¿Qué es una estrella y un triángulo en un motor eléctrico?

Teoría

Como ya se mencionó, los esquemas de conexión en estrella y triángulo son característicos no solo para el motor eléctrico, sino también para los devanados de transformadores, elementos de calentamiento (por ejemplo, elementos de calentamiento de calderas eléctricas) y otras cargas.

Para entender por qué se llaman estos esquemas para conectar elementos de un circuito trifásico, debe modificarlos un poco.

En la "estrella", la carga de cada una de las fases está interconectada por una de las conclusiones, esto se llama el punto neutral. En el "triángulo", cada uno de los terminales de carga está conectado a fases diferentes.

Todo lo indicado en el artículo es aún más válido para trifásico asincrónico y máquinas sincrónicas.

Considere este tema en el ejemplo de la conexión de los devanados de un transformador trifásico o motor trifásico (en este contexto, no importa).

En esta figura, las diferencias son más notables, en la "estrella" el comienzo de los devanados están conectados a los conductores de fase, y los extremos están conectados entre sí, en la mayoría de los casos, un cable cero del generador de alimentación o transformador está conectado al mismo punto de carga.

El punto indica el comienzo de los devanados.

Es decir, en el "triángulo" están conectados el final del devanado anterior y el comienzo del siguiente, y la fase de suministro está conectada a este punto. Si confunde el final y el principio, la máquina conectada no funcionará.

Cual es la diferencia

Si hablamos de conectar consumidores monofásicos, analizaremos brevemente el ejemplo de tres electrotenos, luego en la "estrella", si uno de ellos se quema, los dos restantes seguirán funcionando. Si dos de los tres se queman, ninguno funcionará, ya que están conectados en pares a un voltaje lineal.

En el circuito triangular, incluso cuando se queman 2 diez elementos, el tercero continuará funcionando. No hay cable neutro en él, simplemente no hay ningún lugar para conectarlo. Y en la "estrella" está conectado a un punto neutro, y es necesario para igualar las corrientes de fase y su simetría en caso de diferentes cargas de fase (por ejemplo, 1 calentador está conectado en una de las ramas y 2 en paralelo para las otras).

Pero si en tal conexión (con una carga de fase diferente) el cero se quema, entonces los voltajes no serán los mismos (donde la carga se hunde más y donde menos aumenta). Escribimos más sobre esto en el artículo sobre desequilibrio de fase.

Cabe señalar que es imposible conectar dispositivos monofásicos ordinarios (220V) entre fases, a 380V.O los dispositivos deben estar diseñados para tal potencia, o la red debe estar con un 220V lineal (como en las redes eléctricas con neutral aislado algunos objetos específicos, por ejemplo, barcos).

Pero con conectar un motor trifásico, cero a menudo no está conectado al punto medio de la estrella, ya que esta es una carga simétrica.

Fórmulas de potencia, corriente y voltaje

Para empezar, hay dos voltajes diferentes en el circuito en estrella: lineal (entre cables lineales o de fase) y fase (entre fase y cero). U lineal 1.73 (raíz de 3) veces más grande que la fase U. En este caso, las corrientes lineales y de fase son iguales.

UL = 1.73 * Uph

Il = If

Eso es voltaje de línea y fase correlacionan de modo que cuando sea lineal en 380V, la fase sea de 220V.

En el "triángulo", la fase U y la fase U son iguales, y las corrientes difieren en 1.73 veces.

Ul = Uf

IL = 1.73 * IF

Poder en ambos casos, considere las mismas fórmulas:

• completo S = 3 * Sph = 3 * (Ul / √3) * I = √3 * Ul * I;
• activo P = √3 * Ul * I * cos φ;
• reactivo Q = √3 * Ul * I * sin φ.

Al conectar la misma carga a la misma fase U y U-lineal, la potencia de los dispositivos conectados diferirá en 3 veces.

Supongamos que hay un motor que funciona en una red trifásica de 380/220 V, y sus devanados están diseñados para conectarse mediante una "estrella" a la red eléctrica con un voltaje lineal de 660 V. Luego, cuando se conecta al “triángulo”, el suministro de la línea U debe ser 1.73 veces menor, es decir, 380V, que es adecuado para conectarse a nuestra red.

Haremos cálculos para mostrar qué diferencias habrá para el motor al cambiar los devanados de un circuito a otro.

Suponga que la corriente del estator cuando se conecta a un triángulo en una red de 380V era de 5A, entonces su potencia total es igual a:

S = 1.73 * 380 * 5 = 3287 VA

Cambie el motor eléctrico a la "estrella" y la potencia disminuirá 3 veces, ya que el voltaje en cada devanado disminuyó 1.73 veces (era 380 por devanado, pero se convirtió en 220), y la corriente también es 1.73 veces: 1.73 * 1 , 73 = 3. Entonces, teniendo en cuenta los valores reducidos, calcularemos la potencia total.

S = 1.73 * 380 * (5/3) = 1.73 * 380 * 1.67 = 1070 VA

Como puede ver, ¡el poder cayó 3 veces!

Pero, ¿qué sucederá si hay otro motor eléctrico y funciona en la "estrella" en la red de 380V y la corriente del estator está en los mismos 5A, respectivamente, y los devanados están diseñados para conectarse al "triángulo" para 220V (3 fases), pero por alguna razón conectado en un "triángulo" y conectado a 380V?

En este caso, la potencia aumentará 3 veces, ya que el voltaje en el devanado ahora aumenta viceversa en 1.73 veces y la corriente es la misma.

S = 1.73 * 380 * 5 * (3) = 9861 VA

La potencia del motor se ha vuelto más que nominal al mismo tiempo 3 veces. ¡Entonces solo se quema!

Por lo tanto, es necesario conectar el motor eléctrico de acuerdo con el esquema de conexión del devanado que corresponde a su voltaje nominal.

Práctica: cómo elegir un esquema para un caso específico

Muy a menudo, los electricistas trabajan con una red de 380 / 220V, así que veamos cómo conectar, con una estrella o un triángulo, un motor eléctrico a una red eléctrica trifásica de este tipo.

En la mayoría de los motores eléctricos, el diagrama de conexión de los devanados se puede cambiar, para esto hay seis terminales en el brno, que están dispuestos de manera que con la ayuda de un conjunto mínimo de puentes puede ensamblar el circuito que necesita. En palabras simples: la conclusión del comienzo del primer devanado se encuentra por encima del final del tercero, el comienzo del segundo, por encima del final del primero, el comienzo del tercero por encima del final del segundo.

Cómo distinguir dos opciones para conectar un motor eléctrico que ve en la figura a continuación.

Hablemos sobre qué esquema elegir. El esquema de conexión de las bobinas del motor no tiene un efecto especial en el modo de funcionamiento del motor, siempre que los parámetros nominales del motor correspondan a la red eléctrica. Para hacer esto, mire la placa de identificación y determine para qué voltajes está diseñada específicamente su máquina eléctrica.

Por lo general, la marca tiene la forma:

Δ / Y 220/380

Esto significa:

Si el voltaje interfacial es 220, recoja los devanados en un triángulo, y si 380 - en una estrella.

Para responder simplemente a la pregunta "¿Cómo conectar los devanados del motor?" Hemos hecho una tabla de selección para usted para el diagrama de conexión:

Cambio estrella-triángulo para un comienzo suave

Cuando el motor arranca, se observan altas corrientes de entrada. Por lo tanto, para reducir las corrientes de arranque de los motores de inducción, se utiliza un circuito de arranque con los devanados conmutados de estrella a triángulo. Al mismo tiempo, como se mencionó anteriormente, el motor eléctrico debe estar diseñado para conectarse al "triángulo" y trabajar bajo la red lineal.

Por lo tanto, en nuestras redes de potencia trifásicas (380 / 220V), para tales casos, se utilizan motores clasificados en "380/660" Voltios, para "Δ / Y", respectivamente.

Al arrancar, los devanados se encienden mediante una "estrella" a un voltaje reducido de 380 V (en relación con los 660 V nominales), el motor comienza a ganar velocidad y en un determinado momento (generalmente por temporizador, en casos complicados, por la señal de los sensores de corriente y velocidad), los devanados cambian a un "triángulo" y funcionan Ya en su nominal de 380 voltios.

La ilustración anterior describe dicho método para arrancar los motores, pero como ejemplo, se muestra un interruptor de cambio, en la práctica, se usan dos contactores adicionales (KM2 y KM3), aunque es más complicado que el circuito habitual para conectar un motor eléctrico, no es su inconveniente. Pero ella tiene una serie de ventajas:

• Menos carga en la red eléctrica debido a las corrientes de entrada.
• En consecuencia, se reducen las caídas de voltaje y se reduce la probabilidad de detener equipos relacionados.
• Arranque suave del motor.

Hay dos desventajas principales de esta solución:

1. Es necesario tender dos cables de tres hilos desde la ubicación de los contactores directamente a los terminales del motor.
2. El par de arranque cae.

Conclusión

Como tal, no hay diferencias en el rendimiento cuando se conecta el mismo motor eléctrico de acuerdo con el esquema de estrella o triángulo (simplemente se quemará si comete un error al elegir). Además, no hay ventajas ni desventajas en ninguno de los esquemas. Algunos autores citan el argumento de que la corriente en la "estrella" es menor. Pero con la misma potencia de dos motores diferentes, uno de los cuales está diseñado para conectarse en una "estrella" y el segundo en un "triángulo" a la red, por ejemplo, 380V, la corriente será la misma. Y uno y el mismo motor no se puede cambiar "al azar" y "no está claro para qué", ya que simplemente se apaga. Lo principal es elegir la opción que corresponde a la tensión de la red.

Esperamos que ahora se haya vuelto más claro acerca de qué son una estrella y un circuito triangular en un motor eléctrico, cuál es la diferencia en la conexión de cada uno de los métodos y cómo elegir un circuito para un caso particular. ¡Esperamos que la información proporcionada sea útil e interesante para usted!

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