Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Całe obciążenie w obwodach trójfazowych jest połączone zgodnie z gwiazdą lub trójkątem. W zależności od rodzaju odbiorców energii elektrycznej i napięcia w sieci energetycznej i wybierz odpowiednią opcję. Jeśli mówimy o silnikach elektrycznych, to możliwość ich działania w konkretnej sieci o charakterystyce nominalnej zależy od wyboru opcji połączenia uzwojeń. W artykule przyjrzymy się, w jaki sposób gwiazda i delta różnią się w silniku elektrycznym, jaki mają wpływ i jaką zasadę łączy się przewody w bloku zacisków silnika trójfazowego.

Teoria

Jak już wspomniano, schematy połączeń w gwiazdę i trójkąt są typowe nie tylko dla silnika elektrycznego, ale również dla uzwojeń transformatorów, elementów grzejnych (na przykład elektrycznych podgrzewaczy kotłów) i innych obciążeń.

Aby zrozumieć, dlaczego te schematy łączenia elementów obwodu trójfazowego są tak zwane, należy je nieco zmodyfikować.

W „gwieździe” obciążenie każdej fazy jest połączone jednym z wniosków, nazywamy to punktem neutralnym. W „trójkącie” każdy z zacisków obciążenia jest podłączony do przeciwnych faz.

Wszystko, co zostało powiedziane w tym artykule, dotyczy także trójfazowych maszyn asynchronicznych i synchronicznych.

Rozważ to pytanie na przykładzie połączenia uzwojeń transformatora trójfazowego lub silnika trójfazowego (w tym kontekście nie ma to znaczenia).

Na tym rysunku różnice są bardziej zauważalne, w „gwieździe” początki uzwojeń są podłączone do przewodów fazowych, a końce są połączone ze sobą, w większości przypadków przewód neutralny z generatora zasilania lub transformatora jest podłączony do tego samego punktu obciążenia.

Kropka oznaczała początek zwojów.

Oznacza to, że w „trójkącie” koniec poprzedniego uzwojenia i początek następnego są połączone, a faza zasilania jest połączona z tym punktem. Jeśli miksujesz koniec i początek - podłączone urządzenie nie będzie działać.

Jaka jest różnica

Jeśli mówimy o podłączeniu odbiorników jednofazowych, pokrótce przeanalizujemy przykład trzech elektros, a następnie w „gwieździe”, jeśli jedno z nich się spali, pozostałe dwie będą nadal działać. Jeśli dwa z trzech wypalą się, żadne z nich w ogóle nie zadziała, ponieważ są połączone parami do napięcia liniowego.

W schemacie trójkąta, nawet jeśli dwa elementy grzewcze są przepalone, trzeci będzie nadal działał. Nie ma zerowego przewodu, po prostu nie ma gdzie się połączyć. W „gwieździe” jest ona połączona z punktem neutralnym i konieczne jest wyrównanie prądów faz i ich symetrii w przypadku różnych obciążeń w fazach (na przykład w jednym z odgałęzień 1 element grzejny jest podłączony, aw pozostałych 2 równolegle).

Ale jeśli przy takim połączeniu (przy innym obciążeniu faz) zero wypali się, to naprężenia będą nierówne (tam, gdzie obciążenie jest większe, obciążenie wzrośnie, a gdzie mniejszy będzie wzrost obciążenia). Więcej o tym napisaliśmy w artykule o zniekształceniach fazowych.

Należy zauważyć, że nie jest możliwe połączenie konwencjonalnych urządzeń jednofazowych (220V) między fazami przy 380V. Albo urządzenia muszą być zaprojektowane dla takiej mocy, albo sieć musi mieć liniowy 220V (jak w sieciach elektrycznych z izolowanym neutralnym punktem niektórych konkretnych obiektów, na przykład statków).

Ale podczas podłączania silnika trójfazowego zero często nie jest połączone z punktem środkowym gwiazdy, ponieważ jest to obciążenie symetryczne.

Wzory mocy, prądu i napięcia

Zacznijmy od faktu, że w obwodzie gwiazdy występują dwa różne napięcia - liniowe (między przewodami liniowymi lub fazowymi) i fazowe (między fazą a zerem). Liniowy wynosi 1, 73 (pierwiastek 3) razy faza U. W tym przypadku prądy liniowe i fazowe są równe.

Il = 1, 73 * Uф

Il = If

Oznacza to, że napięcia liniowe i fazowe są powiązane w taki sposób, że przy napięciu liniowym 380V napięcie fazowe wynosi 220V.

W „trójkącie” faza liniowa i U są równe, a prądy różnią się o 1, 73 razy.

Il = Uf

Il = 1, 73 * Jeśli

Moc w obu przypadkach rozpatrywana jest według tych samych wzorów:

  • pełny S = 3 * Sf = 3 * (Ul / √3) * I = √3 * Ul * I;
  • aktywny P = √3 * Ill * I * cos φ;
  • reaktywny Q = √3 * Ill * I * sin φ.

Przy podłączeniu tego samego obciążenia do tej samej fazy U i liniowej, moc podłączonych urządzeń będzie się różnić 3-krotnie.

Załóżmy, że istnieje silnik, który działa z trójfazowej sieci 380/220 V, a jego uzwojenia są zaprojektowane tak, aby były połączone za pomocą „gwiazdy” z siecią elektryczną o mocy liniowej 660 V. Następnie, po podłączeniu do „trójkąta”, zasilacz Ulinear powinien być 1, 73 razy mniejszy, czyli 380 V, który jest odpowiedni do podłączenia do naszej sieci.

Podajemy obliczenia, aby pokazać, jakie będą różnice dla silnika podczas przełączania uzwojeń z jednego obwodu na drugi.

Załóżmy, że prąd stojana po podłączeniu do trójkąta w sieci 380V wynosił 5A, a więc jego całkowita moc jest równa:

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

Przełączymy silnik na „gwiazdę”, a moc zmniejszy się 3-krotnie, ponieważ napięcie na każdym uzwojeniu zmniejszyło się o 1, 73 razy (było to 380 na uzwojenie i osiągnęło 220), a prąd również 1, 73 razy: 1, 73 * 1, 73 = 3. Dlatego biorąc pod uwagę zmniejszone wartości, obliczymy całkowitą moc.

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

Jak widać - moc spadła 3 razy!

Ale co się stanie, jeśli pojawi się inny silnik elektryczny i będzie pracował w „gwieździe” w sieci 380 V i prąd stojana tego samego 5A, odpowiednio, a uzwojenia są zaprojektowane do połączenia z „trójkątem” przy 220 V (3 fazy), ale z jakiegoś powodu podłączyć go w „trójkącie” i podłączyć do 380V?

W tym przypadku moc wzrośnie 3 razy, ponieważ napięcie na uzwojeniu jest teraz odwrotnie zwiększone o 1, 73 razy, a prąd o tyle.

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

Moc silnika stała się więcej niż nominalna 3 razy. Więc po prostu się spalił!

Dlatego konieczne jest podłączenie silnika elektrycznego zgodnie ze schematem połączenia uzwojenia, który odpowiada ich napięciu znamionowemu.

Praktyka - jak wybrać schemat dla konkretnego przypadku

Najczęściej elektrycy pracują z siecią 380/220 V, więc zastanów się, jak połączyć, za pomocą gwiazdy lub trójkąta, silnik elektryczny z taką trójfazową siecią energetyczną.

W większości silników elektrycznych schemat połączeń uzwojeń można zmienić, w tym celu w Brnie znajduje się sześć terminali, które są umiejscowione tak, że można zmontować niezbędny schemat za pomocą minimalnego zestawu zworek. W prostych słowach: wyjście początku pierwszego uzwojenia znajduje się powyżej końca trzeciego, początku drugiego, powyżej końca pierwszego, początku trzeciego na końcu drugiego.

Jak odróżnić dwie opcje podłączenia silnika elektrycznego, patrz rysunek poniżej.

Porozmawiajmy o tym, który schemat wybrać. Schemat podłączenia cewek silnika nie ma szczególnego wpływu na tryb pracy silnika, pod warunkiem, że spełnione są parametry nominalne silnika sieci zasilającej. Aby to zrobić, spójrz na tabliczkę znamionową i określ, które napięcie jest specjalnie zaprojektowane dla twojej maszyny elektrycznej.

Zazwyczaj znakowanie ma postać:

Δ / Y 220/380

Oznacza to:

Jeśli napięcie międzyfazowe jest równe 220 - zbierz uzwojenia w trójkącie, a jeśli 380 - w gwiazdę.

Aby po prostu odpowiedzieć na pytanie „Jak połączyć uzwojenia silnika?” Stworzyliśmy dla Ciebie tabelę wyboru schematu połączenia:

Przełącz z gwiazdy na trójkąt, aby rozpocząć łagodny rozruch

Podczas uruchamiania silnika obserwuje się wysokie prądy rozruchowe. Dlatego, aby zmniejszyć prądy rozruchowe silników indukcyjnych, stosuje się obwód rozruchowy z przełączaniem uzwojeń od gwiazdy do trójkąta. W tym przypadku, jak wspomniano powyżej, silnik musi być obliczony jako połączenie z „trójkątem” i pracować pod liniami twojej sieci.

Zatem w naszych trójfazowych sieciach energetycznych (380 / 220V) dla takich przypadków stosowane są silniki o nominalnych woltach „380/660”, odpowiednio dla „Δ / Y”.

Podczas rozruchu uzwojenia włączają „gwiazdę” przy obniżonym napięciu 380 V (w stosunku do nominalnej 660 V), silnik zaczyna nabierać pędu, aw pewnym momencie (zwykle zgodnie z zegarem, w skomplikowanych przypadkach, czujniki prądu i prędkości) uzwojenia przełączają się na „trójkąt” i działają już przy nominalnej 380 woltach.

Na powyższej ilustracji opisano tę metodę uruchamiania silników, ale na przykład pokazano przełącznik kołyskowy, ale w praktyce używane są dwa dodatkowe styczniki (KM2 i KM3), chociaż jest to bardziej skomplikowane niż konwencjonalny schemat podłączenia silnika, ale nie jest to jego wadą. Ale ma wiele zalet:

  • Mniejsze obciążenie sieci od prądów rozruchowych.
  • W związku z tym niższe spadki napięcia zmniejszają prawdopodobieństwo zatrzymania powiązanego sprzętu.
  • Miękki start silnika.

Istnieją dwa główne wady tego rozwiązania:

  1. Konieczne jest ułożenie dwóch kabli trójżyłowych od lokalizacji styczników bezpośrednio do zacisków silnika.
  2. Rozpoczyna się moment początkowy.

Wniosek

W związku z tym różnice w wydajności podczas podłączania tego samego silnika elektrycznego zgodnie ze schematem gwiazdy lub trójkąta nie są (po prostu spali się, jeśli dokonasz niewłaściwego wyboru). Ponadto, ponieważ nie ma żadnych zalet i wad żadnego z systemów. Niektórzy autorzy przytaczają jako argument, że prąd w „gwieździe” jest mniejszy. Ale z tą samą mocą dwóch różnych silników, z których jeden jest przeznaczony do połączenia w „gwieździe”, a drugi w „trójkącie” do sieci, na przykład 380 V - prąd będzie taki sam. Ten sam silnik nie może być przełączany „losowo” i „nie jest jasne, dlaczego”, ponieważ po prostu się pali. Najważniejsze, aby wybrać opcję, która odpowiada napięciu zasilania.

Mamy nadzieję, że teraz stało się bardziej jasne, czym jest gwiazda i trójkąt w silniku elektrycznym, jaka jest różnica w podłączeniu każdej metody i jak wybrać obwód dla konkretnego przypadku. Mamy nadzieję, że podane informacje były dla Ciebie przydatne i interesujące!

Materiały na ten temat:

  • Jaka jest różnica między prądem zmiennym a prądem stałym?
  • Czym jest faza, zero i uziemienie dla
  • Schematy połączeń trójfazowego licznika elektrycznego

Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Kategoria:

Baza wiedzy