Нейтральная точка не существует в соединении треугольником. |
Соотношение между линейным и фазным током | Линейный ток равен фазному току. | Линейный ток равен трехкратному корню фазного тока. |
Отношение между линейным и фазным напряжением | Линейное напряжение равно трехкратному корню фазного напряжения | Линейное напряжение равно фазному напряжению. |
Скорость | Двигатели, подключенные звездой, имеют низкую скорость, поскольку они получают 1 / √3 напряжения. | Скорость двигателей, подключенных по схеме треугольника, высокая, потому что каждая фаза получает общее напряжение сети. |
Фазовое напряжение | Фазное напряжение ниже в 1/3 раза от линейного напряжения. | Фазное напряжение равно линейному напряжению. |
Число витков | Требуется меньшее число витков | Требуется большое число витков. |
Уровень изоляции | Требуемая изоляция низкая. | Требуется высокая изоляция. |
Тип сети | В основном используется в сетях передачи электроэнергии. | Используется в сетях распределения электроэнергии. |
Полученное напряжение | При соединении звездой каждая обмотка получает 230 вольт. | При соединении треугольником каждая обмотка получает 414 вольт. |
Тип системы | Как трехфазная четырехпроводная, так и трехфазная трехпроводная система могут быть подключены звездой. | Трехфазная четырехпроводная система может быть получена из соединения треугольником. |
В этой статье объясняется разница между соединением «звезда» и «треугольник». В трехфазной цепи бывает два типа подключений. Один из них известен как Star Connection, а другой — Delta Connection. Соединение звездой имеет общую точку или звезду, к которой подключены все три клеммы, образуя звездообразную форму, как показано ниже:
При соединении треугольником все три клеммы соединены вместе, образуя замкнутый контур.В нем нет общей или нейтральной точки, и она используется для передачи энергии на короткие расстояния. Схема подключения представлена ниже:
Разница между соединением звезды и треугольника
- Клеммы трех ветвей подключены к общей точке. Образованная сеть известна как Star Connection . Три ветви сети соединены таким образом, что образуется замкнутый контур, известный как Delta Connection .
- При соединении звездой концы начальной и конечной точек трех катушек соединены вместе с общей точкой, известной как нейтральная точка . Но при соединении треугольником нейтральной точки нет. Конец каждой катушки соединен с начальной точкой другой катушки, что означает, что противоположные клеммы катушек соединены вместе.
- При соединении звездой линейный ток равен фазному току, тогда как при соединении треугольником линейный ток равен трехкратному корню фазного тока.
- При соединении звездой линейное напряжение равно трехкратному корню фазного напряжения, тогда как при соединении треугольником линейное напряжение равно фазному напряжению.
- Двигатели, соединенные звездой, имеют низкую скорость, поскольку они получают 1 / √3 напряжения, но скорость двигателей, соединенных треугольником, высока, потому что каждая фаза получает общее напряжение сети.
- При соединении звездой фазное напряжение в 1 / √3 раз меньше линейного напряжения, тогда как при соединении треугольником фазное напряжение равно линейному напряжению.
- Соединение звездой в основном требуется для сети передачи электроэнергии на большие расстояния, тогда как соединение треугольником в основном в распределительных сетях и используется для более коротких расстояний.
- При соединении звездой каждая обмотка получает 230 вольт, а при соединении треугольником каждая обмотка получает 415 вольт.
- Как 3-фазные, 4-проводные, так и 3-фазные 3-проводные системы могут быть получены в соединении звездой, тогда как в соединении треугольником могут быть получены только трехфазные 4-проводные системы.
- Степень изоляции, требуемая при соединении звездой, мала, а при соединении треугольником требуется высокий уровень изоляции.
Эти точки различают соединение звезды и треугольника.
12 Разница между соединением звездой и треугольником в трехфазной системе
Трехфазная система переменного тока в основном состоит из двух различных электрических соединений. Одно соединение — звезда, другое — соединение треугольником.
Эти два соединения имеют разные характеристики и используются для достижения разных функций. Здесь я описываю, в чем разница между соединением звезды и треугольника в трехфазной системе.
Это один из самых важных вопросов. И об этом спрашивали на многих экзаменах и собеседованиях. Итак, будучи инженером-электриком, вы должны знать все основные концепции и различия между ними.
Давайте сравним звезду и треугольник в трубчатой форме.
Соединение звездой и соединение треугольником
# | Содержание | Соединение звездой | Соединение треугольником |
01 | [Определение] Что такое соединения звезды и треугольника? | В трехфазном соединении переменного тока одна клемма каждой обмотки подключена к общей точке, а остальные три клеммы подключены к внешней цепи.Это соединение называется «звездообразным соединением». | В трехфазном соединении переменного тока все выводы каждой обмотки соединены друг с другом. Это соединение называется «Дельта-соединение». |
02 | Называется как | Иногда это называют «звездой». | Его также называют «сетевым соединением». |
03 | Представление соединений звезды и треугольника | Соединение звездой обозначается буквой «Y». | Соединение по схеме «треугольник» обозначается значком «Δ». |
04 | Соединение общей точки | Общая точка возникает при соединении звездой или проводке. Иногда эту точку называют «нейтральной точкой» или «звездной точкой». | Общая точка не возникает при соединении треугольником или проводке. |
05 | Сколько проводов в трехфазной системе? | Требуется трехпроводная трехфазная система переменного тока и четырехпроводная трехфазная система переменного тока. | Требуется трехпроводная трехфазная система переменного тока. |
06 | Какое соотношение между фазой и линейным напряжением ? | Линейное напряжение равно трехкратному корню фазного напряжения. Представляем как VL = √3 VP . | Линейное напряжение равно фазному напряжению. Обозначим как, VL = VP . |
07 | Какая связь между фазой и током линии ? | Линейный ток равен фазному току. Обозначается как, IL = IP . | Линейный ток равен трехкратному корню фазного тока. Представляем как IL = √3 IP . |
08 | Какой тип подключения используется в линиях электропередачи и распределительных линиях ? | Только в системе распределения используется соединение звездой. | В системе передачи и распределения используется соединение треугольником. |
09 | Требуемое напряжение для подключения звездой и треугольником | Каждая обмотка получает 220 В или 230 В при подключении звездой. | На каждую обмотку подается напряжение 414 В или 415 В при соединении треугольником. |
10 | Расстояние | Для коротких расстояний используется звездообразная сеть. | Для междугородной связи используется дельта-сеть. |
11 | Количество витков | Требуется большое количество витков. | Требуется меньшее количество оборотов. |
12 | Изоляция | Требуется дополнительная изоляция. | Требуется меньше изоляции. |
13. Схема соединений звезды и треугольника
- Соединение звездой или проводка
При соединении звездой трехфазной обмотки все катушки соединены в общей точке. Эта точка называется нейтральной звездой (N).
Вышеупомянутое соединение звездой представляет соотношение между фазой и линией напряжения и тока.
Линейный ток и фазный ток при соединении треугольником:
- Линейный ток представлен как IR, IY и IB
- Фазный ток представлен как INR, INY и INB
Линейное напряжение и фазное напряжение при соединении треугольником:
- Линейное напряжение представлено VRY, VYB и VRB
- Фазовое напряжение представлено VNR, VNY и VNB
Принципиальная схема соединения звездой.
- Соединение треугольником или проводка
При соединении треугольником трехфазной обмотки все катушки соединены спиной к спине.
Из приведенного выше соединения треугольником мы увидим взаимосвязь между фазой и линией напряжения и тока.
Линейный ток и фазный ток при соединении звездой:
- Линейный ток представлен IR, IY и IB
- Фазный ток представлен I12, I23 и I31
Линейное напряжение и Фазное напряжение при соединении звездой:
- Линейное напряжение представлено VRY, VYB и VRB
- Фазовое напряжение представлено V12, V23 и V31
Принципиальная схема соединения треугольником.
Примечание : синие отметки обозначают количество фаз. Красные примечания представляют количество строк.
Это все об основных характеристиках соединения звезды и треугольника. Эти спецификации также описывают преимущества соединений звезды и треугольника.
В следующем учебном пособии мы увидим схему привода и фазовое соотношение напряжения и тока для трехфазной системы, соединенной звездой и треугольником.
Если у вас есть какие-либо вопросы относительно сравнения соединений звезды и треугольника, оставьте свой комментарий ниже.
Другие сравнения:
Спасибо за чтение!
Если вы цените то, что я делаю здесь, в DipsLab, вам следует принять во внимание:
DipsLab — это самый быстрорастущий и пользующийся наибольшим доверием сайт сообщества инженеров по электротехнике и электронике. Все опубликованные статьи доступны БЕСПЛАТНО всем.
Если вам нравится то, что вы читаете, подумайте о том, чтобы купить мне кофе (или 2) в знак признательности.
Это поможет мне продолжать оказывать услуги и оплачивать счета.
Я благодарен за вашу бесконечную поддержку.
Я получил степень магистра в области электроэнергетики. Я работаю и пишу технические руководства по ПЛК, программированию MATLAB и электрике на портале DipsLab.com.
Я счастлив, поделившись своими знаниями в этом блоге. А иногда вникаю в программирование на Python.
Установите пользовательское содержимое вкладки HTML для автора на странице своего профиляСоединение звездой и треугольником — объяснение
Соединение звезда / звезда и соединение треугольником — это два разных метода, которые используются для подключения трехфазной системы.В этом видео мы подробно рассмотрим следующее.
1. Соединение звездой
2. Соединение треугольником
3. Соотношение напряжения и тока в обоих соединениях
4. И где эти соединения используются.
Итак, если вы хотите узнать подробности, вам нужно посмотреть видео.
Рекомендуем прочитать перед тем, как продолжить изучение этого руководства
Однофазное и трехфазное питание
Соединение звездой
Подключение, показанное на рисунке выше, является одним из способов подключения трехфазного генератора к нагрузке.Как видите, для подключения требуется 6 проводов. Трехфазная цепь, показанная на этом рисунке, электрически независима. Но если вы внимательно посмотрите на изображение, вы обнаружите, что мы можем объединить три обратных проводника вместе, чтобы сформировать один обратный проводник. В результате мы сэкономили на стоимости двух проводников, так как количество проводов уменьшено с 6 до 4.
Теперь этот общий обратный провод называется Нейтральный провод . Он несет сумму трех токов Ia + Ib + Ic.Сначала многие подумают, что провод, необходимый для нейтрали, должен быть в 3 раза больше, чем остальные три проводника. Но, как известно, токи трех фаз не совпадают по фазе на 120 градусов друг от друга. И если мы нарисуем для этих токов осциллограмму, она будет выглядеть так.
Теперь, если вы внимательно посмотрите на диаграмму, вы обнаружите, что сумма обратных токов всегда равна нулю. Например, в момент, показанный выше, соответствующий 240 градусам, Ic = Imax и Ib = Ia = -0.5 Imax.
Итак, если мы сложим эти обратные токи, мы получим сумму = 0, и это верно для каждого случая.
Ia + Ib + Ic = (-0,5Imax — 0,5Imax) + Imax
Ia + Ib + Ic = — Imax + Imax = 0
Таким образом, мы можем удалить нейтральный провод, не влияя на напряжение или ток в цепи. Таким образом, мы сократили количество проводников 6, что было на начальном этапе, до 3. 50% -ная экономия на стоимости проводов! Однако для этого нагрузка, показанная в схеме, должна быть одинаковой.Если нагрузка не идентична, то удаление нейтрального проводника может вызвать неравные напряжения на нагрузках. Таким образом, в идеальной ситуации или в ситуации, когда нагрузка равна, ток, протекающий через нейтральный проводник, равен нулю. И это тоже очень часто используемый вопрос во время технических собеседований. Проводит ток нейтраль или нет? И теперь у вас есть ответ.
В условиях, когда нагрузка неодинакова, необходимо предусмотреть нейтраль. Возможно, вы слышали, как люди говорят о 3,5-жильном кабеле, что 0.5 жила — ваш нейтральный проводник. Схема, показанная на рисунке, называется трехфазной трехпроводной системой. Говорят, что генератор и нагрузка соединены звездой, так как она напоминает букву Y, или некоторые люди также называли ее звездой.
Звездное соединениеРисунок, показанный выше, называется трехфазной четырехпроводной системой. Нейтральный проводник может быть такого же размера или может быть немного меньше, чем другие проводники. 3-фазная 4-проводная система широко используется для электроснабжения коммерческих и промышленных потребителей.
Напряжение и ток в пусковом соединении
Теперь, когда мы говорим о трехфазной системе, соединенной звездой, мы должны знать об этих двух концепциях.
- Линейное напряжение
- Линейное напряжение нейтрали.
Напряжение между A и N называется линейным напряжением. Точно так же напряжение между A и B называется линейным напряжением. Соотношение между этими напряжениями и током меняется в зависимости от типа подключения.Итак, важно понимать эти отношения для разных связей.
Ток в системе с соединением звездой
В случае соединения звездой, межфазный ток равен межфазному току.
Напряжение в системе, подключенной звездой
А вот с напряжением другое. Рассмотрим вышеупомянутую трехфазную 4-проводную систему, соединенную звездой. Если вы примените закон Кирхгофа к приведенной выше схеме, вы обнаружите, что межфазное напряжение умножено на напряжение между фазой и нейтралью.
Напряжение, которое мы получаем в нашем доме, — это напряжение линии на нейтраль, т.е. 230 вольт (в Индии).
Соединение треугольником
Другой способ подключения трехфазной системы называется соединением по схеме «треугольник». Соединение названо так потому, что напоминает греческую букву дельта.
Напряжение и ток при соединении треугольником
Давайте посмотрим на соотношение напряжения и тока при соединении треугольником.
Напряжение при соединении треугольником
Теперь в случае соединения треугольником напряжение на каждом соединении такое же, как напряжение в сети.
Ток в соединении треугольником
Но, в случае тока, ток на каждом элементе отличается от тока линии. Если вы примените закон Кирхгофа и выполните некоторые вычисления, вы обнаружите, что линейный ток в 3 раза больше, чем ток в каждой ветви системы, соединенной треугольником.
Применение соединения звезда-треугольник
Обычно соединение звездой используется там, где требуется нейтраль и два отдельных напряжения, например, в нашей распределительной системе.
Соединение треугольником обычно предпочтительнее, если нейтральный проводник не нужен, например, для передачи электроэнергии высокого напряжения. Кроме того, соединение треугольником предпочтительнее, когда необходимо контролировать 3-ю гармонику.
Соединения звездой и треугольником используются почти везде, когда мы говорим о трехфазной системе.
Обычно трехфазный трансформатор подключается в различных комбинациях звездой и треугольником. Например,
- Трансформатор, соединенный звездой — звездой, обычно используется в качестве автотрансформатора.
- Трансформатор, соединенный треугольником, обычно используется для передачи высокого напряжения.
- Трансформатор, соединенный треугольником — звездой, обычно используется в качестве распределительного трансформатора.
Мощность, передаваемая по схеме звезда и треугольник.
Теперь, когда мы изучили соединение звезды и треугольника, может возникнуть вопрос, мощность, передаваемая по схеме звезды, и мощность, передаваемая по схеме треугольника, одинаковы или различаются? Итак, давайте это выясним.
Рассмотрим сначала обмотку, соединенную звездой.Полная мощность, передаваемая одной фазой, равна.
Это мощность, передаваемая одной фазой. Чтобы рассчитать мощность, передаваемую 3 фазами, мы можем умножить это уравнение на 3.
Аналогично, полная мощность, передаваемая одной фазой при соединении треугольником, определяется выражением.
Умножьте вышеприведенное уравнение на 3, чтобы рассчитать мощность, передаваемую 3 фазами. И вы получите тот же результат, что и соединение звездой.
И это доказывает, что мощность, передаваемая обоими соединениями, одинакова.
Резюме
Итак, подведем итоги этого руководства.
- Трехфазная система может быть подключена в двух разных стилях, т.е. звезда или дельта.
- При соединении звездой межфазный ток равен межфазному току. Но линейное напряжение в 3 раза больше, чем линейное напряжение.
- При соединении треугольником напряжение на каждом элементе равно линейному напряжению.Но линейный ток в 3 раза больше тока, протекающего через каждый элемент.
- Мощность, передаваемая обоими соединениями, одинакова.
Преимущества и недостатки соединения звезды и треугольника
Пускатель со звезды на треугольник — это наиболее часто используемый метод для включения трехфазного асинхронного двигателя. При соединении звездой начальный или конечный концы трех катушек соединяются вместе, образуя нейтральную точку. Общий провод выводится из нейтральной точки, которая называется нейтралью, в то время как при соединении треугольником противоположный конец трех катушек соединяется вместе.Здесь на этой странице представлена информация о плюсах и минусах подключения по схеме «звезда» и «треугольник», чтобы лучше понять эту тему.
Преимущества звездообразного соединения:
- Используется для высокого напряжения
- Общая нейтральная точка
- Подходит для несбалансированной нагрузки
- Каждая фаза — отдельная цепь
- Приложения с двойным напряжением
- Соединение звездой может равномерно распределять нагрузку
- Генератор с соединением звездой требует меньшей изоляции
- Генератору с соединением звездой требуется меньшее количество витков, чем треугольник для того же напряжения
- Возможность распределения нагрузки между фазами
- Наличие однофазной сети при более низком напряжении
- Нейтральная точка может быть заземлена
Недостатки соединения звездой:
- Меньший крутящий момент
- Конструкция предусматривает объединение 3-х отдельных фаз в 1
- Вторичное распределение, малые нагрузки
- Стоимость строительства дороже
Преимущества соединений дельт:
- Больше крутящего момента
- Эффективный
- Простая конструкция двигателя
- Применение в тяжелых условиях
- Защита проста и дешевле
- Используется во вращающихся конвейерах
- При использовании соединения треугольником меньший ток на обмотку при той же выходной мощности
- Основные области применения в производстве, передаче и распределении электроэнергии
- Вторичная обмотка трансформатора обеспечивает все 3 фазы
- Стоимость строительства низкая
Недостатки соединения треугольником:
- Нет общей нейтральной точки
- Обнаружение замыканий на землю затруднено
- Подключение низкого напряжения
Резюме:
Если мощность остается постоянной, соединение треугольником имеет более низкое напряжение и большую пропускную способность по току, тогда как соединение звездой имеет более высокое напряжение и низкую допустимую силу тока.
Пускатель со звезды на треугольник — это наиболее часто используемый метод для включения трехфазного асинхронного двигателя. При соединении звездой начальный или конечный концы трех катушек соединяются вместе, образуя нейтральную точку. Общий провод выводится из нейтральной точки, которая называется нейтралью, в то время как при соединении треугольником противоположный конец трех катушек соединяется вместе. Здесь на этой странице представлена информация о плюсах и минусах подключения по схеме «звезда» и «треугольник», чтобы лучше понять эту тему.
Преимущества звездообразного соединения:
- Используется для высокого напряжения
- Общая нейтральная точка
- Подходит для несбалансированной нагрузки
- Каждая фаза — отдельная цепь
- Приложения с двойным напряжением
- Соединение звездой может равномерно распределять нагрузку
- Генератор с соединением звездой требует меньшей изоляции
- Генератору с соединением звездой требуется меньшее количество витков, чем треугольник для того же напряжения
- Возможность распределения нагрузки между фазами
- Наличие однофазной сети при более низком напряжении
- Нейтральная точка может быть заземлена
Недостатки соединения звездой:
- Меньший крутящий момент
- Конструкция предусматривает объединение 3-х отдельных фаз в 1
- Вторичное распределение, малые нагрузки
- Стоимость строительства дороже
Преимущества соединений дельт:
- Больше крутящего момента
- Эффективный
- Простая конструкция двигателя
- Применение в тяжелых условиях
- Защита проста и дешевле
- Используется во вращающихся конвейерах
- При использовании соединения треугольником меньший ток на обмотку при той же выходной мощности
- Основные области применения в производстве, передаче и распределении электроэнергии
- Вторичная обмотка трансформатора обеспечивает все 3 фазы
- Стоимость строительства низкая
Недостатки соединения треугольником:
- Нет общей нейтральной точки
- Обнаружение замыканий на землю затруднено
- Подключение низкого напряжения
Резюме:
Если мощность остается постоянной, соединение треугольником имеет более низкое напряжение и большую пропускную способность по току, тогда как соединение звездой имеет более высокое напряжение и низкую допустимую силу тока.
Подключение трехфазного трансформатора и основные сведения
До сих пор мы рассмотрели конструкцию и работу однофазного двухобмоточного трансформатора напряжения, который может использоваться для увеличения или уменьшения вторичного напряжения по отношению к первичному напряжению питания. Но трансформаторы напряжения также могут быть сконструированы для подключения не только к одной однофазной, но и для двухфазной, трехфазной, шестифазной и даже сложных комбинаций до 24 фаз для некоторых трансформаторов выпрямления постоянного тока.
Если мы возьмем три однофазных трансформатора и соединим их первичные обмотки друг с другом, а их вторичные обмотки друг с другом в фиксированной конфигурации, мы сможем использовать трансформаторы от трехфазного источника питания.
Трехфазные, также называемые 3-фазными или 3-фазными источниками питания, используются для производства, передачи и распределения электроэнергии, а также для всех промышленных целей. Трехфазные источники питания имеют много электрических преимуществ по сравнению с однофазными, и при рассмотрении трехфазных трансформаторов мы должны иметь дело с тремя переменными напряжениями и токами, различающимися по времени фазы на 120 градусов, как показано ниже.
Трехфазные напряжения и токи
Где: V L — линейное напряжение, а V P — межфазное напряжение.
Трансформатор не может действовать как устройство изменения фазы и преобразовывать однофазное в трехфазное или трехфазное в однофазное. Чтобы сделать соединения трансформатора совместимыми с трехфазными источниками питания, нам необходимо соединить их вместе определенным образом, чтобы сформировать конфигурацию трехфазного трансформатора .
Трехфазный трансформатор или 3-фазный трансформатор можно сконструировать либо путем соединения трех однофазных трансформаторов, образуя так называемую батарею трехфазных трансформаторов, либо с помощью одного предварительно собранного и сбалансированного трехфазного трансформатора, который состоит из трех пары однофазных обмоток, установленных на одном ламинированном сердечнике.
Преимущества построения одного трехфазного трансформатора заключаются в том, что при той же номинальной мощности кВА он будет меньше, дешевле и легче трех отдельных однофазных трансформаторов, соединенных вместе, поскольку медный и железный сердечники используются более эффективно.Способы подключения первичной и вторичной обмоток одинаковы, независимо от того, используется ли один трехфазный трансформатор или три отдельных однофазных трансформатора . Рассмотрим схему ниже:
Подключение трехфазного трансформатора
Первичная и вторичная обмотки трансформатора могут быть соединены в различной конфигурации, как показано, чтобы удовлетворить практически любые требования. В случае обмоток трехфазного трансформатора возможны три формы соединения: «звезда» (звезда), «треугольник» (сетка) и «соединенная звезда» (зигзаг).
Комбинации трех обмоток могут быть с первичным соединением треугольником и вторичным соединением звезды, или звезда-треугольник, звезда-звезда или треугольник-треугольник, в зависимости от использования трансформаторов. Когда трансформаторы используются для обеспечения трех или более фаз, их обычно называют многофазным трансформатором .
Трехфазный трансформатор со звездой и треугольником
Но что мы подразумеваем под «звездой» (также известной как звезда) и «треугольником» (также известной как сетка), когда имеем дело с подключениями трехфазного трансформатора.Трехфазный трансформатор имеет три набора первичной и вторичной обмоток. В зависимости от того, как эти наборы обмоток соединены между собой, определяется, будет ли соединение звездой или треугольником.
Три доступных напряжения, каждое из которых смещено друг от друга на 120 электрических градусов, не только определяют тип электрических соединений, используемых как на первичной, так и на вторичной стороне, но и определяют протекание токов трансформатора.
При соединении трех однофазных трансформаторов магнитные потоки в трех трансформаторах различаются по фазе на 120 градусов времени.В одном трехфазном трансформаторе имеется три магнитных потока в сердечнике, различающиеся по фазе на 120 градусов.
Стандартный метод маркировки обмоток трехфазного трансформатора заключается в маркировке трех первичных обмоток заглавными (заглавными) буквами A, B и C, которые используются для обозначения трех отдельных фаз: КРАСНОГО, ЖЕЛТОГО и СИНЕГО. Вторичные обмотки обозначены маленькими (строчными) буквами a, b и c. Каждая обмотка имеет два конца, обычно обозначаемые 1 и 2, так что, например, вторая обмотка первичной обмотки имеет концы, которые будут обозначены B1 и B2, а третья обмотка вторичной обмотки будет иметь обозначения c1 и c2, как показано.
Конфигурация трансформатора со звездой и треугольником
Символыобычно используются на трехфазном трансформаторе для обозначения типа или типов соединений, используемых с верхним регистром Y для соединения звездой, D для соединения треугольником и Z для соединенных между собой первичных обмоток звезды, с нижним регистром y, d и z для их соответствующих вторичные. Тогда звезда-звезда будет помечена Yy, дельта-дельта будет помечена Dd, а взаимосвязанная звезда с взаимосвязанной звездой будет Zz для тех же типов подключенных трансформаторов.
Идентификация обмотки трансформатора
Подключение | Первичная обмотка | Вторичная обмотка |
Дельта | D | d |
Звезда | Y | л |
Подключено | Z | z |
Теперь мы знаем, что существует четыре различных способа соединения трех однофазных трансформаторов между их первичными и вторичными трехфазными цепями.Эти четыре стандартные конфигурации представлены как: Дельта-Дельта (Dd), Звезда-Звезда (Yy), Звезда-Дельта (Yd) и Дельта-Звезда (Dy).
Трансформаторы для работы с высоким напряжением с соединением звездой имеют преимущество в снижении напряжения на отдельном трансформаторе, уменьшении количества необходимых витков и увеличении размера проводников, что делает изоляцию обмоток катушки проще и дешевле, чем у трансформаторов треугольника. .
Соединение треугольником, тем не менее, имеет одно большое преимущество перед конфигурацией звезда-треугольник в том, что если один трансформатор из группы из трех выйдет из строя или отключится, два оставшихся будут продолжать подавать трехфазное питание с одинаковой мощностью. примерно до двух третей исходной выходной мощности трансформаторного блока.
Соединение треугольником и треугольником трансформатора
В группе трансформаторов, соединенных треугольником (Dd), линейное напряжение V L равно напряжению питания V L = V S . Но ток в каждой фазной обмотке задается как: 1 / √3 × I L линейного тока, где I L — линейный ток.
Одним из недостатков трехфазных трансформаторов, соединенных треугольником, является то, что каждый трансформатор должен быть намотан на полное линейное напряжение (в нашем примере выше 100 В) и на 57.7 процентов, линейный ток. Большее количество витков в обмотке вместе с изоляцией между витками требует большей и более дорогой катушки, чем соединение звездой. Еще один недостаток трехфазных трансформаторов, подключенных по схеме треугольника, заключается в отсутствии «нейтрального» или общего подключения.
В схеме «звезда-звезда» (Yy), (звезда-звезда) каждый трансформатор имеет одну клемму, подключенную к общему переходу или нейтральной точке, а три оставшихся конца первичных обмоток подключены к трехфазной сети.Количество витков в обмотке трансформатора при соединении звездой составляет 57,7% от количества витков, необходимых для соединения треугольником.
Соединение звездой требует использования трех трансформаторов, и если какой-либо один трансформатор выйдет из строя или отключится, вся группа может выйти из строя. Тем не менее, трехфазный трансформатор, соединенный звездой, особенно удобен и экономичен в системах распределения электроэнергии, поскольку четвертый провод может быть подключен в качестве нейтральной точки (n) трех вторичных обмоток, соединенных звездой, как показано.
Соединение звездой и звездой трансформатора
Напряжение между любой линией трехфазного трансформатора называется «линейным напряжением», V L , а напряжение между любой линией и нейтралью трансформатора, соединенного звездой, называется «фазным напряжением», V Р . Это фазное напряжение между нейтральной точкой и любым из соединений линии составляет 1 / √3 × V L напряжения сети. Затем, выше, фазное напряжение первичной стороны, V P , указано как.
Вторичный ток в каждой фазе группы трансформаторов, соединенных звездой, такой же, как и для сетевого тока источника питания, тогда I L = I S .
Тогда взаимосвязь между линейными и фазными напряжениями и токами в трехфазной системе можно резюмировать как:
Трехфазное напряжение и ток
Подключение | Фазовое напряжение | Линейное напряжение | Фазный ток | Линейный ток |
Звезда | V P = V L ÷ √3 | V L = √3 × V P | I P = I L | I L = I P |
Дельта | V P = V L | V L = V P | I P = I L ÷ √3 | I L = √3 × I P |
Где опять же, V L — это линейное напряжение, а V P — это межфазное напряжение на первичной или вторичной стороне.
Другие возможные соединения для трехфазных трансформаторов — звезда-треугольник Yd, где первичная обмотка соединена звездой, а вторичная — треугольником, или треугольник-звезда Dy с соединением треугольником первичной и вторичной звездой.
Трансформаторы, соединенные треугольником, широко используются в распределительных сетях малой мощности, где первичные обмотки обеспечивают трехпроводную сбалансированную нагрузку для энергокомпании, в то время как вторичные обмотки обеспечивают необходимое 4-проводное соединение нейтрали или земли.
Когда первичная и вторичная обмотки имеют разные типы соединений обмоток, звезду или треугольник, общее соотношение витков трансформатора становится более сложным. Если трехфазный трансформатор подключен по схеме треугольник-треугольник (Dd) или звезда-звезда (Yy), то трансформатор потенциально может иметь соотношение витков 1: 1. То есть входное и выходное напряжения для обмоток одинаковы.
Однако, если трехфазный трансформатор подключен по схеме звезда – треугольник, (Yd) каждая первичная обмотка, соединенная звездой, получит фазное напряжение источника питания V P , которое равно 1 / √3 × V L .
Тогда в каждой соответствующей вторичной обмотке будет индуцировано такое же напряжение, и, поскольку эти обмотки соединены треугольником, напряжение 1 / √3 × V L станет вторичным линейным напряжением. Тогда при соотношении витков 1: 1 трансформатор, подключенный по схеме звезда-треугольник, обеспечит понижающее отношение линейного напряжения √3: 1.
Тогда для трансформатора, подключенного по схеме звезда – треугольник (Yd), коэффициент передачи будет равен:
Передаточное отношение звезда-треугольник
Аналогичным образом, для трансформатора, подключенного по схеме треугольник-звезда (Dy), с соотношением витков 1: 1 трансформатор будет обеспечивать повышающее отношение линейного напряжения 1: √3.Тогда для трансформатора, подключенного по схеме треугольник-звезда, передаточное число станет равным: 90 · 107.
Передаточное число Delta-Star
Затем для четырех основных конфигураций трехфазного трансформатора мы можем перечислить вторичные напряжения и токи трансформаторов относительно первичного линейного напряжения V L и его первичного линейного тока I L , как показано в следующей таблице. .
Линейное напряжение и ток трехфазного трансформатора
Где: n — «коэффициент трансформации» трансформатора (T.R.) количества вторичных обмоток N S , деленного на количество первичных обмоток N P . (N S / N P ) и V L — линейное напряжение, а V P — межфазное напряжение.
Пример трехфазного трансформатора
Первичная обмотка трансформатора 50 ВА, подключенного по схеме треугольник-звезда (Dy), питается от трехфазного источника питания 100 В, 50 Гц. Если трансформатор имеет 500 витков на первичной обмотке и 100 витков на вторичной обмотке, рассчитайте напряжения и токи вторичной стороны.
Данные: номинал трансформатора, 50 ВА, напряжение питающей сети, 100 В, первичная обмотка 500, вторичная обмотка, 100.
Затем вторичная сторона трансформатора подает линейное напряжение V LINE около 35 В, дающее вторичное фазное напряжение V PHASE 20 В при 0,834 ампера.
Конструкция трехфазного трансформатора
Ранее мы говорили, что трехфазный трансформатор фактически представляет собой три соединенных между собой однофазных трансформатора на одном ламинированном сердечнике, и значительная экономия в стоимости, размере и весе может быть достигнута путем объединения трех обмоток в единую магнитную цепь, как показано.
Трехфазный трансформатор обычно имеет три магнитные цепи, которые переплетены для обеспечения равномерного распределения диэлектрического потока между обмотками высокого и низкого напряжения. Исключением из этого правила является трехфазный трансформатор оболочечного типа. В конструкции оболочки, даже если три жилы вместе, они не переплетены.
Конструкция трехфазного трансформатора
Трехфазный трансформатор с сердечником из трех частей — это наиболее распространенный метод построения трехфазного трансформатора, позволяющий соединять фазы магнитным полем.Поток каждой ветви использует две другие ветви в качестве обратного пути с тремя магнитными потоками в сердечнике, создаваемыми линейными напряжениями, различающимися по фазе на 120 градусов. Таким образом, поток в сердечнике остается почти синусоидальным, создавая синусоидальное вторичное напряжение питания.
Корпус трехфазного трансформатора с пятью конечностями тяжелее и дороже в строительстве, чем с сердечником. Пятилепестковые сердечники обычно используются для очень больших силовых трансформаторов, так как они могут изготавливаться с меньшей высотой.Материалы сердечника, электрических обмоток, стального корпуса и охлаждения корпусных трансформаторов практически такие же, как и для более крупных однофазных трансформаторов.
Подключение трехфазного трансформатора | electricaleasy.com
Подключение трехфазного трансформатора В трехфазной системе три фазы могут быть подключены по схеме звезды или треугольника. Если вы не знакомы с этими конфигурациями, изучите следующее изображение, которое объясняет конфигурацию звезды и треугольника.В любой из этих конфигураций между любыми двумя фазами будет разница в 120 °.Подключение трехфазного трансформатора
Обмотки трехфазного трансформатора могут быть соединены в различных конфигурациях: (i) звезда-звезда, (ii) треугольник-треугольник, (iii) звезда-треугольник, (iv) треугольник-звезда, (v) открытый треугольник и (vi) Связь со Скоттом. Эти конфигурации объясняются ниже.Звезда-звезда (Y-Y)
- Соединение звезда-звезда обычно используется для небольших высоковольтных трансформаторов.Из-за соединения звездой количество необходимых витков на фазу уменьшается (поскольку фазное напряжение при соединении звездой составляет только 1 / √3 раз от напряжения сети). Таким образом, уменьшается и количество необходимой изоляции.
- Отношение линейных напряжений на первичной и вторичной сторонах равно коэффициенту трансформации трансформаторов.
- Линейные напряжения на обеих сторонах синфазны.
- Это соединение можно использовать только в том случае, если подключенная нагрузка сбалансирована.
Дельта-дельта (Δ-Δ)
- Это соединение обычно используется для больших низковольтных трансформаторов.Количество необходимых фаз / витков относительно больше, чем для соединения звезда-звезда.
- Отношение линейных напряжений на первичной и вторичной сторонах равно коэффициенту трансформации трансформаторов.
- Это соединение можно использовать даже при несимметричной нагрузке.
- Еще одним преимуществом этого типа подключения является то, что даже если один трансформатор отключен, система может продолжать работать в режиме открытого треугольника, но с уменьшенной доступной мощностью.
Звезда-треугольник ИЛИ звезда-треугольник (Y-Δ)
- Первичная обмотка соединена звездой звезда (Y) с заземленной нейтралью, а вторичная обмотка соединена треугольником.
- Это соединение в основном используется в понижающем трансформаторе на стороне подстанции линии передачи.
- Отношение вторичного напряжения к первичному в 1 / √3 раза больше коэффициента трансформации.
- Между напряжениями первичной и вторичной сети имеется сдвиг на 30 °.
Дельта-звезда ИЛИ треугольник-звезда (Δ-Y)
- Первичная обмотка соединена треугольником, а вторичная обмотка соединена звездой с заземленной нейтралью. Таким образом, его можно использовать для обеспечения 3-фазной 4-проводной связи.
- Этот тип подключения в основном используется в повышающих трансформаторах в начале линии передачи.
- Отношение вторичного напряжения к первичному в √3 раз больше коэффициента трансформации.
- Между напряжениями первичной и вторичной сети имеется сдвиг на 30 °.
Открытое соединение треугольником (V-V)
Используются два трансформатора, а первичные и вторичные соединения выполняются, как показано на рисунке ниже.Открытое соединение треугольником может использоваться, когда один из трансформаторов в группе Δ-Δ отключен, и обслуживание должно продолжаться до тех пор, пока неисправный трансформатор не будет отремонтирован или заменен. Его также можно использовать для небольших трехфазных нагрузок, когда нет необходимости в установке полной трехтрансформаторной батареи. Общая допустимая нагрузка при подключении по схеме «открытый треугольник» составляет 57,7%, чем при подключении по схеме «треугольник».Скотт (Т-Т) соединение
В этом типе подключения используются два трансформатора.Один из трансформаторов имеет центральные отводы как на первичной, так и на вторичной обмотке (который называется главным трансформатором). Другой трансформатор называется трансформатором-тизером. Соединение Скотта также можно использовать для преобразования трех фаз в двухфазное. Подключение выполняется, как показано на рисунке ниже..