Подключение звездой или треугольником. Подключение звездой и треугольником: особенности схем соединения электродвигателей — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Чем отличается подключение электродвигателя звездой и треугольником. Как правильно выбрать схему подключения. Каковы преимущества и недостатки каждого способа соединения обмоток. Как избежать ошибок при подключении трехфазного двигателя.

Содержание

Основные различия между схемами «звезда» и «треугольник»

Ключевое отличие между соединениями «звезда» и «треугольник» заключается в напряжении, подаваемом на обмотки двигателя:

При соединении звездой на каждую обмотку подается фазное напряжение (220В в сети 380В)
При соединении треугольником на обмотки подается линейное напряжение (380В в сети 380В)

Это позволяет использовать одну и ту же питающую сеть, но получать разные значения напряжения на обмотках двигателя. Обычно соединение звездой применяется для подключения к сети 380В, а треугольником — к сети 220В.

Преимущества и недостатки соединения звездой

Подключение обмоток двигателя звездой имеет следующие плюсы:

Обеспечивает более плавный и мягкий пуск двигателя
Снижает пусковые токи
Увеличивает надежность и срок службы двигателя
Позволяет эксплуатировать двигатель в щадящем тепловом режиме

Основной недостаток — снижение мощности двигателя примерно на 30% по сравнению с номинальной. В некоторых случаях крутящего момента может не хватить даже для запуска ротора.

Особенности подключения треугольником

Соединение обмоток двигателя треугольником дает следующие преимущества:

Обеспечивает максимальную выходную мощность двигателя (до 70% от номинальной)
Увеличивает крутящий момент на валу
Позволяет развивать большее тяговое усилие

Недостатки данной схемы:

Высокие пусковые токи, которые могут привести к перегрузке сети
Повышенное тепловыделение при работе
Риск выхода двигателя из строя при неправильном подключении

Как правильно выбрать схему подключения

При выборе способа подключения трехфазного двигателя необходимо учитывать следующие факторы:

Номинальное напряжение питающей сети
Указания производителя на шильдике двигателя
Требуемую мощность и условия эксплуатации
Пусковые характеристики нагрузки

Обычно на шильдике указывается схема подключения в виде «Δ/Y 220/380В». Это означает, что при напряжении сети 220В следует использовать соединение треугольником, а при 380В — звездой.

Распространенные ошибки при подключении двигателей

Наиболее частые ошибки, приводящие к выходу двигателя из строя:

Подключение двигателя на 220В треугольником к сети 380В
Соединение звездой двигателя, рассчитанного только на включение треугольником
Неправильное соединение выводов обмоток в клеммной коробке
Подключение без учета направления вращения

Чтобы избежать подобных ошибок, необходимо внимательно изучить маркировку на шильдике и схему в инструкции к двигателю.

Применение комбинированного способа включения

Для двигателей большой мощности (свыше 5 кВт) часто применяется комбинированная схема пуска «звезда-треугольник». Она позволяет снизить пусковые токи и обеспечить плавный разгон двигателя.

Алгоритм работы такой схемы:

Запуск производится при соединении обмоток звездой
После разгона до 50-70% номинальной скорости происходит переключение на треугольник
Дальнейшая работа осуществляется на полной мощности

Недостаток метода — возникновение кратковременных бросков тока в момент переключения.

Особенности подключения импортных двигателей

При подключении импортных электродвигателей следует учитывать, что они часто рассчитаны на другие стандартные напряжения:

230/400В — подключение треугольником к сети 230В, звездой к 400В
400/690В — подключение треугольником к сети 400В, звездой к 690В

Для корректной работы таких двигателей в российских сетях 380В может потребоваться использование преобразователей напряжения или частотных преобразователей.

Звезда треугольник — особенности соединений в установках трехфазного тока. Подключение двигателя “Звездой” и “Треугольником” – схемы и примеры

Так как при соединении треугольником начало одной фазной обмотки соединяют с концом следующей, то напряжение обмотки +312 Вольт распределится между обмоткой с напряжением -156 Вольт и выводом. В результате на выводе обмотки с напряжением +312 Вольт будет +156 Вольт, а на выводе обмотки с напряжением -156 Вольт будет 0 Вольт. У нас остается третья обмотка с напряжением -156 Вольт, и на выводе у нее так и останется -156 Вольт. В результате получаем напряжения на выходе в рассмотренный нами момент +156, -156, 0 Вольт (а было +312, -156, -156 Вольт).

Получившееся линейное напряжение +156-(-156) = +312 Вольт (это амплитудное значение). После перевода в действующее значение получим 220 Вольт. Почему не рассматривается 0 Вольт? Нужно понимать что частота 50 Герц ни куда не пропала, и там где ноль, через мгновение будет +156, еще через мгновение -156. И такое чередование будет постоянным. Но вернемся к рассматриваемому моменту времени. С падением линейного напряжения с 380 до 220 Вольт разобрались. Теперь объясним, почему произошло увеличение силы тока. На самом деле все просто. Уменьшив напряжение для передачи первоначальной мощности нам нужно пропорционально увеличить силу тока.

При переходе с треугольника на звезду происходит обратная трансформация. Чтобы это увидеть на схеме, нужно найти напряжения обмоток на втором трансформаторе, подключенном по схеме треугольник звезда. Посчитав разности потенциалов начал и концов обмоток мы вернемся к изначальным +312, -156, -156 Вольт.

Для того чтобы подтвердить наши расчеты и наглядно увидеть сдвиг фаз вернемся к программе Multisim и подключим к фазам осциллограф.

К выводу A осциллографа xsc1 подключена фаза, идущая от генератора с обмотками по схеме звезда. К остальным трем выводам данного осциллографа подключены фазы после трансформации звезда треугольник. Как видно после трансформации синусоида фазы сместилась на 30°. И если подвести курсор к амплитудному значению ≈ +310 Вольт канала A, то на остальных каналах, относящихся к фазам после трансформации будет приблизительно +155, -155 и 0 Вольт. То есть то же, что мы просчитывали ранее, показал осциллограф.

Для анализа обратной трансформации к выводу A осциллографа xsc2 мы подключили ту же фазу от генератора, а остальные выводы соединили с фазами после трансформатора со схемой треугольник звезда. В результате пропал сдвиг и синусоиды фаз вернули свои амплитуды 312 Вольт. Правда если обратите внимание синусоиды фаз после трансформации отразились зеркально по отношению к синусоидам фаз после генератора. Для того, чтобы отразить обратно, достаточно поменять местами выводы обмоток по схеме звезда.

Как видно применяя различные комбинации «звезды» и «треугольника» с одинаковыми индуктивностями первичных и вторичных обмоток можно от одного напряжения переходить к другому. А для того, чтобы все это наглядно увидеть, достаточно воспользоваться программой для моделирования цифровых и аналоговых электронных схем. В нашем случае моделирование производилось в среде программы Multisim.

Почему сгорит электродвигатель при неправильном соединении

Сейчас 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.

Сравнения схем подключения между собой

Чтобы сравнить обе схемы между собой, надо посчитать электрическую мощность, развиваемую электродвигателем при том или ином включении. Для этого надо рассмотреть понятия линейного (Iлин) и фазного (Iфаз) токов. Фазным током называется ток, протекающий по обмотке фазы. Линейный ток протекает по проводнику, подключенному к выводу обмотки.

В сетях до 1000 вольт источником электричества является трансформатор , вторичная обмотка которого включена «звездой» (в противном случае невозможно организовать нулевой провод) или генератор, обмотки которого соединены по той же схеме.

Из рисунка видно, что при соединении «звездой» токи в проводниках и токи в обмотках электродвигателя равны. Ток в фазе определяется фазным напряжением:

где Z – сопротивление обмотки одной фазы, их можно принять равными. Можно записать, что

Для соединения «треугольником» токи другие – они определяются линейными напряжениями, приложенными к сопротивлению Z:

Следовательно, для данного случая

Теперь можно сравнить полную мощность (

), потребляемую электродвигателями с разной схемой.

для соединения «звездой» полная мощность равна
для соединения «треугольником» полная мощность равна
.

Таким образом, при включении «звездой» электродвигатель развивает мощность в три раза ниже, чем при соединении в треугольник. Это также ведет к другим положительным последствиям:

уменьшаются пусковые токи;
работа двигателя и его пуск становятся более плавными;
электромотор хорошо справляется с кратковременными перегрузками;
тепловой режим асинхронного двигателя становится более щадящим.

Обратная сторона медали – двигатель с обмотками «звездой» не может развивать максимальную мощность. В некоторых случаях вращающего момента может не хватить даже для раскрутки ротора.

Основные различия между схемами

Ключевая разница между двумя видами соединений заключается в том, что при применении одной питающей электросети появляется возможность переключать различные значения напряжения на подсоединяемом приборе. В основном используется соединение обмоточных деталей по типу «звезды».

Применение подключения по треугольному принципу необходимо при включении в трехфазную цепь механизмов большой мощности, имеющих максимальные пусковые токи.

К главным плюсам соединения обмоточных элементов по схеме «звезды» относят такие параметры данного типа коммутации:

понижение мощностного параметра для увеличения надежности эксплуатируемого прибора;
стойкость и стабильность системы при беспрерывной работе привода;
вероятность плавного включения электромотора;
отсутствие нагрева корпуса агрегатов.

Схема переключения «звезда треугольник» асинхронного двигателя

Обратите внимание! Некоторые приборы в электрике имеют в своем составе внутреннее подсоединение концов обмоток в «звезду». Такие агрегаты не предназначены для использования при других вариантах соединения обмоток, и их нельзя переключить в сети.

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.

Подключение двигателя «звездой» и «треугольником» в сетях с разным номинальным напряжением

В соответствии с номинальным питающим напряжением асинхронные трехфазные двигатели отечественного производства подразделены на две категории: для работы от сетей 220/127 В и 380/220 В. Двигатели, рассчитанные на работу от сети 220/127 В имеют небольшую мощность — на сегодняшний день их применение сильно ограничено.

Электромоторы, рассчитанные на номинальное напряжение 380/220 В распространены повсеместно. Независимо от номинального напряжения при установке мотора используется правило: более низкие значения напряжения используются при подключении в «треугольник», высокие – исключительно в соединениях статорных обмоток по схеме «звезда».
То есть, напряжение в 220 В подается на «треугольник», 380 В – на «звезду», в противном случае мотор быстро перегорит.

Основные технические характеристики агрегата, включая рекомендованную схему подключения и возможность ее изменения отображаются на бирке мотора и его техническом паспорте. Наличие метки вида Δ/Y указывает на возможность соединения обмоток и «звездой», и «треугольником». Чтобы минимизировать потери мощности, неизбежные при работе от однофазных бытовых сетей, мотор такого типа лучше подключать «треугольником».

Безопасность домашней электросети достигается установкой разных устройств защиты. Узнать всё об одном из таких приспособлений — УЗО, поможет полезная статья.

Знаком Y обозначают двигатели, где возможность подключения в «треугольник» не предусмотрена. В распределительной коробке таких моделей вместо 6 контактов находятся только три, соединение трех других выполнено под корпусом.

Подключение трехфазных асинхронных двигателей с номинальным питающим напряжением 220/127 В к стандартным однофазным сетям выполняют только по типу «звезды». Подключение агрегата, рассчитанного на низкое питающее напряжение в «треугольник» быстро приведет его в негодность.

Оптимальный выбор подключения электродвигателя

Преобразование «звезды» в «треугольник» в асинхронном электродвигателе, а также способность к ремонту обмоток электродвигателя, и сравнительно с другими двигателями невысокая стоимость в совокупности со стойкостью к механическим воздействиям сделали этот вид двигателей наиболее популярными. Основным параметром, который характеризует достоинство асинхронных двигателей, является простота в конструкции. При всех достоинствах этого типа электрических двигателей он имеет и отрицательные моменты при эксплуатации.

На практике трехфазные асинхронные электродвигатели к сети могут присоединяться по схеме «звезда» и «треугольник». Подключение «звездой» — это когда концы статорной обмотки обираются в одну точку, и напряжение сети 380 вольт подается на начало каждой из обмоток, схематично этот вид соединения обозначается знаком (Y).

Если в коммутирующей коробке подключения электродвигателя выбирается вариант «треугольник», надо статорные обмотки соединить последовательно:

конец первой обмотки — с началом второй;
подсоединение конца «второй» — с началом третьей;
конец третьей — с началом первой.

Особенности работы электромотора при подключении разными способами

Подключение электродвигателя «треугольником» и «звездой» характеризуется определенным набором своих преимуществ и недостатков.

Соединение обмоток двигателя в «звезду» обеспечивает более мягкий запуск. При этом происходит значительная потеря мощности агрегата. По этой схеме также производится подключение всех электромоторов отечественного происхождения на 380В.

Подключение «треугольник» обеспечивает выходную мощность до 70% от номинальной, но пусковые токи при этом достигают значительных величин и двигатель может выйти из строя. Эта схема – единственно правильный вариант для подключения к российским электросетям импортных электромоторов европейского производства, рассчитанных на номинальное напряжение 400/690.

Функцию пуска для схем переключения «звезда»-«треугольник» используют только для двигателей с пометкой Δ/Y, в которых реализована возможность обоих вариантов соединения. Запуск двигателя производят при подключении «звездой», чтобы уменьшить пусковой ток. Когда двигатель разгонится, производится переключение в «треугольник», чтобы получить максимально возможную выходную мощность.

Применение комбинированного способа неизбежно связано со скачками токов. В момент переключение между схемами подача тока прекращается, скорость вращения ротора снижается, в некоторых случаях происходит ее резкое снижение. Через некоторое время скорость вращения восстанавливается.

Как переключить схему двигателя в “Звезду” и в “Треугольник” вручную

Если не нужна никакая автоматика, а двигатель работает постоянно в “Звезде” или в “Треугольнике”, то используя рожковый ключ, можно переключить схему соединения обмоток вручную.

Шильдик двигателя 220 / 380 В 0,37 кВт

На оборотной стороне крышки борно, как обычно, приведена схема:

Схема подключения 220 – 380 на крышке двигателя

Двигатель питался напрямую от трехфазной сети 380 В через контактор и был собран в “Звезду:

Клеммы двигателя в подключены в схеме “Звезда”

Откручиваем гайки М4, снимаем перемычки и провода питания:

Разбираем схему, откидываем провода

Собираем схему в треугольник, на пониженное напряжение 220 В:

Собираем треугольную схему на 220 В

Переделка понадобилась в связи с тем, что нужно изменить скорость вращения двигателя, а для этого применить частотник. А частотники на такую мощность, как правило, однофазные. В результате – поехали!

Кстати, по частотникам планирую цикл статей, подписывайтесь!

Краткая сравнительная таблица

Оба варианта используют в сфере электрики. Это проверенные системы обмоток, позволяющие сохранить мощность, а также сократить износ.

Сравнивать схемы лучше, используя одни и те же свойства – становится понятнее, почему следует выбирать тот или иной вариант.

Критерий	Звезда	Треугольник
Напряжение	330 В	220 или 380 В
Количество выводных проводов	3	6

Мнение экспертаКарнаух Екатерина ВладимировнаЗакончила Национальный университет кораблестроения, специальность «Экономика предприятия»Существует альтернативный вариант, когда схема сочетает оба типа обмотки. То есть происходит переключение со звезды на треугольник или наоборот. Этот прием подходит для фазных двигателей с пусковым ротором.

Преимущества и недостатки «треугольника»

Использование этого типа подключения позволяет создать неразрывный контур в электроцепи. Такое название схема получила из-за своей эргономической формы, хотя ее вполне можно именовать и кругом. Среди достоинств «треугольника» стоит отметить:

Достигается максимальная мощность агрегата во время работы.
Применяется реостат для пуска мотора.
Значительно увеличивается крутящий момент.
Создается мощное тяговое усилие.

Среди недостатков можно отметить лишь высокие значения пусковых токов, а также активное тепловыделение во время работы. Этот тип соединения широко применяется в мощных механизмах, в которых присутствуют большие токи нагрузки. Именно благодаря этому увеличивается ЭДС, влияющая на мощность вращающего момента. Также следует сказать, что существует еще одна схема подключения, называемая «разомкнутый треугольник». Она используется в выпрямительных установках, предназначенных для получения токов тройной частоты.

Пуск трехфазного асинхронного двигателя по схеме переключение «звезда – треугольник»

С помощью снижения пускового момента и ограничения пускового тока используют метод пуска асинхронного двигателя переключение «звезда – треугольник». В первый момент пуска, напряжение к статорным обмоткам подключается по схеме «звезда» (Y). Как только двигатель разгоняется, его питание включается по схеме «треугольник» (∆).

Преимущества

Некоторые трехфазные двигатели на низкое напряжение с мощностью выше 5 кВт рассчитывают на напряжение 400 В при включении по схеме «треугольник» (∆) или на 690 В при включении по схеме «звезда» (Y). Такая схема включения дает возможность производить пуск двигателя при меньшем напряжении. При пуске двигателя по схеме «звезда – треугольник» удается уменьшить пусковой ток, до 1/3 от тока прямого пуска от сети. Пуск по схеме «звезда – треугольник» особенно подходит для механизмов с большими маховыми массами, когда нагрузка набрасывается уже после разгона двигателя до номинальной скорости.

Недостатки пуска асинхронного двигателя переключением «звезда – треугольник»

При пуске двигателя переключением «звезда – треугольник» происходит также снижение пускового момента, приблизительно на 33%. Данный метод можно использовать только для трехфазных асинхронных двигателей, которые имеют возможность подключения по схеме «треугольник». В таком варианте существует опасность переключения на «треугольник» при слишком низкой частоте вращения, что вызовет рост тока до такого же уровня, что и ток при «прямом» пуске DOL.

Во время переключения со «звезды» на «треугольник» асинхронный электродвигатель может быстро снизить скорость вращения, для увеличения которой также потребуется резкое увеличение тока. На рисунке показана схема запуска двигателя с помощью пускателей KM1, KM2, KM3. Пускатель KM1,КМ2 включает электродвигатель по схеме «звезда». Через время, отведенное на запуск и выход двигателя на 50% номинальной скорости, отключается пускатель КМ2 и включается КМ3, переключая двигатель на «треугольник».

Пусковой момент и ток при пуске переключением «звезда – треугольник» значительно ниже, чем при прямом пуске.

Сравнение способа прямого пуска DOL и пуска с переключением «звезда – треугольник»

В данных диаграммах показаны пусковые токи для насоса, с трехфазным асинхронным двигателем мощностью 7,5 кВт методом прямого пуска (DOL) и пуска переключением «звезда – треугольник», соответственно. На рисунке видно, что способ прямого пуска DOL отличается большими пусковыми токами, но который через некоторое время уменьшается и становится постоянным.

Способ пуска переключением «звезда – треугольник» отличается меньшими низким пусковыми токами. Однако, в момент запуска при переходе от «звезды» к «треугольнику» происходят скачки токов. Во время пуска по схеме «звезда», через (t = 0,3 с), величина тока снижается. Однако, во время переключения со «звезды» на «треугольнику», через время t = 1,7 с, величина тока достигает уровня пускового тока при прямом пуске. Более того, скачок тока может стать ещё больше, так как во время переключения на двигатель не подаётся напряжение и двигатель теряет скорость перед подачей полного напряжения.

Практика — как выбрать схему для конкретного случая

Чаще всего электрики работают с сетью 380/220В, так рассмотрим же как подключить, звездой или треугольником, электродвигатель к такой трёхфазной электросети.

В большинстве электродвигателей может быть изменена схема соединения обмоток, для этого в брно есть шесть клемм, расположены они таким образом, чтобы с помощью минимального набора перемычек можно было собрать нужную вам схему. Простыми словами: вывод начала первой обмотки расположен над концом третьей, начала 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 выбирать. Схема подключения катушек электродвигателя не имеет особого влияния на режим работы двигателя, при условии соответствия номинальным параметрам двигателя питающей сети. Для этого смотрим на шильдик и определяем, на какие напряжения рассчитана конкретно ваша электрическая машина.

Обычно маркировка имеет вид:

Δ/Y 220/380

Это расшифровывается так:

Если межфазное напряжение равно 220 – собирайте обмотки в треугольник, а если 380 – в звезду.

Чтобы просто ответить на вопрос «Как соединить обмотки у двигателя?» мы сделали для вас таблицу выбора схемы соединения:

Определение типа способа соединения

Выбор того или иного подсоединения зависит от:

надежности энергосети;
номинальной мощности;
технических характеристик самого двигателя.

Каждое соединение имеет свои плюсы и минусы в работе. В паспорте двигателя от завода-изготовителя, а также на металлическом лейбле на самом устройстве обязательно указана схема его подключения.

При соединении «Звезда» все концы статорных обмоток сходятся водной точке, а напряжение поступает на начало каждой из них. Подключение двигателя «звездой» гарантирует плавный, безопасный пуск агрегата, но на начальном этапе наблюдается значительная потеря нагрузки.

Подключение «треугольником» подразумевает последовательное соединение обмоток в замкнутую структуру, т.е.начало первой фазы соединяют с концом второй и. т.д.

Такое соединение дает выходную мощность до 70% от номинальной, но в таком случае существенно возрастают пусковые токи, что может спровоцировать поломку электродвигателя.

Существует также комбинированное соединение «звезда-треугольник» (такой значок Y/Δ обязательно должен значиться на корпусе мотора). Представленная схема вызывает скачки тока в момент переключения, которые приводят к тому, что скорость вращения ротора быстро снижается, а потом постепенно входит в норму.

Комбинированные схемы актуальны для электромоторов мощностью свыше 5 кВт.

Источники

https://poweredhouse.ru/zvezda-treugolnik-osobennosti-skhem-soedinenij/
https://PermjEnergosbyt-lk.ru/montazh/rele-puska-dvigatelya-zvezda-treugolnik.html
https://rusenergetics.ru/oborudovanie/zvezda-treugolnik
https://SdelaySam-SvoimiRukami.ru/4588-podkljuchenie-trehfaznogo-dvigatelja-po-sheme-zvezdy-i-treugolnika.html
https://electrobox.su/podklyucheniya/podklyuchenie-trehfaznogo-dvigatelya-zvezdoj-i-treugolnikom.html
https://SamElectric.ru/promyshlennoe-2/podklyuchenie-dvigatelya-zvezdoj-i-treugolnikom-shemy-i-primery.html
https://kupi-elektriku.ru/osnovy-elektrotexniki/shemy-podklyucheniya-trehfaznogo-dvigatelya-zvezda-i-treugol-nik-pravila-ispol-zovaniya-i-raznica-mezhdu-nimi/
https://oooevna.ru/vybor-shemy-soedinenia-faz-elektrodvigatela-soedinenie-obmotkok-zvezdoj-i-treugolnikom/
https://svoedelo.net/kak-podklyuchit-asinkhronnyy-dvigatel. html
https://odinelectric.ru/equipment/shemy-podkljuchenija-obmotok-elektrodvigatelja-zvezdoj-i-treugolnikom
https://lampa-ekb.ru/sovety/shema-zvezda.html
https://pohozhie.ru/nauka/tochnye/podklyuchenie-treugolnikom-i-zvezdoj

Подключение звезда и треугольник в чем разница

19.11.2019

Подключение звезда и треугольник в чем разница

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.

Вот всем известные схемы подключения треугольником (D) и звездой (Y):

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 разные трёхфазные сети, у одной из которых линейное напряжение 380 В (220 В на фазу), а у другой – 220 В (127 В на фазу), то к первой вы можете подключать двигатель звездой, а ко второй – треугольником, разницы для двигателя не будет никакой, отличаться будут лишь токи, протекающие в проводниках на линии, ведущей к двигателю.

Линейное напряжение трёхфазной сети – это межфазное напряжение, именно оно обозначается на шильдиках двигателей. Фазное напряжение (между фазой и нейтралью) на шильдиках не обозначается.

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.

Для сетей переменного тока 50 Гц линейное напряжение выше фазного в квадратный корень из трёх раз (т.е. примерно в 1.73 раза, т.е. 220 х 1.73 = 380).

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.

Номинальное напряжение обмотки большинства двигателей при частоте тока 50 Гц обычно составляет либо 127 В , либо 230 В, либо 400 В, либо 690 В. Ну, или как было раньше: 220, 380, 660 В соответственно.

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?

Двигатели малой мощности

D 230V / Y 400V

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 линейной напряжение 240 В, а фазное – 120 В при частоте тока 60 Гц), то по-нормальному подключить такой двигатель в их однофазную сеть через конденсатор не получится. Однако, по крайней мере, можно использовать 3-фазное подключение треугольником. Для такого подключения потребуется немного более высокое напряжение, чем 230 В (из-за частоты тока 60 Гц), но у них там как раз 240 В, что как раз подходит.

D 115V / Y 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.
Насчет заморочки с 208 вольтами можно почитать в этой статье.

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

Двигатели мощностью выше 5 кВт, изготовленные в США, будут иметь номинальное напряжение обмотки 220 В, т.е. на шильдике будет написано D 220V / Y 440V (для 60 Гц). Подключать такие двигатели к российской трёхфазной сети 400 В следует 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:

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.

Подключение звезда и треугольник — в чем разница

Для работы электрического прибора, двигателя, трансформатора в трехфазной сети необходимо соединить обмотки по определенной схеме. Наиболее распространенными схемами соединения являются треугольник и звезда, хотя могут применяться и другие способы соединения.

Что представляет собой соединение обмоток звездой?

Трехфазный двигатель или трансформатор имеет 3 рабочих, независимых друг от друга обмоток. Каждая обмотка имеет два вывода — начало и конец. Соединение «звезда» подразумевает собой, что все концы трех обмоток соединяются в один узел, часто называемый нулевой точкой. Отсюда выходит и понятие — нулевая точка.

Начало каждой обмотки соединяются непосредственна с фазами питающей сети. Соответственно начало каждой обмотки соединяется с одной из фаз А, В, С. Между любыми двумя началами обмоток прилаживается фазное напряжение питающей сети, зачастую 380 или 660 В.

Что представляет собой соединение обмоток в треугольник?

Соединение обмоток в треугольник заключается в соединении конца каждой обмотки с началом следующей. Конец первой обмотки, соединяется с началом второй. Конец второй — с начало третей. Конец третей обмотки создает электрический контур, поскольку замыкает электрическую цепь.

При таком соединении к каждой обмотки прилаживается линейное напряжение, обычно равное 220 или 380 В. Такое соединение физически реализуется с помощью металлических перемычек, которые должны быть предусмотрены заводской комплектацией электрического оборудования.

Разница между соединением обмотки в треугольник и звезду

Основная разница заключается в том, что, используя одну питающую сеть, можно достигать разных параметров электрического напряжения и тока в приборе или аппарате. Конечно, данные способы соединения отличаются реализацией, но важна именно физическая составляющая отличия.

Применение способа соединения треугольник, зачастую используется в случаях мощных механизмов и больших пусковых нагрузок. Имея большие показатели тока, протекающего по обмотки, двигатель получает большие показатели ЕДС самоиндукции, что в свою очередь гарантирует больший вращающий момент. Имея большие пусковые нагрузки и одновременно используя схему соединения звезда, можно нанести урон двигателю. Это связано с тем, что двигатель имеет меньшие значение тока, что приводит к меньшим показателям величины вращающегося момента.

Момент пуска такого двигателя и выход его на номинальные параметры может быть продолжительным, что может привести к тепловому воздействию тока, которые во время коммутации может превышать номиналы тока в 7-10 раз.

Преимущества соединения обмоток в звезду

Основные преимущества соединения обмоток в звезду заключаются в следующем:

Понижения мощности оборудования с целью повышения надежности.
Устойчивый режим работы.
Для электрического привода такое соединение дает возможность плавного пуска.

Преимущества соединения обмоток в треугольник

Основными преимуществами соединения обмоток в треугольник являются:

Повышения мощности оборудования.
Меньшие пусковые токи.
Большой вращающийся момент.
Увеличенные тяговые свойства.

Оборудование с возможностью переключения типа соединения со звезды на треугольник

Зачастую электрическое оборудование имеет возможность работать как на звезде, так и на треугольнике. Каждый пользователь должен самостоятельно определить необходимость соединения обмоток в звезду или треугольник.

В особо мощных и сложных механизмах, может применяться электрическая схема с комбинированием треугольника и звезды. В таком случае, в момент пуска, обмотки электрического двигателя соединяются в треугольник. После выхода двигателя на номинальные показатели, с помощью релейно-контакторной схемы треугольник переключается на звезду.

Таким способом достигается максимальная надежность и продуктивность электрической машины, без риска нанести ей урон или вывести её из строя.

Посмотрите так-же интересное видео на эту тему:

{SOURCE}

Оценка статьи:

Загрузка…

Adblock
detector

Подключение асинхронного двигателя звезда-треугольник

Содержание

1 Чем отличаются схемы подключения обмоток «звездой» и «треугольником»
2 Формулы, определяющие напряжение, ток и мощность
3 Как правильно выбрать схему
4 Переключение «звезда-треугольник» для обеспечения плавного пуска
5 Переключение «звезда-треугольник»: как работает схема
- 5.1 Силовая схема
- 5.2 Управляющая схема
- 5.3 Временные диаграммы
6 Заключение

Как в асинхронных трехфазных двигателях решают проблему высоких пусковых токов. Как на практике реализуется схема звезда-треугольник. Ограничения на использование разных схем подключения обмоток асинхронных двигателей.

Согласно имеющейся статистике, около 95% промышленного оборудования работает с приводом от асинхронных электромоторов, причем их мощность намного больше, чем у двигателей, используемых в бытовых приборах. Особенностью работы таких двигателей является повышенный пусковой ток, превышающий номинал в несколько раз.

Это – вынужденная мера, поскольку вал двигателя, будучи в состоянии покоя, требует больших усилий для того, чтобы начать вращаться. А когда он выходит на рабочие обороты, начинает работать сила инерции, и для поддержания вращения с одинаковой скоростью требуется меньше затрат энергии, в нашем случае – электрической.

С другой стороны, повышенные значения стартового тока не есть хорошо, причем с разных точек зрения. Во-первых, при включении такого электродвигателя происходит скачок в сети: из-за повышенных пусковых токов происходит «просадка» напряжения, из-за чего могут пострадать другие потребители электроэнергии. Самый показательный пример – мигание лампочки при работе даже относительно маломощного сварочного аппарата. Все мы знаем, чем чреваты скачки напряжения, и промышленное оборудование в этом плане столь же уязвимо, как и бытовые приборы.

Но и для самого электромотора повышенные стартовые токи – причина более быстрого износа двигателя. Кроме того, это приводит к кратковременному перегреву обмоток, что со временем может вылиться в пробой изолятора и короткое замыкание. Другими словами, двигатель рано или поздно сгорит, если ничего не предпринимать.

Придумано немало способов решения этой проблемы, но одним из самых простых в реализации считается применение комбинированной схемы «звезда-треугольник», которая позволяет использовать работу электродвигателя с уменьшенными пусковыми токами при раскрутке и другую схемную конструкцию – при выходе частоты вращения вала двигателя в номинал.

Чем отличаются схемы подключения обмоток «звездой» и «треугольником»

В электротехнике обе схемы используются весьма активно, и отнюдь не только для подключения обмоток электродвигателей – если имеется нагрузка, то часто она подключается звездой или треугольником. Взять, к примеру, тэны промышленных и бытовых электрокотлов. Но поскольку мы рассматриваем их в разрезе работы трёхфазного асинхронного мотора, то в дальнейшем будем говорить об этих схемах исключительно в разрезе подключения обмоток статора, который и является источником электродвижущей силы, заставляя вращаться ротор.

На этом рисунке показано, как три фазы промышленной сети подключаются к обмоткам статора, но из него не совсем ясно, почему одна схемная реализация называется звездой, а другая – треугольником.

А вот здесь всё становится более-менее понятно – это тот же рисунок, но сделанный с другого ракурса. Как видим, в «звезде» нагрузка (или обмотка, как в нашем случае) каждой из трёх фаз сходится в единой точке, которая называется нейтральной. Нейтральной потому, что к ней обычно подводится нулевой (нейтральный) провод. На верхнем рисунке он синего цвета, а внизу для простоты не показан.

Что касается «треугольника», то здесь оба вывода каждой обмотки подключены к разным фазам, но не абы как, а в определённом порядке: к началу первой обмотки подключается фаза А, к концу – фаза В, к началу второй обмотки подключается фаза В, к концу – С, и так далее. Если перепутать концы обмоток в одной из обмоток – двигатель работать не будет.

Но в чём заключается практическое различие между этими двумя схемами? В схеме «звезда» перегорание одной из обмоток не скажется на работоспособности двух оставшихся. Но если перегорит ещё одна, третья работать уже не будет. При использовании «треугольника» перегорание двух обмоток не критично, поскольку здесь нулевой провод не задействован. А в звезде нулевой провод, как мы уже знаем, подключен к нейтральной точке – это необходимо для обеспечения выравнивания рабочих токов фаз, если электрические характеристики обмоток не будут равными (в том же примере с электрокотлом, если тэны одного номинала подключены по-разному – один параллельно, а два последовательно). Если сгорит ноль, возникнет перекос фаз, поскольку напряжения уже выравниваться не будут.

Но в трёхфазном асинхронном электромоторе обмотки в большинстве случаев имеют одинаковые характеристики, поэтому ноль в нейтральной точке подключают не всегда.

Формулы, определяющие напряжение, ток и мощность

В любой трехфазной электрической схеме различают два типа напряжения – линейное (измеряется между фазами) и фазное (измеряется между фазой и нулём). При этом независимо от номинала линейного напряжения для схемы звезда фазное будет в √3 раза меньше, то есть между этими двумя видами напряжения существует линейная зависимость:

U_лин=1.73*U_фаз

При этом фазные и линейный токи будут равны между собой:

I_лин=I_фаз

Из этого следует, что если линейное напряжение равно 380 В, то фазное будет меньшим в 1.73 раза, и это 220 В.

При соединении «треугольником» всё наоборот: фазное и линейное напряжения идентичны, а токи отличаются с тем же поправочным коэффициентом:

I_лин=1.73*I_фаз

При этом формулы расчёта мощности будут одинаковыми независимо от типа подключения:

S_полная=3*S_фаз=3*(U_лин/√3)*I =√3*U_лин*I;

P_{активная}=√3* U_лин*I*cosφ;

Q_{реактивная}=√3* U_лин*I*sin φ.

Из этого следует, что мощность электродвигателя, обмотки которого подключены по звезде, будет отличаться от такого же мотора с подключением треугольником в три раза.

Пускай у нас имеется трехфазный асинхронный двигатель, работающий от сети 380/220 В. Тогда, если его обмотки по схеме «звезда» рассчитаны на U_лин=660 В, то при перекоммутации в треугольник получим 380 В, что подходит для нашей сети.

А что же с мощностью? Та же пропорция! Скажем, если при подключении треугольником в трехфазную сеть 380 В величина тока на статоре равнялась 5 А, то полная мощность обмотки будет равна:

S_полная=380*√3*5=3287 ВА

Если перекоммутировать треугольник в звезду, полная мощность статора уменьшится втрое, поскольку величина напряжения на обмотках снизится в √3 раза (c 380 до 220 вольт), и ток – во столько же раз увеличится.

Тогда S_полная=380*√3*(5/3)=1070 ВА

Рассмотрим другой пример. Пускай у нас имеется тот же трехфазный пятиамперный мотор, обмотки статора которого подключены звездой, но к сети 380 В. Тогда при перекоммутации треугольником он сможет работать от 220 В. Но что будет, если в последнем случае подключить обмотки к 380 вольтам?

Тогда полная мощность двигателя вырастет втрое, поскольку в √3 раз выросло напряжение на обмотках статора, как и сила тока:

S_полная=380*√3*5*(3)=9861 ВА

На практике это означает, что электродвигатель при таком повороте событий просто сгорит. То есть нужно использовать тот вид подключения, при котором напряжение будет соответствовать номинальному.

Как правильно выбрать схему

Поскольку асинхронные двигатели в подавляющем большинстве рассчитаны на работу в сети 380/220 В, давайте рассмотрим, какую именно схему можно использовать для коммутации обмоток статора.

Трёхфазные электромоторы промышленного изготовления, как правило, оснащаются клеммной коробкой, позволяющей изменять один вид подключения на другой. То есть клеммник имеет 6 клемм и три перемычки, и, меняя расположение этих перемычек, можно быстро и просто поменять тип подключения обмоток.

Но как определить какой именно тип подключения будет правильным? Здесь всё просто: вы можете использовать как звезду, так и треугольник, главное, чтобы параметры питающей сети соответствовали характеристикам двигателя. Обычно все нужные данные указываются на шильдике, нужно только уметь их интерпретировать.

Типичный случай – маркировка следующего вида:

Δ/Y 220/380

Такая запись означает, что если линейное напряжение равно 220 В, нужно использовать схему подключения обмоток статора двигателя треугольником, если это сеть 380 В – нужно коммутировать их звездой.

В приведённой таблице приведены все допустимые способы подключения:

Напряжение электромотора, В	Напряжение сети, В
Напряжение электромотора, В	220/127	380/220	660/380
220/127	Y (звезда)	–	–
380/220	Δ (треугольник)	Y (звезда)	–
660/380	–	Δ (треугольник)	Y (звезда)

Переключение «звезда-треугольник» для обеспечения плавного пуска

Итак, мы довольно детально разобрались с особенностями подключения обмоток статора в асинхронных электродвигателях и выяснили, что, во-первых, не все способы подключения допустимо использовать, учитывая номиналы напряжения сети и самого электромотора, и, во-вторых, что эти схемы отличаются своими выходными характеристиками при неизменных входных параметрах.

И ещё мы знаем, что для пуска асинхронных моторов требуются токи повышенного номинала. Использование любой из этих двух типов подключения связано с очевидными минусами: если ток будет достаточным для раскрутки двигателя, то при выходе на рабочие частоты вращения он уже будет избыточным, и тогда мотор будет перегреваться и рано или поздно сгорит. При использовании альтернативного типа подключения ток будет меньше, что хорошо для нормальной работы, но для пуска его может не хватать, то есть электродвигатель может просто не запуститься.

Дилемма решается простым и очевидным способом: использованием разного типа подключения на старте и в процессе выхода на рабочие частоты вращения ротора. Главное, чтобы на шильдике присутствовало обозначение треугольника, и номинал напряжения мотора соответствовал напряжению сети.

На практике это означает, что в отечественных трехфазных сетях можно использовать асинхронные электромоторы с номиналом напряжения 380/660 для подключения «Δ/Y» соответственно.

Когда мотор включается, обмотки статора скоммутированы звездой и рассчитаны на потребление 380 в, хотя номинал равен 660 вольт. Когда вал ротора раскрутится, автоматика переключает схему на треугольник, и дальше двигатель работает уже на номинальном напряжении. Переключение обычно производится по таймеру, выставленному на определённый интервал времени с момента включения. Если требуется более точное переключение, используют датчики оборотов вала или силы тока, но такое решение удорожает двигатель.

В самом простом случае может использоваться перекидной рубильник, но чаще – дополнительные коннекторы. Они усложняют электросхему, но зато обладают рядом достоинств:

снижают нагрузку на сеть, уменьшая вероятность сбоев в работе другого электрооборудования из-за просадки напряжения;
обеспечивают более мягкий старт электромотора, продлевая его ресурс.

Разумеется, пусковой момент при этом снижается, но это меньшее из двух зол. Можно смириться и с необходимостью использования двух дополнительных трехжильных кабелей, соединяющих контакторы с клеммами электродвигателя.

Переключение «звезда-треугольник»: как работает схема

Рассмотрим алгоритм работы асинхронного мотора с использованием коммутации:

380 В подаётся на начало обмоток (U1/W1/V1), их коны соединены в одной точке, то есть имеем звезду с напряжением 380 вольт вместо 660. Но нужно понимать, что 380 В, указываемые на обмотках – это номинал напряжения, действующее значение будет равно 220 В;
в этом режиме мотор работает некоторое время (без нагрузки и при малой мощности – порядка 5 секунд, с нагрузкой – до нескольких минут), которое настраивается через таймер;
как только таймер подаст сигнал, питающее напряжение вообще отключается, но уже по второму таймеру, то есть вал на протяжении короткого интервала времени (0.05-0.5 сек, или несколько полных периодов напряжения) вращается по инерции. Такой временной пропуск необходим для обеспечения безопасности – перед включением «треугольного» контактора «звёздный» должен успеть выключиться. А выключение коннектора отнюдь не мгновенное, из-за намагничивания оно как раз и составляет эти миллисекунды;
после срабатывания второго таймера коннектор включает схему треугольником и двигатель начинает работать в номинальном режиме, то есть на крейсерской стабильной скорости.

Второй таймер может и не использоваться, но тогда необходимо каким-либо другим способом обеспечить блокировку перекоммутации на треугольник, пока не будет выключена звездная схема.

Рассмотрим, как конкретно можно реализовать описанный выше алгоритм. Он будет состоять из двух схем, которые мы назовем силовой и управляющей.

Силовая схема

Включение двигателя и переключение схем можно реализовать по-разному. Например, с использованием так называемого софтстартера, или мягкого пускателя (общее название – устройства плавного пуска). Иногда используют преобразователь частоты, но мы рассмотрим применение контакторов, которых нам потребуется три:

КМ1 – общий контактор, задача которого – подача напряжения на выводы обмоток U1/V1/W1 на все время работы электромотора;
КМ2 – контактор, коммутирующий схему в звезду, то есть соединяющий выводы обмоток в одну точку, пока двигатель не наберет обороты;
КМ3 – контактор для коммутации схемы в «треугольник», переключает мотор на работу в нормальном режиме.

Общий контактор на этой и других схемах обозначен синим цветом.

Зелёный – цвет контактора КМ2 для переключения в звезду.

Красным обозначен контактор КМ3 для треугольника.

Управляющая схема

Работу этих контакторов можно организовать несколькими способами:

задействовать три обычных тумблера. Дёшево и сердито, но неудобно;
использовать полуавтоматический переключатель типа 0–Y–Δ, они продаются в готовом виде. Но можно собрать их и своими руками, используя переключатель кулачкового или галетного типа;
схема с таймером с применением реле;
использование специализированного реле;
включение в схему контроллера типа PLC.

При желании слаботочную часть схемы можно отделить от силовой посредством гальванической развязки, что, конечно, усложнит схему, так как нужно будет использовать трансформатор или блок питания на 24 В, а если есть возможность, то используют 12-вольтный аккумулятор.

Мы пойдём по простому пути:

Здесь в схему добавляется элемент КА1, который является временным реле, обеспечивающим задержку при перекоммутации. Какой тип реле использовать, особого значения не имеет – оно может быть пневматическим или полностью электронным. Важно только, чтобы контакты релюшки замыкались через некоторое время после того, как на КА1 будет подано питание.

Что касается запуска двигателя, то здесь тоже могут быть разные варианты. Можно, например, использовать тумблер или кнопку, а можно реализовать схему классического вида с применением самоподхвата.

Подобная схема имеет один, но существенный недостаток: имеется не нулевая вероятность конфликта между звездным и треугольным контакторами. При малейшей неточности в подборе компонент контакты начнут подгорать, что часто приводит к отключению вводного автомата.

Чтобы свести на нет аварийность, необходимо обеспечить наличие блокировки, можно электрической, но рекомендуется механическая.

Если использовать специализированное временное реле, то оно содержит два реле времени, причём основанными на разном принципе функционирования, а чтобы гарантировать нужную паузу между переключениями, эти два реле синхронизируют.

Временные диаграммы

Рассмотрим временную диаграмму работы переключателя «звезда-треугольник» применительно к нашей схемной реализации.

Здесь более-менее все понятно, но нужно ещё раз уточнить важный нюанс: между областями, соответствующими срабатыванию КМ3 (то есть между зеленой и красной полосками) должен быть ненулевой зазор.

Если его не обеспечить, тогда может возникнуть ситуация, когда две области пересекаются. Например, при включении в схему обратновключенного диода время включения может быть меньше времени выключения в 10 раз.

Заключение

Итак, мы уже разобрались, что на трехфазном асинхронном электромоторе подключение обмоток треугольником и звездой будут различаться мощностью, но неправильная перекоммутация приведет к тому, что мотор просто сгорит. Строго говоря, между этими схемами нет никакой принципиальной разницы, они обе рабочие.

Аргумент в пользу заезды как соединения, при котором можно получить ток меньшего номинала, не совсем состоятельны. Ведь если взять два трехфазных двигателя одинаковой мощности, обмотки одного из которых подключены треугольником, а другого – звездой, то ток у них будет одинаковым. Важно понимать, что электромотор нельзя переключать, не понимая, для чего это нужно делать и как это делать правильно, иначе последствия могут быть печальными.

Выбор схемы нужно согласовывать с характеристиками сети и параметрами самой силовой установки.

Двигатель должен работать при соединении звездой или треугольником?

Двигатель должен работать при соединении звездой или треугольником?

отличие двигателя-звезды-и-треугольника

Возможно, вы много раз видели, как мы используем двигатель, работающий от трехфазной сети, подключая его двумя способами, поэтому сегодня у нас есть разница между этими двумя методами и когда запускать двигатель при соединении звездой и при соединении треугольником. Двигатель должен работать при соединении треугольником или звездой?

Как выполняется соединение двигателя звездой и треугольником?

Все мы знаем, что в соединительной коробке трехфазного двигателя имеется 6 клемм.

Когда нам нужно запустить двигатель в звезду.

Двигатель, соединенный звездой

Здесь мы закорачиваем три клеммы с одной стороны (W2, U2, V2) и подаем питание на оставшиеся три точки. Как показано на изображении выше.

Двигатель с соединением треугольником

И когда мы делаем соединение треугольником. Таким образом, мы закорачиваем две противоположные точки перед клеммной коробкой двигателя. Как вы можете видеть на фотографии выше, мы подаем электропитание на эти три клеммы. Таким образом, он становится дельта-соединением.

Основной причиной подключения двигателя по схеме треугольника или звезды является эффективность этого двигателя.

Например, если КПД нашего двигателя снижается, мы запускаем двигатель в звезду, чтобы скорректировать КПД этого двигателя.

Читайте также – Почему в линиях электропередач используются цветные шарики?

Почему ВДТ является обязательным? Зачем нужен РЦБ? Что такое РЦКБ? Как работает RCCB?

Почему в линиях электропередачи используется алюминиевый провод, а не медный? какой материал используется для проводов линий электропередачи?

Что такое эффективность двигателя?

Значение эффективности довольно легко понять. Например, у нас есть мотор. Теперь, работает ли мотор на полную мощность или нет, мы знаем только по его КПД. Это означает, что если наш двигатель 6 л.с. — 6 лошадиных сил = 4474,19Ватт, то он на самом деле дает столько же мощности, сколько 6 л.с. или нет.

КПД двигателя

Что означает КПД двигателя?

КПД электродвигателя представляет собой отношение между выходной мощностью и потребляемой мощностью.

Если КПД двигателя хороший, то это означает, что двигатель выдает полную мощность, а если КПД двигателя низкий, значит, он не выдает полной мощности.

Как рассчитать КПД двигателя? Как узнать КПД двигателя?

Определение КПД любого двигателя — очень сложная задача.

Какова формула КПД двигателя?

Если вы когда-нибудь захотите рассчитать эффективность двигателя, вы должны разделить выходную мощность на входную мощность двигателя.

Но сейчас мы говорим о соединениях звезда и треугольник. Таким образом, мы просто должны иметь в виду, что если мы добавили меньшую нагрузку на наш двигатель, то из-за этого снижается КПД двигателя.

Как узнать, работает ли двигатель под нагрузкой или без нагрузки?

Для этого достаточно посмотреть на номинальный ток двигателя. Мы легко получаем этот ток на шильдике двигателя.

Номинальный ток двигателя, указанный на паспортной табличке

Теперь нам нужно выяснить, работает ли наш двигатель на той же нагрузке, что и его номинальный ток, или нет.

Пример. Как на паспортной табличке двигателя написано номинальный ток 15 ампер, тогда, если этот двигатель потребляет ток 12-13 ампер, это правильно, что означает двигатель под нагрузкой. Но если двигатель потребляет менее 40% своего номинального тока, то этот двигатель подключен без нагрузки, что означает, что нагрузка на двигатель подключена меньше.

Что делать, если двигатель не нагружен?

Состояние холостого хода означает, что мы добавили очень небольшую нагрузку к двигателю. Если наша нагрузка останется такой же и в будущем. Тогда мы сочли бы правильным заменить этот мотор и поставить на это место мотор малой мощности.

Но если через несколько дней нагрузка на двигатель может снова увеличиться, то в это время мы запустим двигатель, подключив его к соединению звездой на несколько дней.

Как проверить состояние нагрузки или разгрузки двигателя?

Все, что мы должны помнить, это то, что наш двигатель потребляет 40% или меньше своего номинального тока при соединении треугольником. Поэтому мы должны подключить этот двигатель в звезду, чтобы можно было увеличить эффективность нашего двигателя.

Можно ли использовать электродвигатель при соединении звездой?

Так что если это электродвигатель с обмотками на 230В и не требует специальных пусков — возможно потому что он приводит в движение небольшую нагрузку оборудования, то работать по звезде будет нормально.

Можем ли мы использовать двигатель треугольника при соединении звездой?

Ответ на ваш вопрос — нет. Одна точка вращения для каждой звезды связана в центре. Нейтральное соединение является внутренним, поэтому его нельзя открыть для соединения треугольником.

Должен ли двигатель работать при соединении звездой или треугольником?

Как только двигатель достигнет определенной скорости вращения, пусковая установка переключится в конфигурацию с соединением треугольником, что позволит двигателю развивать полную мощность. Если двигатель оставить подключенным к звезде, он будет работать с правильной скоростью, но его мощность будет на 1/3 меньше, чем при подключении треугольника.

Почему двигатели соединены треугольником?

Соединение треугольником с двигателем используется, поскольку оно обеспечивает дополнительную мощность и начальный крутящий момент. Но текущий старт высок. Соединение по схеме «звезда» используется там, где вы можете захотеть замедлить автомобиль, начать ускоряться и подключиться к треугольнику в обычном режиме работы.

Соединение треугольником нейтрально?

В соединении треугольником нейтраль отсутствует. Конец каждой катушки соединен с началом другой катушки, что означает, что противоположные клеммы катушек соединены вместе.

Почему двигатели высокого напряжения соединены звездой?

В автомобиле повышенной мощности ток обычно небольшой, а уровень установки двигателя требуется высокий, поэтому установка звезды с соединением звезда лучше и экономичнее.

Зачем использовать соединение звездой и треугольником в двигателях?

Пусковые устройства с соединением звезда/треугольник, вероятно, являются наиболее часто используемыми пусковыми устройствами с пониженной мощностью. Они используются в попытке уменьшить начальную мощность, подаваемую на двигатель в первый раз, как способ уменьшить помехи и перебои в подаче электроэнергии.

Каковы преимущества Delta Connection?

Преимуществом соединения Delta является высокая надежность. При выходе из строя одной из трех основных обмоток вторая все равно будет выдавать полное напряжение на всех трех фазах. Все, что нужно, это чтобы оставшиеся две секции могли нести нагрузку.

Требуется ли для трехфазного двигателя нейтраль?

Трехфазный двигатель не требует нейтрали, так как он имеет одинаковую нагрузку по трем фазам. Независимо от того, подключен ли двигатель по схеме «звезда» или «треугольник», каждая фаза потребляет одинаковую текущую мощность, а общая текущая мощность в любой момент времени равна отрицательному току в других фазах.

При использовании двигателя, соединенного звездой?

Соединение звездой обычно используется в двигателях HT, где требуется низкий начальный крутящий момент. Поскольку крутящий момент равен квадрату напряжения, используется соединение звездой, поскольку при соединении звездой напряжение на каждой обмотке мало.

Какое соединение используется в настоящее время: звезда или треугольник?

Это означает, что звездообразный двигатель имеет низкий пусковой ток, но будет замедляться, обеспечивая меньший крутящий момент, а также мощность. Двигатель двигателя с обмоткой треугольником сильно течет в соответствующие соединенные окна, поэтому он потребляет большую часть тока запуска и имеет высокую скорость, крутящий момент и выходную мощность.

Почему Delta не нужен нейтралитет?

В сбалансированной системе, где все токи и их сила одинаковы, общий вектор для всех линейных токов равен 0А. Именно поэтому в сбалансированной системе нет необходимости в нейтральном шнуре.

Спасибо!

Хорошего дня!

Приятного обучения!

Соединение трансформатора звезда-треугольник | Электрические примечания и статьи

(4) Соединение звезда-треугольник:

В этом типе соединения первичная обмотка соединяется звездой, а вторичная обмотка соединяется треугольником, как показано на рис.

Напряжения на первичной и вторичной сторонах могут быть представлены на векторной диаграмме, как показано на рис.

Ключевая точка :

В качестве основного в подключении Star
Линейное напряжение на первичной стороне = √3 X Фазное напряжение на первичной стороне. Так
Фазное напряжение на первичной стороне = линейное напряжение на первичной стороне / √3
Теперь коэффициент трансформации (K) = напряжение вторичной фазы / напряжение первичной фазы
Напряжение вторичной фазы = K X Напряжение первичной фазы.
В качестве вторичного в соединении треугольником:
Линейное напряжение на вторичной стороне = Фазное напряжение на вторичной стороне.
Напряжение вторичной фазы = K X Напряжение первичной фазы. =K X (Напряжение сети на первичной стороне / √3)
Напряжение вторичной фазы = (K/√3 ) X Линейное напряжение на первичной стороне.
Фазовый сдвиг +30 градусов или -30 градусов между напряжением вторичной фазы и напряжением первичной фазы

Преимущества соединения звезда-треугольник:

Первичная сторона соединена звездой. Следовательно, требуется меньшее количество витков. Это делает подключение экономичным для больших высоковольтных понижающих силовых трансформаторов.
Нейтраль первичной обмотки можно заземлить во избежание искажений.
Нейтральная точка позволяет удовлетворять оба типа нагрузки (однофазная или трехфазная).
С большими несбалансированными грузами можно справиться удовлетворительно.
Соединение Y-D не имеет проблем с третьими гармониками из-за циркулирующих токов в D. Он также более устойчив к несбалансированным нагрузкам, поскольку D частично перераспределяет любой возникающий дисбаланс.
Обмотка, соединенная треугольником, несет ток третьей гармоники, за счет чего стабилизируется потенциал нейтральной точки. Некоторая экономия затрат на изоляцию достигается, если сторона ВН соединена звездой. Но на практике сторона ВН обычно подключается треугольником, так что трехфазные нагрузки, такие как двигатели, и однофазные нагрузки, такие как нагрузки освещения, могут питаться со стороны НН с использованием трехфазной четырехпроводной системы.
В качестве заземляющего трансформатора: В энергосистеме В основном заземленный трансформатор Y-∆ используется только для обеспечения надежного источника заземления в незаземленной системе треугольника. Возьмем, к примеру, распределительную систему, питаемую от подключенного (т. е. незаземленного) источника питания ∆ . Если к этой системе требуется подключить нагрузки фаза-земля, к системе подключается заземляющая батарея, как показано на рисунке

Эта система заземляющей батареи подключена к системе, как показано на рисунке. Обратите внимание, что подключенная обмотка не подключена к какой-либо внешней цепи на рисунке.
При токе нагрузки, равном 3-кратному i, каждая фаза заземленной обмотки Y обеспечивает один и тот же ток i, а подключенная вторичная обмотка заземляющей батареи обеспечивает ампер-витки, необходимые для компенсации ампер-витков первичной обмотки . Обратите внимание, что заземляющая батарея не подает реальную мощность на нагрузку; это просто для обеспечения наземного пути. Вся мощность, необходимая для нагрузки, обеспечивается двумя фазами незаземленной сети

Недостатки соединения звезда-треугольник:

В этом типе подключения вторичное напряжение не совпадает по фазе с первичным. Следовательно, это соединение невозможно использовать параллельно с трансформатором, соединенным звездой-звездой или треугольником-треугольником.
Одна из проблем, связанных с этим соединением, заключается в том, что вторичное напряжение сдвинуто на 30 ⁰ по отношению к первичному напряжению. Это может вызвать проблемы при параллельном включении 3-фазных трансформаторов, так как вторичные напряжения трансформаторов должны быть синфазными для параллельного соединения. Поэтому мы должны обратить внимание на эти сдвиги.
Если бы вторичная обмотка этого трансформатора была параллельна вторичной обмотке другого трансформатора без фазового сдвига, возникла бы проблема

Применение:

Обычно используется для силовых трансформаторов.
Этот тип соединения обычно используется на конце подстанции линии электропередачи. Основное использование этого соединения — понижение напряжения. Нейтраль, доступная на первичной стороне, заземлена. Видно, что разница фаз между первичным и вторичным линейным напряжением составляет 30°.
Обычно используется в понижающем трансформаторе. Соединение звездой на стороне ВН снижает затраты на изоляцию. Нейтральная точка на стороне ВН может быть заземлена, устойчива к несимметричным нагрузкам. Например, в конце линии передачи. Нейтраль первичной обмотки заземлена. В этой системе коэффициент линейного напряжения составляет 1/√3 коэффициента трансформации трансформатора, а вторичное напряжение отстает от первичного на 30°. Также в цепи текут токи третьей гармоники, образуя синусоидальный поток.

Оценить:

Нравится:

Нравится Загрузка…

Рубрика: Без рубрики

О Jignesh.Parmar (BE, Mtech, MIE, FIE, CEng)
Jignesh Parmar закончил M. Tech (управление энергосистемой), BE (электрика). Он является членом Института инженеров (MIE) и CEng, Индия. Членский номер: M-1473586. Он имеет более чем 16-летний опыт работы в области передачи-распределения-обнаружения хищения электроэнергии-электротехнического обслуживания-электрических проектов (планирование-проектирование-технический анализ-координация-выполнение). В настоящее время он работает в одной из ведущих бизнес-групп в качестве заместителя менеджера в Ахмедабаде, Индия. Он опубликовал ряд технических статей в журналах «Electrical Mirror», «Electrical India», «Lighting India», «Smart Energy», «Industrial Electrix» (Australian Power Publications). Он является внештатным программистом Advance Excel и разрабатывает полезные электрические программы на основе Excel в соответствии с кодами IS, NEC, IEC, IEEE. Он технический блоггер и знаком с английским, хинди, гуджарати и французским языками. Он хочет поделиться своим опытом и знаниями и помочь техническим энтузиастам найти подходящие решения и обновить себя по различным инженерным темам.

Пускатель звезда-треугольник — теория и работа со схемой питания и управления | Электротехника

Асинхронные двигатели используются во всех отраслях промышленности по всему миру. Так что Существуют различные методы запуска трехфазного асинхронного двигателя, такие как пускатель звезда-треугольник. Один из них, самый дешевый и популярный метод – прямой онлайн (DOL) запуск. В то время как ограничение этого метода в том, что его можно использовать только для Low HP (до 5HP) Индукционный двигатель. Для запуска высокономинальной (более 5 л.с.) 3-фазной индукционной мотор, Звезда-треугольник стартер используется.

В этой статье мы подробно обсудим, что такое звезда-треугольник стартер и как он работает, назначение стартера звезда-треугольник, теория и работа принцип звезда-треугольник (звезда-треугольник) стартер с помощью цепь питания и управления, номинал и размер различных частей звезды-треугольника стартер, преимущества и недостатки, а также его промышленное применение.

Что такое стартер Star Delta?

Пускатель по схеме «звезда-треугольник» является наиболее часто используемым пусковым устройством с пониженным напряжением. способ пуска трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором средней мощности (SCIM). Это также известен как стартер звезда-треугольник . В этом методе запуска Трехфазный асинхронный двигатель соединен звездой во время пуска и во время скорость достигает почти 80% скорости полной нагрузки, затем он переключается (с с помощью переключателя TPDT) в положение «треугольник» во время нормальной работы.

[##eye## Трансформатор тока нулевой последовательности (CBCT)]

Проще говоря, пускатель звезда-треугольник запускает двигатель с обмоткой статора, соединенной звездой. Когда скорость достигает 80% от номинальной скорости, начинает работать с обмоткой статора, соединенной треугольником.

Пускатель звезда-треугольник используется для более чем 5 л. с. и доступен асинхронный двигатель мощностью до 180 л.с.

Почему пускатель звезда-треугольник используется вместо пускателя DOL?

Большинство асинхронных двигателей малой мощности (до 5 л.с.) запускаются напрямую онлайн со стартером DOL. Но при запуске больших моторов (более 5 л.с.) в таким образом, это вызывает нарушение напряжения в линии питания из-за очень большого скачок пускового тока (в 6-10 раз больше тока полной нагрузки).

Таким образом, для ограничения броска пускового тока (пускового тока) Метод пуска по напряжению используется для пуска индукционных двигателей большой мощности. мотор. Так как автотрансформаторный пуск и пуск звезда-треугольник имеют пониженное напряжение трехфазных пусковых методов. Индукционный двигатель. Следовательно, для больших двигателей мы используем пускатель звезда-треугольник. вместо пускателя DOL, чтобы уменьшить бросок пускового тока двигателя без с помощью любых внешних устройств.

Типы пускателей звезда-треугольник

Ручной пускатель звезда-треугольник
Полуавтоматический пускатель звезда-треугольник
Автоматический пускатель звезда-треугольник

Компоненты пускателя звезда-треугольник
9002 пускатель треугольником:
1. Контакторы
Контактор представляет собой мощное реле с высоким номинальным током, используемое для включить асинхронный двигатель. Текущий номинал контакторов варьируется в диапазон от 10А до нескольких сотен ампер.
[##eye## Конструкция и работа LVDT]
В пускателе по схеме «звезда-треугольник» мы используем в основном три контактора: Контактор и контактор треугольника относятся к типу AC3 и рассчитаны на 58% номинального тока двигателя. Эти контакторы замкнуты во время работы асинхронного двигателя. В то время как контактор звезды пропускает ток звезды только во время запуск мотора. Когда пусковой ток становится в 1/3 раза больше номинального тока, Контактор звезды может быть типа AC3 и 33% от номинального тока полной нагрузки.
Все три подрядчика, используемые в пускателе звезда-треугольник, меньше, чем что одиночный контактор, используемый в пускателе DOL, потому что эти контакторы только ток обмотки, который составляет 33% от полного тока нагрузки в пускателе звезда-треугольник.
2. Реле перегрузки
Как и в случае асинхронного двигателя, выход из строя большинства обмоток из-за перегрузок, работы на несимметричном питании, а также одиночных фазирование из-за потери фазы, что может привести к чрезмерному нагреву и ухудшение изоляции обмоток двигателя. Поэтому требуется защита от перегрузки. для защиты обмоток от перегрузки и короткого замыкания во внутренней обмотке. Следовательно, все эти условия предотвращаются 3-полюсный тепловое реле перегрузки.
3. Таймер
Основной функцией таймера в пускателе звезда-треугольник является переключение контактор из состояния звезды в треугольник, когда двигатель достигает скорости почти больше более 80% полной скорости загрузки.
4. Блок предохранителей
3 предохранителя используются последовательно с цепью двигателя для защиты двигателя от внешнего перегрузки по току и короткого замыкания. Также используется 1 предохранитель для защиты цепи управления пускателем звезда-треугольник.
5. Кнопки — для запуска (тип NO) и остановки (тип NC) двигателя.
Принцип работы пускателя звезда-треугольник (звезда-треугольник)
Пускатель звезда-треугольник является наиболее распространенным пускателем пониженного напряжения для Индукционный двигатель. Целью пускателя звезда-треугольник является ограничение пускового тока. импульс (в 6-10 раз больше номинального тока) за счет пониженного напряжения при соединении звездой обмотки.
При этом способе пуска обмотки статора соединены звездой и когда скорость достигает 80%, он переключается со звезды на треугольник с помощью трехполюсного двухпозиционного переключателя (TPDT).
Таким образом, при пуске ток в обмотке уменьшился до 1/3 от номинальное значение и пусковой момент также снижаются до 33%.
Работу пускателя звезда-треугольник легко понять с помощью трех различных состояний:
1. Состояние соединения звездой
Обмотка двигателя соединена звездой
Во время запуска близкое положение для замыкания цепи питания.
[##eye## Трансформаторные вопросы с ответом]
Таким образом, в этом состоянии индукция, обмотка статора двигателя будет подключена в звезду и, следовательно, напряжение на обмотке двигателя уменьшится в 1/√3 раза линейного Напряжение.
Когда двигатель достигает скорости 80 % от полной нагрузки, цепь таймера Сначала отключите контактор звезды и подключите контактор треугольника в цепь.
2. Открытое переходное состояние
При переключении со звезды на треугольник цепи контактора замыкаются становятся открытыми, и двигатель не остается ни в состоянии звезды, ни в состоянии треугольника. Итак, это состояние называется открытым переходным состоянием.
3. Состояние соединения треугольником
соединение обмотки двигателя треугольником
государство. При соединении треугольником фазное напряжение статора будет равно линейному. Напряжение. Следовательно, линейное напряжение появится на обмотке статора, и двигатель нормально работать на номинальной скорости при полной нагрузке.
Цепь питания пускателя звезда-треугольник
Согласно рисунку, кроме защитного предохранителя (F1), защита от перегрузки реле (F2), цепь состоит из трех подрядчиков именуемых — главный подрядчик (K1), контактор звезда (K2) и контактор треугольник (K3).
[ ##проушина## Части трансформатора и их функции]
Генеральный подрядчик (К1) подключает напряжение питающей сети (R, Y, B) к первичные клеммы (U1,V1, W1) через первичный предохранитель (F1) и реле перегрузки (Ф2). Кроме того, вторичные клеммы (U2, V2, W2) соединены контактором «звезда». (K2) и контактор треугольника (K3).
силовая цепь пускателя звезда-треугольник контактор (K2) изначально будет замкнут, так что двигатель запустится с вторичной обмоткой, соединенной звездой. После временной задержки, когда скорость достигает более 80% затем схема таймера открывает К2 и закрывает К3. Так что соединение вторичной обмотки переключился со звезды на треугольник, и двигатель продолжает работать в треугольнике на протяжении всей операции.
Все виды управления контакторами, реле перегрузки и защиты предохранителей осуществляется встроенными цепями управления и таймера пускателя звезда-треугольник.
Цепь управления пускателем звезда-треугольник
Цепь управления в основном выполняет операцию переключения контакторы (К1, К2, К3) и переход от звезды к треугольнику на протяжении всего запуска и работы SCIM.
Цепь управления состоит из предохранителя, НО-НЗ пуска (S1) и останова (S0) кнопки, таймер звезда-треугольник (К4) и вспомогательные контакты контрагентов и реле перегрузки. 9
При нормальной работе (F1, F2 и F3 исправны). Когда S1 нажата (во время пуска), то катушка таймера К4 подает питание на катушку звезды контактор К2, а также подает питание на катушку линейного контактора К1. Так что это будет управлять двигателем в звездообразной конфигурации. Нормально разомкнутый контакт K1 подключен параллельно S1, чтобы цепь оставалась в защелке, пока не будет нажата S0.
По истечении установленного времени в цепи таймера катушка К2 отключается. обесточивается, а K3 находится под напряжением, поэтому двигатель продолжает работать в треугольнике. конфигурация. При нажатии S0 или при отключении по перегрузке или перегорании F1 обмотка К1 и К3 обесточивается и двигатель останавливается.
[##eye## Теория и схема режекторного фильтра]
Контактор звезда K2 и контактор треугольник K3 механически и электрически заблокированы с помощью размыкающих контактов, так что оба подрядчика не должны закрыть одновременно. Это гарантирует, что катушка К3 будет под напряжением только тогда, когда К2 разомкнут и также, K2 будет под напряжением только тогда, когда K3 обесточен.
Пуск с открытым переходом звезда-треугольник
Если вы внимательно наблюдали за описанной выше схемой управления работы, то вы обнаружите, что двигатель отключается во время перехода от звезды к конфигурации треугольника. Это означает, что стартер мгновенно отключается. двигатель от конфигурации звезды, а затем снова подключает его к треугольнику конфигурация.
[##eye## Причины и недостатки низкого коэффициента мощности]
Легче реализовать с точки зрения выбега и схемы, поэтому широко используется, чем стартер звезда-треугольник с закрытым переходом. Если сроки переключение хорошо, тогда этот метод работает очень хорошо. Но на практике, хотя сложно правильно установить время, поэтому отключение и повторное включение питания может вызвать скачки напряжения и тока.
Ниже приведены четыре этапа работы открытого перехода состояние стартер звезда-треугольник:
Состояние ВЫКЛ:- все контакторы разомкнуты
Состояние звезды:- главный контактор K1 и контактор звезды K2 подключены, а K3 оставаться открытым. Таким образом, двигатель работает в конфигурации звезды.
Переходное (открытое) состояние:- это также называется переключением открытого перехода потому что между звездой и дельтой есть открытая ступень. В этом состоянии главное контактор К1 замкнут, а контактор звезда К2 и контактор треугольника К3 разомкнуты. На первичном конце обмотки двигателя есть напряжение, а вторичная обмотка разомкнута. Таким образом, во вторичной обмотке не может протекать ток. Так как двигатель имеет вращающийся ротор и поэтому он ведет себя как генератор.
Состояние треугольника:- главный контактор K1 и контактор треугольника K3 замкнуты и соединены звездой контактор К2 разомкнут. Двигатель подключен к полному напряжению сети и, следовательно, к полному мощность и крутящий момент доступны для вывода.
Замкнутый переход звезда-треугольник с пуском
Существует способ уменьшения амплитуды переходных процессов переключения в переходном состоянии. Требуется дополнительный 3-полюсный вспомогательный контактор и три резисторы соответствующего номинала, чтобы мог протекать значительный ток через резисторы в период переключения треугольником. А также вспомогательный контактор и все три резистора должны быть соединены треугольником контактор К3.
[ ##eye## Нагрузка импеданса перенапряжения (SIL) Линия передачи]
Во время работы, непосредственно перед размыканием контактора звезды K2, вспомогательный контактор замыкается, что приводит к непрерывному протеканию тока через резисторы в звезду. После размыкания звездообразного контактора K2 ток продолжает течь. через обмотку двигателя к источнику питания через резисторы. Эти резисторы затем замыкается контактором треугольника K3.
Следовательно, при пуске по схеме звезда-треугольник с замкнутым переходом непрерывная мощность постоянно поддерживается двигателем.
Ниже приведены пять стадий работы закрытого переходное состояние пускатель звезда-треугольник:
состояние ВЫКЛ:- все контакторы разомкнуты
состояние звезды:- главный контактор K1 и контактор звезды K2 подключены, а K3 оставаться открытым. Таким образом, двигатель работает в конфигурации звезды.
Переходное состояние звезды:- двигатель соединен звездой, а резисторы подключен через контактор треугольника K3 со вспомогательным контактором.
Закрытое переходное состояние: — главный контактор К1 замкнут и контактор треугольника К3 и контактор звезды К2 разомкнуты. Ток течет по обмоткам двигателя и переходные резисторы через вспомогательный контактор.
Состояние треугольника:- главный контактор K1 и контактор треугольника K3 замкнуты и соединены звездой контактор К2 разомкнут. Кроме того, переходные резисторы закорочены. Асинхронный двигатель (SCIM) подключен к полному напряжению сети и, следовательно, к полной мощности и крутящему моменту. доступны для вывода.
работа пускателя звезда-треугольник с закрытым переходом
Эффект переходных процессов в пускателе звезда-треугольник переходный стартер. В этом запуске существует открытое переходное состояние во время контактор звезды K2 и контактор треугольника K3 остаются разомкнутыми, тогда как главный контактор К1 замкнут.
В течение этого периода переключения двигатель должен работать в режиме холостого хода с небольшое замедление (движение накатом). Таким образом, он может генерировать собственное напряжение и в подключение к поставке этого генерируемого напряжения может случайным образом добавляться или вычитаться с основное напряжение питающей сети. Это вызывает скачки напряжения и скачки напряжения. переходный ток (также известный как переходный ток переключения), который длится всего на несколько миллисекунд.
[##eye## Конструкция и работа RVDT]
Таким образом, чтобы свести к минимуму влияние переходных процессов на открытую звезду перехода пускатель треугольника мы используем дополнительный вспомогательный контактор и три перехода резисторы на контакторе треугольника К3.
Номинальные параметры и размер компонентов пускателя по схеме «звезда-треугольник»
Размер реле перегрузки: для защиты от перегрузки используются два реле перегрузки. используются в линии и в обмотке двигателя.
Таким образом, номинал встроенных реле перегрузки = ток полной нагрузки мотор.

Принимая во внимание, что уставка реле перегрузки в обмотке = 0,58 полной ток нагрузки двигателя.
Размер главного контактора и контактора треугольника: главный контактор K1 и контактор треугольника K3 относятся к типу AC3 и рассчитаны на 58 %. тока полной нагрузки двигателя.
Отсюда размер главного контактора = 0,58*полный ток нагрузки двигателя
Также размер контактора треугольника = 0,58*полный ток нагрузки двигателя тока главного контактора. Это означает, что номинал звездного контактора должен быть только 33% тока полной нагрузки двигателя. Он также должен быть типа AC3.
Следовательно размер контактора звезды = 0,33*полный ток нагрузки двигателя
Пусковые характеристики двигателя пускателем звезда-треугольник Доступный пусковой ток: 33 % от тока полной нагрузки 33 % крутящего момента при полной нагрузке
Особенности пускателя по схеме «звезда-треугольник»
Пускатель по схеме «звезда-треугольник» может использоваться только для малой и высокой мощности Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
Для клеммной коробки асинхронного двигателя требуется 6 соединительных кабелей.
Уменьшенный пусковой момент
[##eye## Электрическое соединение]
Уменьшенный пусковой ток
Пиковый ток при переключении со звезды на треугольник
Треугольник 9019 Механическая нагрузка при переключении со звезды на треугольник 919 018 Преимущества пускателя звезда-треугольник
Это сравнительно дешевле, чем другие методы пуска с пониженным напряжением. запуск асинхронного двигателя.
Характеристики крутящего момента и тока пускателя звезда-треугольник лучше чем другие способы запуска.
Пусковой ток в 1/3 раза больше прямого пуска (DOL) Текущий.
Для использования не требуется устройство переключения ответвлений
Он обеспечивает высокий крутящий момент на ампер линейного тока
Конструкция и принцип действия пускателя звезда-треугольник просты и надежны.
Недостатки пускателя звезда-треугольник
Пускатель звезда-треугольник может быть полезен только для 6-контактного соединения треугольником асинхронный двигатель с доступом ко всем 6 клеммам.
Поскольку пусковой ток составляет 1/3 номинального тока, пусковой крутящий момент также снижается в 1/3 раза. Следовательно, он обеспечивает только 33% пускового момента. и если нагрузка, подключенная к двигателю, требует более высокого пускового момента, то очень высокие переходные процессы и напряжения возникают при переходе от звезды к треугольнику связь. Следовательно, из-за этих переходных процессов и напряжений многие электрические и произошла механическая поломка.
Требуется 2 комплекта кабелей от стартера к двигателю.
Пускатель звезда-треугольник не может запустить двигатель, если подключена нагрузка с двигателем, крутящий момент нагрузки которого превышает 50 % номинального крутящего момента двигателя.
В этом способе пуска при переходе от звезды к дельта, если двигатель не достигает по крайней мере 80% своей номинальной скорости, то пиковый ток будет таким же высоким, как и в пускателе DOL. Таким образом, это может нанести вред влияние на контакты контрагентов.