Čo je hviezda a trojuholník v elektrickom motore

teória

Ako už bolo uvedené, schémy zapojenia hviezd a trojuholníkov sú charakteristické nielen pre elektromotor, ale aj pre vinutia transformátorov, vykurovacie telesá (napríklad elektrické vykurovacie telesá kotlov) a ďalšie zaťaženia.

Aby ste pochopili, prečo sa tieto schémy prepojovacích prvkov trojfázového obvodu nazývajú, musíte ich trochu upraviť.

V „hviezde“ je záťaž každej fázy prepojená jedným zo záverov, ktorý sa nazýva neutrálny bod. V „trojuholníku“ je každá z terminálov zaťaženia pripojená na rozdiel od fáz.

Všetko, čo je uvedené v článku, sa ďalej vzťahuje na trojfázové asynchrónne a synchrónne stroje.

Zvážte túto otázku na príklade pripojenia vinutí trojfázového transformátora alebo trojfázového motora (v tejto súvislosti na tom nezáleží).

Na tomto obrázku sú rozdiely zreteľnejšie, v „hviezde“ je začiatok vinutí spojený s fázovými vodičmi a konce sú spojené dohromady, vo väčšine prípadov je nulový vodič z napájacieho generátora alebo transformátora pripojený k rovnakému bodu zaťaženia.

Bodka označuje začiatok vinutia.

To znamená, že v „trojuholníku“ je pripojený koniec predchádzajúceho vinutia a začiatok nasledujúceho a napájacia fáza je spojená s týmto bodom. Ak zameníte koniec a začiatok, pripojené zariadenie nebude fungovať.

V čom je rozdiel

Ak hovoríme o pripojení jednofázových spotrebičov, stručne zanalyzujeme príklad troch elektroténov, potom v prípade „jednej z nich“, ak jeden z nich vyhorí, zostávajúce dva budú pokračovať v práci. Ak dôjde k spáleniu dvoch z týchto troch, nebude fungovať vôbec, pretože sú pripojené vo dvojiciach na lineárne napätie.

V okruhu trojuholníka, aj keď vyhorí 2 desať prvkov, tretí bude pokračovať v práci. Nemá neutrálny vodič, jednoducho sa nemá kam pripojiť. A v „hviezde“ je pripojený k neutrálnemu bodu a je potrebné vyrovnať fázové prúdy a ich symetriu v prípade rôznych fázových záťaží (napríklad 1 ohrievač je pripojený v jednej z vetiev a 2 paralelne pre ostatné).

Ak však pri takomto spojení (s rôznym fázovým zaťažením) vyhorí nula, napätie nebude rovnaké (ak sa zaťaženie prehĺbi viac a ak sa zaťaženie zvýši). Viac sme o tom napísali v článku o fázová nerovnováha.

Je potrebné poznamenať, že nie je možné spájať bežné jednofázové zariadenia (220 V) medzi fázami, pri 380 V.Zariadenia musia byť konštruované pre takýto výkon alebo sieť musí mať lineárne napätie 220 V (ako v elektrických sieťach s napätím 0 V) izolovaný neutrálny niektoré konkrétne objekty, napríklad lode).

Ale s pripojenie trojfázového motora, nula často nie je spojená so stredom hviezdy, pretože ide o symetrické zaťaženie.

Vzorce výkonu, prúdu a napätia

Na začiatku sú v hviezdicovom obvode dve rôzne napätia - lineárne (medzi lineárnymi alebo fázovými vodičmi) a fázy (medzi fázou a nulou). U lineárny 1,73 (koreň 3) krát väčší ako fáza U. V tomto prípade sú lineárne a fázové prúdy rovnaké.

UL = 1,73 * Uph

Il = Ak

tj sieťové a fázové napätie korelujú tak, že keď je lineárna pri 380V, fáza je 220V.

V „trojuholníku“ sú U-lineárne a U-fázy rovnaké a prúdy sa líšia 1,73-krát.

Ul = Uf

IL = 1,73 * IF

Moc v obidvoch prípadoch zvážte rovnaké vzorce:

• plný S = 3 * Sph = 3 * (Ul / -3) * I = -3 * Ul * I;
• aktívny P = √3 * Ul * I * cos φ;
• reaktívny Q = √3 * Ul * I * hriech φ.

Pri pripájaní rovnakej záťaže na rovnakú U-fázu a na U-lineárny sa výkon pripojených zariadení bude líšiť trikrát.

Predpokladajme, že existuje motor, ktorý pracuje na trojfázovej sieti 380/220 V a jeho vinutia sú navrhnuté tak, aby boli pripojené k sieti pomocou „hviezdy“ s lineárnym napätím 660 V. Po pripojení k „trojuholníku“ by potom malo byť napájanie U-vedenia 1,73-krát menšie, tj 380 V, čo je vhodné na pripojenie k našej sieti.

Dáme výpočty, aby sme ukázali, aké rozdiely budú pre motor pri prepínaní vinutí z jedného okruhu do druhého.

Predpokladajme, že prúd statora pri pripojení k trojuholníku v sieti 380 V bol 5 A, potom sa jeho plný výkon rovná:

S = 1,73 * 380 * 5 = 3287 VA

Prepnite elektrický motor na „hviezdu“ a výkon sa zníži trikrát, pretože napätie na každom vinutí kleslo 1,73-krát (to bolo 380 na každé vinutie, ale zmenilo sa na 220) a prúd je tiež 1,73-krát: 1,73 * 1 73 = 3. Takže, berúc do úvahy znížené hodnoty, vypočítame celkový výkon.

S = 1,73 * 380 * (5/3) = 1,73 * 380 * 1,67 = 1070 VA

Ako vidíte, výkon klesol trikrát!

Čo sa však stane, ak bude existovať ďalší elektrický motor, ktorý pracuje v „hviezdi“ v sieti 380 V a prúd statora je v rovnakom 5A, a vinutia sú navrhnuté tak, aby boli pripojené k „trojuholníku“ pre 220 V (3 fázy), ale z nejakého dôvodu pripojený v „trojuholníku“ a pripojený na 380 V?

V tomto prípade sa výkon zvýši trikrát, pretože napätie na vinutí je teraz naopak zvýšené o 1,73 krát a prúd je rovnaký.

S = 1,73 * 380 * 5 * (3) = 9861 VA

Výkon motora sa v rovnakom trojnásobnom porovnaní zvýšil. Takže to len horí!

Preto je potrebné zapojiť elektrický motor podľa schémy zapojenia vinutia, ktorá zodpovedá ich menovitému napätiu.

Prax - ako zvoliť schému pre konkrétny prípad

Elektrikári najčastejšie pracujú so sieťou 380/220 V, takže sa pozrime, ako pripojiť elektrický motor s takou trojfázovou elektrickou sieťou pomocou hviezdy alebo trojuholníka.

Vo väčšine elektrických motorov je možné zmeniť schému zapojenia vinutí, pretože v brne je šesť terminálov, ktoré sú usporiadané tak, že pomocou minimálnej sady prepojok môžete zostaviť požadovaný obvod. Jednoducho povedané: koniec začiatku prvého vinutia je umiestnený nad koncom tretieho, začiatok druhého, nad koncom prvého, začiatok tretieho nad koncom druhého.

Ako rozlíšiť dve možnosti pripojenia elektrického motora, vidíte na obrázku nižšie.

Poďme hovoriť o tom, ktorú schému zvoliť. Schéma zapojenia cievok motora nemá osobitný vplyv na prevádzkový režim motora za predpokladu, že menovité parametre motora zodpovedajú sieti. Ak to chcete urobiť, pozrite sa na typový štítok a zistite, pre ktoré napätie je váš elektrický stroj špeciálne navrhnutý.

Označenie má obvykle tvar:

Á / Y 220/380

To znamená:

Ak je medzifázové napätie 220, zostavte vinutia do trojuholníka, a ak 380 - do hviezdy.

Jednoducho odpovedať na otázku „Ako pripojiť vinutie motora?“ vytvorili sme pre vás schému výberu pre schému zapojenia:

Spínanie hviezda-trojuholník pre hladký štart

Pri naštartovaní motora sú pozorované vysoké nábehové prúdy. Preto sa na zníženie štartovacích prúdov indukčných motorov používa štartovací obvod s vinutiami prepínanými z hviezdy na deltu. Súčasne, ako je uvedené vyššie, musí byť elektrický motor skonštruovaný tak, aby sa pripojil k „trojuholníku“ a pracoval pod lineárnou sieťou.

V našich trojfázových energetických sieťach (380/220 V) sa teda pre takéto prípady používajú motory s menovitým napätím „380/660“ Volty pre „A / Y“.

Pri štarte sa vinutia zapínajú „hviezdou“ pri zníženom napätí 380 V (relatívne k menovitému 660 V), motor začne zvyšovať rýchlosť av určitom časovom okamihu (zvyčajne časovačom, v komplikovaných prípadoch - signálom snímačov prúdu a rýchlosti), vinutia sa prepínajú na „trojuholník“ a pracujú už na ich menovitých 380 voltoch.

Vyššie uvedená ilustrácia opisuje taký spôsob štartovania motorov, ale ako príklad je znázornený prepínač, v praxi sa používajú dva prídavné stýkače (KM2 a KM3), aj keď je to zložitejšie ako obvyklý obvod na pripojenie elektrického motora, nie je to jeho nevýhoda. Má však niekoľko výhod:

• Menšie zaťaženie siete zo spínacích prúdov.
• Preto sa zníži pokles napätia a pravdepodobnosť zastavenia zariadenia.
• Jemný štart motora.

Toto riešenie má dve hlavné nevýhody:

1. Je potrebné položiť dva trojžilové káble z miesta stýkačov priamo na svorky motora.
2. Počiatočný pokles krútiaceho momentu.

záver

Pri pripájaní toho istého elektromotora podľa schémy s hviezdami alebo trojuholníkmi preto neexistujú žiadne rozdiely vo výkone (pri výbere chyby sa jednoducho zhorí). Rovnako neexistujú žiadne výhody ani nevýhody žiadnej zo schém. Niektorí autori citujú argument, že prúd v „hviezde“ je menší. Ale s rovnakým výkonom dvoch rôznych motorov, z ktorých jeden je určený na pripojenie v „hviezdicovom“ a druhý v „trojuholníku“ do siete, napríklad 380 V, bude prúd rovnaký. A jeden a ten istý motor nemožno „náhodne“ prepnúť a „nie je jasné, na čo“, pretože jednoducho vyhorí. Hlavná vec je zvoliť možnosť, ktorá zodpovedá napätiu v sieti.

Dúfame, že teraz máte jasnejšie informácie o tom, čo sú hviezdy a trojuholníkové okruhy v elektromotore, aký je rozdiel v prepojení jednotlivých metód a ako zvoliť obvod pre konkrétny prípad. Dúfame, že poskytnuté informácie boli pre vás užitočné a zaujímavé!

Súvisiace materiály:

• Aký je rozdiel medzi striedavým a jednosmerným prúdom?
• Aká je fáza, nula a uzemnenie
• Schémy zapojenia trojfázového elektromeru