Звезда и треугольник. Подключение двигателей.
Произошёл тут такой случай. Принёс человек в ремонт новый двигатель, который проработал у него 10 секунд и задымил. Двигатель он подключил треугольником в обычную трехфазную сеть, а на шильдике двигателя есть схема, на которой написано: треугольник — 230 В. звезда — 400 В. В общем, подключил он неправильно, потому двигатель и сгорел.
Для тех, кто не понимает, почему нельзя делать так, как сделал сделал тот товарищ, спаливший двигатель, предназначена эта статья.
Однофазные, двухфазные и трёхфазные электрические сети
В мире распространение имеют однофазные и трёхфазные электрические сети.
Однофазный ток представляет собой синусоиду:
Полное амплитудное напряжение превышает фазное, отличающееся от него в √2/2 раз, т.е.
311.1 х √2/2 = 220,
325.3 х √2/2 = 230,
169.7 х √2/2 = 120.
В трёхфазной сети фазы сдвинуты относительно друг друга на 120 градусов. Линейное напряжение выше фазного в √3 раз, т.е. примерно в 1.73 раза, следовательно,
220 х √3 = 380,
230 x √3 = 400,
380 x √3 = 660,
400 x √3 = 690,
120 x √3 = 208,
277 х √3 = 480.
Линейное напряжение трёхфазной сети — это межфазное напряжение, именно оно обозначается на шильдиках двигателей. Фазное напряжение (между фазой и нейтралью) на шильдиках не обозначается.
Одновременно с этим, условно говоря, вы можете считать, что на шильдике обозначено фазное напряжение, но только в том случае, если собираетесь подключать двигатель только к одной фазе через конденсатор.
Помимо этого, в США и Канаде также распространены двухфазные сети (сети с разделённой фазой или трёхпроводные однофазные сети), которые
позволяют подключать мощные бытовые приборы и приборы, выпущенные под европейский
стандарт 230 В.
Т.е. они получают таким образом как бы две фазы 120 В, смещённые относительно друг друга на 180 градусов.
Соответственно, у них там применяются специальные розетки на три контакта (две фазы и нейтраль) и есть разные варианты подключения мощных бытовых приборов, например, кондиционеров, которые можно подключать к 120 В, а можно к 240 В при наличии технической возможности.
Не следует путать такие двухфазные сети с существовавшими в начале XX века в США двухфазными сетями, где фазы были смещены на 90 градусов, к которым можно было напрямую подключать двигатели с двумя обмотками (как у современных сервомоторов).
Все варианты однофазных и трёхфазных сетей, применяющихся в Америке, выглядят следующим образом:
Подключение двигателей
Вот всем известные схемы подключения треугольником (D) и звездой (Y):
Всего с двигателя выходит 6 проводов: это начала трёх обмоток и их концы. Места соединений обмоток на схеме выше обозначены точками a, b, c и 0 (последний — только для звезды). В клеммной коробке шесть указанных клемм располагают в два ряда по три клеммы, причём клеммы начала и концов обмоток не находятся параллельно друг другу, а расположены так, чтобы было удобнее подключать треугольником (т.е. соединять начала одних обмоток с концами других):
Некоторые граждане иногда подключают нейтральный провод к нулевой точке при подключении двигателя звездой. На самом деле ничего хорошего от этого нет, делать так не нужно.
Совершенно
неважно как вы подключаете двигатель: звездой или треугольником.
Важно
только то, какое напряжение вы подаёте на обмотки двигателя. Будет ли
это напряжение получаться как межфазное (треугольник) или как фазное
(между фазой и нулевой точкой — звезда) — двигателю это совершенно
неважно.
Если у вас есть двигатель с номинальным напряжением обмотки 220 В и есть две
Выглядит всё это так, например, для двигателя мощностью 1.1 кВт с номинальным напряжением обмотки 220 В. Для тех, кто в танке: РИСУНОК СЛЕВА — это для РОССИИ, где 380 В 50 Гц, т.е. 220В на фазу, а справа — это для стран, где трёхфазное напряжение 220 В, 50 Гц (или 127 В на фазу):
Для такого двигателя на шильдике будет написано: D/Y 220V / 380V, 4.
9А / 2.8А. Соответственно, в этих двух случаях отличаются только токи в проводниках, ведущих к двигателю (именно они указаны на шильдике, в то время как ток на обмотке будет одинаковый, что видно на рисунке сверху). Следовательно, для России (линейное напряжение 400 В) для такого двигателя надо использовать схему подключения звезда.
Как видно по рисунку выше, при подключении к сети с большим напряжением токи в проводниках ниже (2.8A vs. 4.85A), поэтому, в случае использования преобразователя частоты переменного тока (ПЧ) для управления двигателем D/Y 230V / 400V, лучше применять схему подключения звезда и выставлять в настройка ПЧ напряжение двигателя 400В.
Теперь логичный вопрос:
если двигателю нет разницы по какой схеме он будет подключен, а важно лишь напряжение на обмотках, то зачем вообще делать двигатели с разным номинальным напряжением на этих самых обмотках?
Ответ такой: двигатель должен соответствовать требованиям конкретной ситуации, а требоваться может следующее:
1.
ВОЗМОЖНОСТЬ ПОДКЛЮЧЕНИЯ К ТРЁХФАЗНОЙ СЕТИ
В трёхфазную сеть можно подключить двигатель, номинальное напряжение
обмоток которого равно либо фазному напряжению сети (звездой), либо
линейному (треугольник).
2. ВОЗМОЖНОСТЬ ВКЛЮЧЕНИЯ В ОДНОФАЗНУЮ СЕТЬ
Для правильного подключения двигателя в однофазную сеть (через
конденсатор) требуется, чтобы номинальное напряжение обмотки двигателя
было не больше фазного напряжения сети.
3. ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ ЗВЕЗДА-ТРЕУГОЛЬНИК
Для двигателей со свободной нагрузкой на валу наиболее
дешевым способом плавного пуска при подключении в трёхфазную сеть
является пуск «звездой» с последующим переключением на «треугольник». Номинальное напряжение обмотки должно быть равно линейному напряжению сети. Т.е. сначала подается более низкое фазное напряжение (звезда — между фазой и нулевой точкой), а затем происходит переключение на треугольник, т.е. начинает подаваться межфазное напряжение, соответствующее номиналу двигателя.
Если составить таблицу по всем трём пунктам для трёхфазной сети 400В 50Гц (Россия, Европа, Китай), то будет она выглядеть так:
Аналогичная таблица для сети 208В 60Гц (США, Тайвань, Япония):
В итоге производители условно делят все двигатели на две категории:
1. Маломощные (менее 5 кВт), преимущественного бытового назначения, для которых может возникнуть потребность подключения к однофазной сети (не у каждого дома есть трёхфазная розетка). В России это двигатели D230V / Y400V.
2. Двигатели мощностью более 5 кВт, которые не имеют бытового назначения, а потому для них нет потребности подключения в однофазную сеть. Одновременно с этим, для них может возникнуть потребность переключения со звезды на треугольник при пуске. В России такими двигателями являются D400V / Y690V. Кроме того, такие двигатели можно подключать к промышленным сетям 690В, организация которой позволит экономить на прокладке кабеля, поскольку, как уже было показано выше, токи в проводниках будут ниже для сетей с более высоким напряжением.
Двигатели малой мощности
D 230V / Y 400V
Если двигатель имеет небольшую мощность (до 4 — 5 кВт), то его обычно делают с расчётом на возможность подключения к однофазной сети. Т.е. в трёхфазную сеть его подключают звездой, а в однофазную — треугольником через фазосдвигающий конденсатор. Для последнего случая также может использоваться пусковой конденсатор (отключается сразу после запуска). Выглядит это так:
Для того, чтобы двигатель можно было так подключить в однофазную сеть, его номинальное напряжение каждой обмотки должно быть равно фазному напряжению сети. Это значит, что если двигатель планируется использовать в России или Европе, то номинальное напряжение обмотки должно быть равно 230 В. В таком случае этот двигатель можно будет использовать как в трёхфазной сети с линейным напряжением 400 В (подключение звезда), так и в однофазной сети 230 В (подключение треугольником через конденсатор). Это те самые двигатели, где на шильдике написано напряжение D 220V / Y 380V.
Соответственно, если нужно такой двигатель использовать в стране с более низким линейным напряжением, например, в США (где линейное напряжение 208 В, а фазное — 120 В), то по-нормальному подключить такой двигатель в их однофазную сеть через конденсатор не получится, но можно подключить в их двухфазную сеть 240 В, если таковая имеется.
D 115V / Y 208-230V
Одновременно с этим, маломощные двигатели, предназначенные для стран, где стандартное напряжение ниже, чем у нас, будут подключаться как D 127V / Y 220V. Однако, двигатели с такой надписью на шильдике вы вряд ли найдёте, потому что 127 В, 50 Гц — это очень малораспространённое напряжение в мире (см. тут). Поэтому, скорее всего, вам встретится двигатель с шильдиком, где будет указано напряжение D 115V / Y 208-230V.
Подключить такой двигатель к стандартной российской трёхфазной сети (все три фазы) можно только через преобразователь частоты переменного тока, поскольку на них есть возможность переключения линейного напряжения на выходе: 230 / 400 В.
В однофазную сеть можно подключить звездой через конденсатор. Тогда напряжение, подаваемое на каждое обмотку, будет составлять половину фазного напряжения сети (230 В / 2 = 115 В). Выглядит это вот так:
Двигатели мощности более 5 кВт
D 400V / Y 690V
Для двигателей мощнее 5 кВт обычно не предусматривают возможность подключения в однофазную сеть, т.е. номинальное напряжение обмоток делают такое, которое соответствует линейному напряжению. Т.е. штатной схемой подключения таких двигателей в трёхфазную сеть является треугольник. В России и Европе это двигатели с номинальным напряжением обмоток 400В, т.е. где на шильдике написано D 400V / Y 690V.
Для определённых задач, где на валу двигателя находится свободная нагрузка (системы вентиляции, осевые насосы), ну, и вообще те задачи, где возможно регулирование скорости вращения вала только лишь напряжением (трансформатором), часто используют схему подключения «звезда» при старте с последующим переключением на «треугольник».
Т.е. при старте на обмотку подаётся заниженное напряжение 230В вместо номинальных 400В, а затем происходит переключение на штатный режим (т.е. на треугольник). Из-за свободной нагрузки на валу момент вращения при старте на низком напряжении также будет ниже, т.е. пусковой ток будет не столь высок, как при старте на номинальном напряжении. Поэтому такой пуск двигателя называют «щадящим».
Следует помнить, что для нагрузок, требующих большого момента при запуске, подобный режим приведет напротив, к возрастанию тока в обмотках и последующим неприятным событиям.
Кроме того, надо иметь ввиду, что подключение двигателей даже со свободной нагрузкой на валу звездой для «щадящего старта» вовсе не означает, что если по такой схеме постоянно эксплуатировать двигатель (не переходя на треугольник), то такой режим станет «щадящим» для него. Низкий момент при старте ещё не означает, что заниженное напряжение годится для его нормальной работы, поскольку сам двигатель (со своими номинальными характеристиками) обычно как раз и подбирается под конкретную нагрузку.
Поэтому постоянная эксплуатация двигателей на напряжении ниже номинального иногда приводит к их выходу из строя. Чтобы не было неприятностей двигатель всегда надо эксплуатировать на номинальном напряжении, а если требуется снизить обороты вращения вала, то тогда нужно использовать редукторы или преобразователи частоты переменного тока, а не пытаться решить вопрос самым дешёвым способом. К слову сказать, частотник тоже меняет не только частоту тока, но и напряжение, однако, он это делает с умом.
D 220V / Y 440V, D 277V / Y 480
Двигатели мощностью выше 5 кВт, изготовленные в США, будут иметь номинальное напряжение обмотки 277 В, поскольку там распространены промышленные сети 480 В, ну а в Тайване аналогичные двигатели будут иметь номинал в 220 В. К российской трёхфазной сети 400 В подключаются они звездой, а к российской однофазной сети через конденсатор — треугольником. Касательно величин напряжения, есть двигатели, где более подробно расписано подключение для сетей 50 Гц и 60 Гц, например вот так:
Как подключить асинхронный двигатель
Содержание
- Как подключить асинхронный двигатель
- Почему сгорит электродвигатель при неправильном соединении
- Почему при подключении звездой, ток не становится меньше (при неизменной нагрузке)
- Схема подключения обмоток электродвигателя звездой
- Схема подключения обмоток электродвигателя треугольником
- Почему при пуске применяют схему звезда-треугольник
- Будьте внимательны!!!
- Подводим итоги:
Дорогие читатели, а вы знаете как подключить асинхронный двигатель?
Имею в виду, можете определить по шильдику, когда надо подключить обмотки электродвигателя звездой, а когда треугольником?
В этой статье я подробно расскажу как подключить асинхронный двигатель.
А также Вы узнаете много разных нюансов при подключении электродвигателя.
А вы знали, что если двигатель рассчитан на напряжение 380/660В- треугольник/звезда, и если его подключить по схеме звезда на напряжение 380 вольт, то в определённых условиях он сгорит. Стало интереснее? Тогда советую ознакомиться со статьёй.
Перед чтением этой статьи рекомендую прочитать статью «Что такое мощность».
Как подключить асинхронный двигатель
Специалист перед подключением электродвигателя всегда поглядит на его шильдик и ознакомится со схемой подключения обмоток электродвигателя.
Шильдик асинхронного электродвигателя выглядит примерно вот так:
По информации на шильдике мы делаем вывод, что если у нас напряжение 380 вольт, то подключаем электродвигатель по схеме треугольник. Если у нас 660 вольт, то по схеме звезда.
Так же бывают двигатели на 220/380 вольт:
По шильдику видно, что если у нас напряжение в сети 220 вольт, то подключаем треугольником.
Следовательно, если 380 вольт, то звездой.
Теперь Вы уже хотя бы понимаете, как подключить асинхронный двигатель, ориентируясь на шильдик.
Почему сгорит электродвигатель при неправильном соединенииСейчас я вкратце расскажу, почему электродвигатель, у которого обмотки на 380/660 треугольник/звезда, нельзя подключать звездой на 380 вольт.
Давайте представим, что в данный момент у нас линейное напряжение равно 380 вольт.
Что такое линейное напряжение, а фазное? Не знаете? Сейчас расскажу!
Линейное напряжение – это напряжение между линейными проводами (фазами), а фазное между линейным проводом и нейтральным.
Дело в том, что при соединении обмоток треугольником, на каждую обмотку приходится линейное напряжение 380 вольт,
а при соединении звездой фазное — 220 вольт.
В итоге нам надо поддерживать требуемую мощность на валу двигателя, а напряжение упало с 380 вольт до 220 вольт (переключили обмотки с треугольника на звезду), что же делать? Ток всё сделает за нас.
Он начнёт расти.
Вот пример:
Это формула для однофазной сети, но для понимания сути пойдёт.
P=UI
Где, P- мощность, U-напряжение, I-ток.
Подставим в нашу формулу выдуманные значения и получим следующее: 440=220*2, а теперь уменьшим напряжение в два раза, 440=110*4. Увидели? Напряжение уменьшили в два раза, но, чтобы поддержать заданную мощность у нас вырос ток в два раза.
Почему при подключении звездой, ток не становится меньше (при неизменной нагрузке)При соединении обмоток электродвигателя треугольником фазный ток в 1.73 раза меньше линейного.
Давайте приведу пример: На шильдике электродвигателя указан ток 30А при соединении обмоток треугольником и напряжением 380 вольт. 30 ампер — это линейный ток, значит, чтобы получить фазный, нам надо 30/1.73. В итоге фазный ток равен 17,3 Ампера. Т.е. номинальный ток для обмотки двигателя 17,3 Ампера.
А теперь мы переключим двигатель с треугольника на звезду, но нагрузка на валу двигателя остаётся таже самая.
При соединении электродвигателя звездой линейный ток будет равен фазному. Напряжение на обмотке уменьшится в 1.73 раза. Следовательно на обмотку будет подаваться уже не 380 вольт, а 220.
В результате по обмотке будет протекать не 17,3 А, а целых 30 Ампер. Почему?
Потому что ток будет компенсировать падение напряжения на обмотке, которое у нас упало в 1,73 раза. Значит ток вырастит в 1,73 раза. Двигатель греется и если отсутствует защита — сгорает. А двигатель стоит немалых денег, поэтому Вы должны знать как подключить асинхронный двигатель!
Еще один пример для понимания. Обратите внимание на следующий шильдик электродвигателя:
Электродвигатель треугольник/звезда: 220 вольт/380 вольт: 38,3/22,2 Ампера.
Соединяем двигатель треугольником и подаём напряжение 220 вольт. Ток (линейный) по шильдику равен 38,3 Ампер. Следовательно, фазный будет равен 38,3/1,73= 22,2 Ампер. Т.е мы определили, что фазный номинальный ток для обмотки = 22,2 Ампер. Поехали дальше…
А теперь соединяем обмотки электродвигателя звездой и подаём напряжение 380 Вольт.
Ток будет равен 22,2 Ампер. В звезде линейный ток равен фазному току.
Вывод:
При треугольнике и питающем напряжении 220 вольт, фазный ток равен 22,2 Ампер.
При звезде и питающем напряжении 380 вольт, фазный ток равен 22,2 Ампер. Следовательно мощность у двигателя будет одинаковая при таких подключениях.
А, что если мы соединим этот двигатель звездой и подадим напряжение 220 вольт. На обмотку будет приходиться уже 127 Вольт. Поэтому ток будет компенсировать падение напряжение на обмотке в 1,73 раза и будет равен 38,3 Ампер. А обмотка у нас рассчитана на 22,2 Ампер. Двигатель сгорит.
Схема подключения обмоток электродвигателя звездойВот так выглядит борно электродвигателя и здесь обмотки соединены звездой. Т.е. концы обмоток соединены в одной точке.
Мои коллеги-инженеры сталкивались с такими случаями, когда перемычки кидали на начало обмоток, куда подключался питающий кабель. Сразу возникало короткое замыкание.
Фазное и линейное напряжение при соединении обмоток в звезду разное, а ток одинаковый.
А теперь давайте найдём полную мощность, развиваемую электродвигателем.
Полная мощность в трёхфазной системе равна сумме полных мощностей трёх фаз:
И теперь формула полной мощности будет выглядеть вот так:
А чтобы найти активную мощность применим следующую формулу:
где cosф- коэффициент мощности, n- КПДИз формулы активной мощности выразим ток:
где cosф- коэффициент мощности, n- КПД Схема подключения обмоток электродвигателя треугольникомВот так выглядит борно электродвигателя и здесь обмотки соединены треугольником. Т.е. конец обмотки соединён с началом следующей обмотки.
Фазное и линейное напряжение равны. Линейный ток в 1,73 раза больше фазного.
Формула полной мощности будет выглядеть вот так:
Если обратить внимание на формулу полной мощности при подключении звездой, то мы заметим, что формулы полной мощности одинаковые.
А чтобы найти активную мощность применим следующую формулу:
где cosф- коэффициент мощности, n- КПДИз формулы активной мощности выразим ток:
где cosф- коэффициент мощности, n- КПДВнимательный читатель должен был заметить, что формула мощности
одинаковая при подключении треугольником и при подключении звездой.
Так и есть, просто, чтобы поддержать
необходимую мощность, у нас будет меняться ток.
Но чтобы двигатель не сгорел при переключении с треугольника на звезду, надо уменьшить нагрузку на валу двигателя до тех пор, пока фазный ток не станет равный фазному току при подключении треугольником.
Поэтому и говорят, что мощность при подключении обмоток электродвигателя звездой меньше, чем при соединении треугольником.
Почему при пуске применяют схему звезда-треугольникФормула мощности в момент пуска не действует, т.к. двигатель не вращается – ЭДС Самоиндукции отсутствует (индуктивное сопротивление).
По факту у нас есть обмотка с очень маленьким сопротивлением и напряжение, подаваемое на двигатель. И ток здесь рассчитывается по закону Ома. Чем меньше у нас подаваемое напряжение на обмотку электродвигателя, тем меньше будет ток в обмотке.
А мы помним, что при треугольнике у нас на обмотку подаётся
линейное напряжение, а при звезде напряжение будет в 1.
73 раза меньше чем на
треугольнике. Следовательно, и пусковые токи будут меньше.
Но не забываем, что закон Ома действует только в момент пуска электродвигателя. Когда двигатель выходит на номинальные обороты, ему необходимо поддерживать мощность, которая присутствует на валу. А так как напряжение при звезде меньше в 1.73 раза, то начинает подниматься ток, чтобы компенсировать падение напряжения на обмотках электродвигателя.
Будьте внимательны!!!
Бывает попадаются шильдики электродвигателей, которые путают электриков, и они могут допустить ошибку при подключении. Например: Написана буква V, под ней нарисован треугольник, а внизу два напряжения 400 Вольт на 50 Герц и 460 Вольт на 60 Герц. Специалист думает, что буква V-это значок звезды, а так как у него напряжение 400 Вольт, то подключает звездой. А на самом деле этот движок рассчитан на одно лишь подключение- треугольником. А буква V обозначает напряжение.
Подводим итоги:
- При треугольнике линейное и фазное напряжение равны (т.
е на обмотку подаётся линейное напряжение), а линейный ток больше фазного в 1,73 раза. - При звезде фазное напряжение на обмотке в 1,73 раза меньше линейного, а линейный ток равен фазному.
- Если нагрузка на валу двигателя не меняется и мы делаем переключение с треугольника на звезду, то ток начнёт расти. Ток растёт, потому что при звезде у нас уменьшилось напряжение на обмотке в 1,73 раза. И, чтобы компенсировать падение напряжения, начинает увеличиваться ток.
- Звезду применяют для уменьшения пусковых токов. В момент пуска формула мощности не действует, а действует закон Ома. Чем меньше напряжение, тем меньше ток.
е на обмотку подаётся линейное напряжение), а линейный ток больше фазного в 1,73 раза.Звезда и треугольник в электродвигателе: принцип соединения и отличия
Вся нагрузка в трехфазных цепях подключается по схеме звезда или треугольник. В зависимости от типа потребителей электроэнергии и напряжения в электросети подбирают соответствующий вариант. Если говорить об электродвигателях, то от выбора соединения обмоток зависит возможность его работы в той или иной сети с номинальными характеристиками.
В статье рассмотрим чем отличаются звезда и треугольник в электродвигателе, на что они влияют и каков принцип соединения проводов в клеммнике трехфазного двигателя.
- Теория
- В чем разница
- Формулы мощности, тока и напряжения
- Практика — как подобрать схему для конкретного случая
- Переключение звезда-треугольник для плавного пуска
- Заключение
Теория
Как уже было сказано, схемы соединения звезда и треугольник характерны не только для электродвигателя, но и для обмоток трансформатора, ТЭНов (например, ТЭНов электрокотла) и других нагрузок.
Чтобы понять, почему эти схемы соединения элементов трехфазной цепи так называются, нужно их несколько видоизменить.
В «звезде» нагрузка каждой из фаз соединена между собой одним из выводов, это называется нейтральная точка. В «треугольнике» каждый из выводов нагрузки подключен к разным фазам.
Все изложенное в статье в дальнейшем справедливо для трехфазных асинхронных и синхронных машин.
Рассмотрим этот вопрос на примере соединения обмоток трехфазного трансформатора или трехфазного двигателя (в данном контексте это не имеет значения).
На этом рисунке отличия более заметны, у «звезды» начало обмоток соединено с фазными проводами, а концы соединены между собой, в большинстве случаев нулевой провод от питающего генератора или трансформатора подключен к одной и той же точке нагрузки.
Точка указывает начало обмоток.
То есть в «треугольнике» соединяются конец предыдущей обмотки и начало следующей, а к этой точке подключается питающая фаза. Если перепутать конец и начало, подключенная машина работать не будет.
В чем отличие
Если говорить о подключении однофазных потребителей, кратко разберем на примере трех электротен, то в «звезде» при перегорании одного из них два оставшихся продолжат работу . Если сгорят два из трех, то вообще ни один работать не будет, так как они попарно подключены к линейному напряжению.
В треугольной схеме даже при перегорании 2 десятка элементов третий продолжает работать.
Нулевого провода в нем нет, его просто некуда подключить. А в «звезде» он подключается к точке нейтрали, и нужен для выравнивания фазных токов и их симметрии при разных фазных нагрузках (например, 1 нагреватель подключается в одну из ветвей, а 2 параллельно для остальных).
Но если при таком подключении (с другой фазной нагрузкой) выгорит ноль, то и напряжения будут не те (где больше нагрузка проседает, а где меньше — увеличивается). Подробнее об этом мы писали в статье о фазовом дисбалансе.
Следует иметь в виду, что нельзя подключать между фазами обычные однофазные устройства (220В), на 380В. Либо устройства должны быть рассчитаны на такую мощность, либо сеть должна быть с линейным 220В (как в электрические сети с изолированной нейтралью некоторых конкретных объектов, например, судов).
Но, при подключении трехфазного двигателя ноль часто не подключают к середине звезды, так как это симметричная нагрузка.
Формулы мощности, тока и напряжения
Начнем с того, что в схеме звезда есть два разных напряжения — линейное (между линейными или фазными проводами) и фазное (между фазой и нулем).
U линейная в 1,73 (корень из 3) раз больше, чем U фазовая. В этом случае линейный и фазный токи равны.
UL = 1,73 * Uph
Il = If
То есть линейное и фазное напряжение соотносятся так, что при линейном напряжении 380 В фаза составляет 220 В.
В «треугольнике» U-линейный и U-фазный равны, а токи различаются в 1,73 раза.
UL = UF
IL = 1,73 * IF
В обоих случаях рассмотрите одну и ту же формулы:
- Полный S = 3 * SPH = 3 * (UL / √3) * I = √3 * Ул*я;
- активный P = √3 * Ul * I * cos φ;
- реактивная Q = √3 * Ul * I * sin φ.
При подключении одной и той же нагрузки к одной и той же U-фазе и U-линейке мощность подключаемых устройств будет различаться в 3 раза.
Предположим, имеется двигатель, работающий от трехфазной сети 380/220 В, и его обмотки рассчитаны на подключение по схеме «звезда» к сети с линейным напряжением 660 В. Тогда при подключении к сети «треугольник» питание U-линии должно быть в 1,73 раза меньше, то есть 380В, что подходит для подключения к нашей сети.
Приведем расчеты, чтобы показать, какие отличия будут у двигателя при переключении обмоток с одной цепи на другую.
Предположим, что ток статора при соединении треугольником в сеть 380В составил 5А, тогда его полная мощность равна:
S = 1,73*380*5 = 3287 ВА
Переключить электродвигатель на «звезду» а мощность уменьшится в 3 раза, так как напряжение на каждой обмотке уменьшилось в 1,73 раза (было 380 на обмотку, а стало 220), и ток тоже в 1,73 раза: 1,73*1, 73=3. Значит, учитывая С учетом приведенных значений мы рассчитаем общую мощность.
S = 1,73 * 380 * (5/3) = 1,73 * 380 * 1,67 = 1070 ВА
Как видите, мощность упала в 3 раза!
А что будет если есть другой электродвигатель и он работал в «звезду» в сети 380В и ток статора в те же 5А соответственно и обмотки рассчитаны на соединение в «треугольник» для 220В (3 фазы), но почему-то соединили «треугольником» и подключили к 380В?
В этом случае мощность увеличится в 3 раза, так как напряжение на обмотке теперь наоборот увеличено в 1,73 раза, а ток тот же.
S = 1,73 * 380 * 5 * (3) = 9861 ВА
Мощность двигателя стала больше номинальной в те же 3 раза. Так он просто горит!
Поэтому подключать электродвигатели необходимо по схеме соединения обмоток, соответствующей их номинальному напряжению.
Практика — как подобрать схему для конкретного случая
Чаще всего электрики работают с сетью 380/220В, поэтому давайте рассмотрим, как подключить, звездой или треугольником, электродвигатель к такой трех- фазная электрическая сеть.
В большинстве электродвигателей схема соединения обмоток может быть изменена, для этого в брно имеется шесть клемм, они расположены так, что с помощью минимального набора перемычек можно собрать нужную вам схему. Простыми словами: вывод начала первой обмотки расположен над концом третьей, начало второй, над концом первой, начало третьей над концом второй.
Как отличить два варианта подключения электродвигателя вы видите на рисунке ниже.
Поговорим о том, какую схему выбрать.
Схема подключения катушек двигателя особого влияния на режим работы двигателя не оказывает при условии, что номинальные параметры двигателя соответствуют сети. Для этого посмотрите на шильдик и определите, на какое напряжение конкретно рассчитана ваша электромашина.
Обычно маркировка имеет вид:
Δ/Y 220/380
Расшифровывается как:
При межфазном напряжении 220 В соберите обмотки в треугольник, а если 380 — в звезду.
Чтобы просто ответить на вопрос «Как соединить обмотки двигателя?» мы составили для вас таблицу выбора схемы подключения:
Переключение звезда-треугольник для плавного пуска
При пуске двигателя наблюдаются высокие пусковые токи. Поэтому для уменьшения пусковых токов асинхронных двигателей применяют пусковую схему с переключением обмотки со звезды на треугольник. При этом, как было сказано выше, электродвигатель должен быть рассчитан на подключение к «треугольнику» и работу под линейной вашей сетью.
Так, в наших трехфазных сетях электроснабжения (380/220В) для таких случаев используются двигатели номиналом «380/660» Вольт, на «Δ/Y» соответственно.
При пуске обмотки включаются «звездой» при пониженном напряжении 380В (относительно номинального 660В), двигатель начинает набирать обороты и в определенный момент времени (обычно по таймеру, в сложные случаи — по сигналу датчиков тока и скорости) обмотки переключаются на «треугольник» и работают уже на свои номинальные 380 вольт.
На иллюстрации выше описан такой способ пуска двигателей, но в качестве примера показан перекидной переключатель, на практике используются два дополнительных контактора (КМ2 и КМ3), хотя он сложнее обычной схемы для подключения электродвигателя, это не его недостаток. Но у нее есть ряд преимуществ:
- Меньшая нагрузка на электросеть от пусковых токов.
- Соответственно меньше падает напряжение и снижается вероятность остановки связанного оборудования.
- Мягкий пуск двигателя.
У этого решения есть два основных недостатка:
- Необходимо прокладывать два трехжильных кабеля от расположения контакторов непосредственно к клеммам двигателя.
- Падает пусковой момент.
Вывод
Как таковых различий в производительности при подключении одного и того же электродвигателя по схеме звезда или треугольник (он просто сгорит, если ошибетесь при выборе). Так же как и нет преимуществ и недостатков ни у одной из схем. Некоторые авторы приводят аргумент, что ток в «звезде» меньше. Но при одинаковой мощности двух разных двигателей, один из которых предназначен для подключения по «звезде», а второй по «треугольнику» к сети, например, 380В, ток будет одинаков. И один и тот же двигатель нельзя переключать «как попало» и «непонятно на что», так как он просто сгорает. Главное подобрать тот вариант, который соответствует напряжению электросети.
Надеемся, что теперь вам стало более понятно, что такое схема звезда и треугольник в электродвигателе, в чем разница в подключении каждого из способов и как выбрать схему для конкретного случая. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!
Сопутствующие материалы:
- В чем разница между переменным током и постоянным током
- Какая фаза, ноль и заземление для
- Схемы подключения трехфазного электросчетчика
Опубликовано: Обновлено: 27.04.2019 2 комментария
Например, двигатели с одной парой магнитных полюсов создают вращающееся магнитное поле со скоростью 3000 об/мин при трехфазном переменном токе частотой 50 Гц, а двигатели с двумя парами магнитных полюсов создают вращающееся магнитное поле со скоростью 1500 об/мин. 
Нарисуйте круговую диаграмму со всеми слотами 
12 пазов применим как минимум для трехфазного двигателя. Далее описывается однослойная цепная обмотка с 2 полюсами и 12 пазами трехфазного двигателя. 
Один и тот же способ подключения к обмотке V-фазы и обмотке W-фазы. я 
Они соединяются друг с другом в распределительной коробке и подключаются к внешнему трехфазному источнику питания. Звезда и треугольник являются основным способом соединения. 
Левая схема рисунка 11 представляет собой треугольное соединение трех обмоток. На правой схеме показана клеммная колодка в распределительной коробке. На плате есть шесть клемм: W2, U2, V2, U1, V1 и W1. Соедините W2 и U1 перемычками и используйте их в качестве входной клеммы питания фазы A; соедините U2 и V1 перемычками и используйте в качестве входной клеммы питания фазы B; используйте перемычки V2 и W1, подключенные и используемые в качестве внешнего входа питания фазы C. 
