Aký je rozdiel medzi schémami zapojenia vinutí motora s hviezdou a trojuholníkom

Systém trojfázového elektrického prúdu vyvinul koncom 19. storočia ruský vedec M.O.Dolivo-Dobrovolsky. Tri fázy, v ktorých je napätie voči sebe posunuté o 120 stupňov, okrem iných výhod uľahčujú vytváranie rotujúceho magnetického poľa. Toto pole nesie so sebou rotory najbežnejších a najjednoduchších trojfázových asynchrónnych motorov.

Tri statorové vinutia takýchto elektromotorov sú vo väčšine prípadov vzájomne prepojené podľa schémy "hviezda" alebo "trojuholník". V zahraničnej literatúre sa používajú výrazy „star“ a „delta“, skrátene S a D. Častejšie je mnemotechnické označenie D a Y, čo môže niekedy viesť k zámene – písmeno D môže byť označené ako „hviezda“ aj "trojuholník".

Fázové a sieťové napätia

Aby ste pochopili rozdiely medzi spôsobmi pripojenia vinutí, musíte najprv pochopiť s pojmami fázového a lineárneho napätia. Fázové napätie je napätie medzi začiatkom a koncom jednej fázy. Lineárne - medzi rovnakými závermi rôznych fáz.

Pre trojfázovú sieť sú medzifázové napätia napätia medzi fázami, napríklad A a B, a fázové napätia sú medzi každou fázou a nulovým vodičom.

Takže napätia Ua, Ub, Uc budú fázové a Uab, Ubc, Uca lineárne. Tieto napätia sú rôzne. Takže pre domácu a priemyselnú sieť 0,4 kV sú lineárne napätia 380 voltov a fázové napätia 220 voltov.

Pripojenie vinutí motora podľa schémy "hviezda".

Pri spájaní fáz elektromotora s hviezdou sú tri vinutia prepojené na svojich začiatkoch v spoločnom bode. Voľné konce sú pripojené každý k svojej vlastnej fáze siete. V niektorých prípadoch je spoločný bod pripojený k neutrálnej zbernici napájacieho systému.

Z obrázku je zrejmé, že pre toto zahrnutie sa na každé vinutie aplikuje fázové napätie siete (pre siete 0,4 kV - 220 voltov).

Pripojenie vinutí motora podľa schémy "trojuholníka".

Pri schéme "trojuholníka" sú konce vinutí navzájom spojené v sérii. Ukazuje sa akýsi kruh, ale v literatúre je názov "trojuholník" prijatý kvôli často používanému štýlu. V tomto uskutočnení nie je kam pripojiť neutrálny vodič.

Je zrejmé, že napätie aplikované na každé vinutie bude lineárne (380 voltov na vinutie).

Porovnanie schém zapojenia medzi sebou

Na porovnanie oboch schém medzi sebou je potrebné vypočítať elektrickú energiu vyvinutú elektromotorom počas jedného alebo druhého zaradenia. Na tento účel je potrebné zvážiť koncepty lineárnych (Ilin) a fázových (Iphase) prúdov.Fázový prúd je prúd pretekajúci fázovým vinutím. Linkový prúd preteká vodičom pripojeným na svorku vinutia.

V sieťach do 1000 voltov je zdrojom el transformátor, ktorého sekundárne vinutie je zapnuté "hviezdou" (inak nie je možné zorganizovať neutrálny drôt) alebo generátorom, ktorého vinutia sú spojené rovnakým spôsobom.

Obrázok ukazuje, že pri spojení s "hviezdou" sú prúdy vo vodičoch a prúdy vo vinutí motora rovnaké. Fázový prúd je určený fázovým napätím:

   

kde Z je odpor vinutia jednej fázy, možno ich považovať za rovnaké. Dá sa to napísať

   

.

Pre pripojenie do trojuholníka sú prúdy rôzne - sú určené lineárnym napätím aplikovaným na odpor Z:

   

.

Preto pre tento prípad .

Teraz môžeme porovnať celkový výkon (), spotrebované elektromotormi s rôznymi schémami.

• pri hviezdnom zapojení je celkový výkon ;
• pri zapojení do trojuholníka je celkový výkon .

Po zapnutí „hviezdou“ teda elektromotor vyvinie výkon trikrát nižší ako pri zapojení do trojuholníka. Vedie to aj k ďalším pozitívnym dôsledkom:

• štartovacie prúdy sú znížené;
• chod motora a štartovanie sú plynulejšie;
• elektromotor dobre zvláda krátkodobé preťaženia;
• tepelný režim asynchrónneho motora sa stáva šetrnejším.

Odvrátenou stranou mince je, že hviezdicový motor nedokáže vyvinúť maximálny výkon. V niektorých prípadoch nemusí krútiaci moment stačiť ani na roztočenie rotora.

Spôsoby prepínania okruhov hviezda-trojuholník

Konštrukcia väčšiny elektromotorov umožňuje prepínanie z jednej schémy zapojenia do druhej.Na tento účel sú na svorke zobrazené začiatky a konce vinutí, takže jednoduchou zmenou polohy prekrytí je možné vytvoriť „trojuholník“ z „hviezdy“ a naopak.

Sám majiteľ elektromotora si môže vybrať, čo potrebuje – jemný rozbeh s malými rozbehovými prúdmi a plynulým chodom alebo najväčší výkon vyvinutý motorom. Ak potrebujete oboje, môžete spínať automaticky pomocou výkonných stýkačov.

Po stlačení štartovacieho tlačidla SB2 sa elektromotor zapne podľa schémy "hviezda". Stykač KM3 je vytiahnutý nahor, jeho kontakty uzatvárajú výstupy vinutia motora na jednej strane. Opačné závery sú pripojené k sieti, každý k svojej vlastnej fáze cez kontakty KM1. Keď je tento stykač zapnutý, na vinutia sa aplikuje trojfázové napätie a rotor elektromotora je poháňaný. Po určitom čase nastavenom na relé KT1 sa cievka KM3 prepne, odpojí sa od napätia, zapne sa stýkač KM2, čím sa vinutia prepnú do „trojuholníka“.

K prepínaniu dochádza po nabratí rýchlosti motora. Tento moment je možné ovládať snímačom rýchlosti, no v praxi je všetko jednoduchšie. Prepínanie je riadené časové relé - po 5-7 sekundách sa má za to, že štartovacie procesy sú ukončené a motor môžete zapnúť v režime maximálneho výkonu. Tento moment sa neoplatí odkladať, pretože dlhotrvajúca prevádzka s prekročením prípustného zaťaženia pre „hviezdu“ môže viesť k poruche elektrického pohonu.

Pri implementácii tohto režimu pamätajte na nasledovné:

1. Rozbehový moment motora s hviezdicovým vinutím je výrazne nižší ako hodnota tejto charakteristiky elektromotora s trojuholníkovým zapojením, takže štartovanie elektromotora s ťažkými štartovacími podmienkami týmto spôsobom nie je vždy možné. Len to nepríde do rotácie. Takéto prípady zahŕňajú elektricky poháňané čerpadlá pracujúce s protitlakom atď. Podobné problémy sa riešia pomocou motorov s fázovým rotorom, ktoré plynulo zvyšujú budiaci prúd pri štarte. Hviezdicový štart sa úspešne používa pri práci s odstredivými čerpadlami pracujúcimi na uzavretom ventile, v prípade zaťaženia ventilátora na hriadeli motora atď.
2. Vinutia motora musia odolať sieťovému napätiu siete. Je dôležité nezamieňať motory D/Y 220/380 volt (zvyčajne asynchrónne motory s nízkym výkonom do 4 kW) a motory D/Y 380/660 voltov (zvyčajne 4 kW a viac). Sieť 660 voltov sa prakticky nikde nepoužíva, ale na spínanie hviezda-trojuholník možno použiť iba elektromotory s týmto menovitým napätím. Pohon 220/380 v trojfázovej sieti je zapnutý iba "hviezdou". Nedajú sa použiť v schéme spínania.
3. Medzi vypnutím stýkača „hviezda“ a zapnutím „trojuholníkového“ stýkača musí byť dodržaná pauza, aby sa predišlo prekrytiu. Ale nie je možné ho zvýšiť nad mieru, aby sa zabránilo zastaveniu elektromotora. Pri vytváraní obvodu sami, možno ho budete musieť vybrať experimentálne.

Používa sa aj spätný spínač. Má zmysel, ak výkonný motor dočasne beží s malým zaťažením.Zároveň je jeho účinník nízky, pretože aktívny príkon je určený úrovňou zaťaženia elektromotora. Reaktívna je na druhej strane určená hlavne indukčnosťou vinutí, ktorá nezávisí od zaťaženia hriadeľa. Ak chcete zlepšiť pomer spotrebovaného aktívneho a jalového výkonu, môžete prepnúť vinutia do obvodu "hviezda". Toto je možné vykonať aj manuálne alebo automaticky.

Spínací obvod môže byť zostavený na diskrétnych prvkoch - časové relé, stýkače (štartéry) atď. Vyrábajú sa aj hotové technické riešenia, ktoré kombinujú automatický spínací obvod v jednom kryte. Na výstupné svorky je potrebné iba pripojiť elektromotor a napájanie z trojfázovej siete. Takéto zariadenia môžu mať rôzne názvy, napríklad „spúšťacie časové relé“ atď.

Zapnutie vinutia motora podľa rôznych schém má svoje výhody a nevýhody. Základom kompetentnej prevádzky je znalosť všetkých pre a proti. Potom motor vydrží dlho a prinesie maximálny účinok.

Podobné články: