Содержание
виды подключения, особенности и отличия — ABC IMPORT
Содержание статьи:
- Подключение двигателя
- Описание подключений
- Отличия схем подключения
- Комбинированные подключения
- Осуществление задержки времени
- Рассмотрение способа переключения
- Недостатки схемы
- Заключение
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
Вам будет интересно:Как почистить барабан стиральной машины от грязи: рецепты, средства, полезные советы
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:
Вам будет интересно:Как пользоваться тепловизором: инструкция. Устройство и принцип работы тепловизора
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:
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.
Источник
Как подключить двигатель по схеме звезда-треугольник
Одним из весомых недостатков мощных асинхронных электродвигателей является их «тяжелый» пуск, который сопровождается огромными начальными токами в этот момент. В результате чего в сети появляется большой скачек напряжения. Такие «провалы» могут негативно сказаться на работу электроники или других электроагрегатов работающих на этой же линии.
Для плавного пуска используют схему включения «звезда-треугольник». При которой в начале запуска двигатель включается звездой, а когда вал мотора раскрутиться до рабочих оборотов электроника переключит его в схему треугольником.
Я покажу как собрать пусковой и управляющий блок, который будет не только управлять запуском и остановкой двигателя, но и при пуске будет менять схемы его включения.
Понадобится
Для подключения нам понадобятся:
- 3 пускателя, для управления силовой частью;
- приставка с выдержкой времени — реле времени регулируемое;
- 2 приставки с нормально открытыми и замкнутыми контактами;
- кнопки «Пуск» и «Стоп»;
- 3 лампочки, для наглядного вида работы пускателя;
- автоматический выключатель однополюсной.
Схема
Подключение проводится по заранее нарисованной схеме.
На схеме представлена силовая часть и цепи управления.
В силовую часть входят:
- вводной автоматический выключатель;
- 3 мощных пускателя, управляющие силовой цепью включения «звезда-треугольник»;
- электродвигатель.
При включении по схеме «звезда» работают первый и третий пускатели, при включении по схеме «треугольник» работают первый и второй пускатели. В силу отсутствия возможности подключения к сети 380 В ограничимся визуальным рассмотрением работы системы без двигателей.
К цепям управления относятся:
- автоматический выключатель однополюсный;
- кнопки «Пуск» и «Стоп»;
- три катушки пускателя;
- нормально замкнутый контакт;
- нормально открытый контакт;
- контакты реле времени.
Собираем схему для демонстрации работы автоматической системы.
Параллельно катушкам пускателя подключены сигнальные лампы, чтобы вы наглядно увидели работу.
Проверка системы
Включаем автоматический выключатель, тем самым подаем питание на всю схему. Нажимаем кнопку «Пуск» для запуска электродвигателя. И у нас притянулись первый и третий пускатели, загорелись лампочки 1 и 3 – означающие, что двигатель включен по схеме «звезда».
Через некоторое время срабатывает таймер, притягиваются первый и второй пускатели, загорелись лампочки 1 и 2 – что значит двигатель подключен по схеме «треугольник».
Время на приставке можно регулировать от 100 миллисекунд до 40 секунд. в зависимости от того, как быстро двигатель набирает обороты.
Нажимаем кнопку «Стоп» и все останавливается.
При подключении двигателя надо учитывать подключение фаз мотора. В данном случае на начало обмотки приходит фаза А, на конец обмотки фаза B. На начало второй обмотки должна приходить фаза В, на конец – фаза С. На начало третьей обмотки должна приходить фаза С, на конец – фаза А.
Смотрите видео
Обязательно посмотрите видео, где более подробно и наглядно изложен процесс работы и подключения всей схемы.
Объяснение стартеров Star Delta — инженерное мышление
Стартеры Star Delta. В этом уроке мы собираемся обсудить, как работают пускатели звезда-треугольник для трехфазных асинхронных двигателей. Затем мы рассмотрим, почему и где они используются, и, наконец, математику, лежащую в основе их работы, чтобы помочь вам понять.
Прокрутите вниз, чтобы посмотреть обучающее видео на YouTube о том, как работают пускатели звезда-треугольник.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ:
Помните, что электричество опасно и может привести к летальному исходу, вы должны иметь квалификацию и компетентность для выполнения любых электромонтажных работ.
Ниже приведены два примера схем подключения пускателей по схеме «звезда-треугольник» от отраслевых поставщиков. К концу этого урока вы поймете, как они работают.
Всегда уточняйте у производителя, как и можно ли подключить двигатель к пускателю звезда-треугольник.
Схема подключения «звезда-треугольник» от SiemensStar Схема подключения «треугольник» от The Motor Control Warehouse
Я собираюсь использовать старую цветовую кодировку фаз красный желтый синий просто потому, что я думаю, что ее легче увидеть. Тем не менее, мы кратко рассмотрим другие цветовые коды позже в этой статье.
Трехфазные двигатели используются почти в каждом коммерческом и промышленном здании. Внутри трехфазного асинхронного двигателя у нас есть 3 отдельные катушки, которые используются для создания вращающегося магнитного поля. Когда мы пропускаем переменный ток через каждую катушку, каждая катушка будет создавать магнитное поле, интенсивность и полярность которого меняются по мере того, как электроны меняют направление.
через GIPHY
Если мы подключим каждую катушку к отдельной фазе, электроны
в каждой фазе будет менять направление между вперед и назад на разных
раз по сравнению с другими фазами, поэтому магнитное поле будет изменяться в
интенсивность и полярность в другое время по сравнению с другими фазами.
Затем мы поворачиваем катушки на 120 градусов относительно предыдущей, а затем объединяем их в статор двигателя для создания вращающегося магнитного поля. Это вращающееся магнитное поле заставит вращаться ротор, который мы используем для привода вентиляторов, насосов и т. д.
Сверху, а иногда и сбоку от двигателя у нас есть электрическая клеммная коробка. Внутри этой электрической коробки у нас есть 6 клемм. Каждому соответствует буква и номер U1, V1, W1 и W2, U2 V2.
У нас есть катушка фазы 1, подключенная к двум клеммам U, катушка фазы 2, подключенная к двум клеммам V, и катушка фазы 3, подключенная к двум клеммам W. Клеммы катушки расположены по-разному сверху вниз. Через мгновение мы увидим, почему мы это делаем.
Мы всегда подключаем сторону питания к клеммам U1, V1 и W1.
Чтобы двигатель заработал, нам нужно замкнуть цепь. Там
два способа сделать это.
Конфигурация «треугольник»
Первое — это соединение «треугольник». Для этого подключаем
через клеммы от U1 до W2, от V1 до U2 и от W1 до V2. Это даст нам
наша дельта-конфигурация.
Когда мы пропускаем ток через фазы, электричество течет из одной фазы в другую, поскольку направление мощности переменного тока в каждой фазе меняется на противоположное. Вот почему у нас есть клеммы в разных местах, потому что мы можем соединяться и позволять электричеству течь между фазами, когда электроны меняют направление в разное время.
Узнайте, как работает электричество здесь и узнайте, как работает трехфазное электричество здесь
Конфигурация «звезда»
Другой способ, которым мы можем соединить клеммы, это использовать конфигурацию «звезда». В этом методе мы соединяем W2, U2 и V2 только с одной стороны клемм двигателя. Это дает нам дизайн, эквивалентный звезде.
Когда мы пропускаем ток через катушки, электроны распределяются между фазами на клеммах.
Два способа, которые мы только что рассмотрели для настройки двигателя по схеме «звезда» или «треугольник», являются фиксированными методами. Чтобы изменить их, мы должны физически отключить питание, открыть клеммы двигателя и переставить их. Это нецелесообразно делать.
Как мы можем это автоматизировать?
Чтобы автоматизировать это, нам нужно использовать контакторы. Они бывают разных конструкций, но основная операция — это переключатель, который может активироваться, чтобы замыкать или размыкать цепь, чтобы контролировать поток электричества во всех трех фазах одновременно.
Берем наш главный контактор и подключаем трехфазное питание к одной стороне, а затем подключаем другую сторону к соответствующим клеммам в электрической коробке асинхронных двигателей.
Затем берем второй контактор, который будет использоваться для соединения треугольником, и подаем в него наши три фазы. Отсюда мы подключаем нашу фазу 1 к клемме V2, которая является катушкой фазы 2. Затем мы подключаем нашу фазу 2 к клемме W2, которая является катушкой фазы 3. Наконец, мы подключаем наш провод фазы 3 к клемме U2, которая является катушкой фазы 1.
Теперь берем другой контактор, который будет использоваться для нашей схемы звезды, и подключаем к нему наши три фазы. Сверху просто соединяем все три фазы вместе.
Запуск двигателя
Мы запускаем соединение звездой, и мы делаем это, активируя
клеммы главного контактора и контактора звезды так, чтобы они замыкали цепь.
через GIPHY
Теперь, когда мы пропускаем электричество через цепь, электричество проходит через каждую фазу и катушку, а затем выходит через клеммы двигателя и попадает в контактор звезды, где путь электронов разделяется. Это позволяет электронам втекать в другую фазу или выходить из нее при изменении их направления.
Это будет работать в течение нескольких секунд перед переключением на дельта. Для соединения треугольником мы отключаем контактор звезды, а затем замыкаем соединение треугольником.
через GIPHY
Теперь у нас есть электричество, втекающее и разделяющееся в направлении. Он впадает как в главный контактор, так и в контактор треугольника. Электричество на пути главного контактора будет течь в катушки двигателей, а электричество, которое прошло по пути контактора треугольника, будет течь на противоположную сторону клемм двигателя и в другую фазу. Каждый будет течь между различными фазами, поскольку они меняют направление.
Элементы управления
Для управления переключением контакторов со звезды на треугольник мы
просто используйте таймер, чтобы контролировать это. Он автоматически изменит
настройка завершается через определенное время. Кроме того, более продвинутый
версия будет контролировать усилители или скорость двигателя.
США
Если вы находитесь в США, вы можете найти эти цвета,
это для трехфазного питания 208 В, но цвета будут другими, если
с использованием трехфазного источника питания 480 В.
Европа
В Великобритании и ЕС вы найдете эти цвета, используемые для фаз. Хотя в Великобритании вы, вероятно, все еще столкнетесь со старыми установками, в которых используются красно-желто-синие цвета.
Австралия
Почему мы используем звезду-треугольник?
Мы используем схему «звезда-треугольник», которую в Северной Америке также называют звездой-треугольником, чтобы уменьшить пусковой ток при запуске двигателя. Когда большие асинхронные двигатели запускаются треугольником, их пусковой ток может быть более чем в 5 раз выше, чем ток полной нагрузки, который возникает, когда двигатель стабилизируется и работает нормально.
Этот огромный скачок тока может вызвать множество проблем.
Электрическая система зданий будет поражена этим внезапным большим спросом.
электрическая инфраструктура будет быстро нагреваться, что приведет к
отказ компонентов и даже электрические возгорания. Внезапный спрос также вызывает
падение напряжения во всей системе электроснабжения здания, которое мы можем визуально
см., потому что свет погаснет, это может вызвать много проблем для таких вещей, как
как компьютеры и серверы.
Таким образом, чтобы уменьшить пусковой ток, нам просто нужно уменьшить пусковое напряжение.
Конфигурация «звезда» снизит напряжение катушки примерно до 58 % по сравнению с конфигурацией «треугольник». Более низкое напряжение приведет к более низкому току. Ток в катушке в конфигурации звезды будет около ~ 33% от конфигурации треугольника. Это также приведет к снижению крутящего момента, крутящий момент звездообразной конфигурации также составит около 33% по сравнению с треугольником.
Простой пример того, что происходит внутри
Допустим, у нас есть двигатель, соединенный треугольником с типичным
Европейское напряжение питания 400В.
Это означает, что когда мы используем мультиметр для измерения напряжения между любыми двумя фазами, мы получим показание 400 В. Мы называем это нашим линейным напряжением.
Кстати, если у вас нет мультиметра, я настоятельно рекомендую вам приобрести его в свой набор инструментов, он необходим для поиска любых электрических неисправностей и поможет вам лучше понять электричество. Лично я использую вот этот счетчик .
Если мы измеряем на двух концах катушки, мы снова измеряем межфазное напряжение 400 В. Допустим, каждая катушка имеет сопротивление или импеданс, поскольку это мощность переменного тока, 20 Ом. Это означает, что мы получим показание тока на катушке 20 ампер. Мы можем рассчитать, что из 400 В / 20 Ом = 20 А. Но ток в линии будет другой, он будет 34,6А и мы получим что из 20А х кв3 = 34,6А
Если бы мы тогда смотрели на соединение звезды. У нас снова есть линейное напряжение 400 В, если мы измеряем между любыми двумя фазами. Но при соединении звездой все наши катушки встречаются в точке звезды или нейтральной точке. Мы можем провести нейтральную линию из этой точки. Итак, когда мы измеряем напряжение на концах катушки, мы получаем более низкое значение 230 В, потому что катушка не подключена напрямую между двумя фазами, как в версии треугольника. Один конец подключен к фазе, другой конец подключен к общей точке, поэтому напряжение является общим и будет меньше, потому что одна из фаз всегда обратная.
Мы можем увидеть значение 230 В, разделив 400 В на sqr3 = 230 В. Поскольку напряжение меньше, ток будет тоже. Если катушка снова имеет сопротивление или импеданс 20 Ом, то ток рассчитывается как 230 В / 20 Ом, что составляет 11,5 А. Ток в линии тоже будет 11,5А.
Таким образом, при соединении треугольником катушка подвергается полному
400В между двумя фазами. Но соединение звездой подвергается только воздействию 230 В.
между фазой и нейтралью. Итак, мы видим, что звезда использует меньшее напряжение
и, следовательно, менее актуален по сравнению с дельта-версией, поэтому мы используем
это первое.
Звезда-треугольник Стартер | Принцип работы, схема питания и управления
Введение в пускатель звезда-треугольник:
Пускатель звезда-треугольник широко используется для запуска трехфазного асинхронного двигателя. При пуске по схеме «звезда-треугольник» двигатель сначала подключается по схеме «звезда», а после достижения требуемой скорости двигатель подключается по схеме «треугольник».
Асинхронный двигатель с малым номиналом можно запустить с помощью прямого пуска (DOL). Двигатель с большим номиналом при запуске с помощью прямого пуска потребляет большой пусковой ток. Большой пусковой ток может привести к падению напряжения в системе, что может привести к нарушению питания в электрической сети. Для ограничения пускового тока Используется стартер звезда-треугольник .
Зачем нужен стартер для асинхронного двигателя?
Когда асинхронный двигатель запускается, он потребляет большой пусковой ток, потому что полное сопротивление ротора более реактивно при запуске двигателя. Проскальзывание двигателя при пуске равно единице.
Напряжение, индуцируемое ротором;
Er = s*Es* отношение оборотов ротора статора
Где,
Er = индуктивное напряжение ротора
s = скольжение
При пуске скольжение=1
Ток ротора (Ir) = Er/Zr
Где
Er и Zr — напряжение ротора и импеданс соответственно.
Полное сопротивление ротора Z2=√(Rr 2 + s*Xr 2 )
Реактивное сопротивление ротора (Xr) больше сопротивления ротора.
Xr= 2πsfs XL
При пуске скольжение двигателя равно единице, а частота индуктивного напряжения ротора равна частоте питания статора. Следовательно, реактивное сопротивление ротора больше при пуске двигателя. При запуске ротор потребляет большой индуктивный ток.
Кроме того, во время пуска коэффициент мощности двигателя очень низкий. В результате пусковой крутящий момент двигателя очень плохой. Когда двигатель разгоняется до своей базовой скорости, проскальзывания и напряжение ротора уменьшаются, а ток соответственно уменьшается.
Мы используем пускатель звезда-треугольник для ограничения пускового тока асинхронного двигателя.
Методы снижения пускового тока
- Снижение напряжения статора — пускатель звезда-треугольник
- Добавление внешнего сопротивления в цепь ротора- Только для двигателей с контактными кольцами
Теперь мы обсудим, как можно ограничить пусковой ток с помощью пускателя по схеме звезда-треугольник?
Что такое пускатель звезда-треугольник?
Обмотка статора двигателя выведена в клеммную коробку статора двигателя. Обмотка может быть соединена по схеме звезда или треугольник.
Когда двигатель запускается пускателем прямого пуска, обмотка настраивается в треугольнике. Шесть пар обмоток вводятся в панель пускателя для соединения обмотки по схеме «звезда» первоначально на определенное время, а после подключения двигателя по схеме «треугольник» с контакторной логикой звезда/треугольник.
Принцип работы пускателя звезда-треугольник
Сначала двигатель запускается путем соединения обмотки статора в звезду. Фазное напряжение в звездообразной конфигурации составляет 1/ √ 3 межфазного или линейного напряжения. Таким образом, напряжение, подаваемое на обмотку статора, составляет около 58 % напряжения сети. Пусковой ток статора уменьшается до 1/ √ 3 от тока полной нагрузки, когда двигатель запускается по конфигурации обмотки звезды.
Однако при уменьшении пускового тока также неблагоприятно влияет на мощность двигателя при пусковом крутящем моменте. Крутящий момент асинхронного двигателя пропорционален квадрату приложенного напряжения.
T= Скольжение* V 2 ———-(1)
При пуске скольжение=1
Tst= K* V 2 —————(2)
Tst= K* (1 /√3) 2
Tst= K*1/3 —————(3)
Способность двигателя по крутящему моменту становится равной 33 % от полного крутящего момента двигателя во время работы мотор в звездной конфигурации. Таким образом, пускатель звезда-треугольник может использоваться для пусковых нагрузок, требующих меньшего пускового момента.
Схема пускателя «звезда-треугольник»
Описание цепи пускателя «звезда-треугольник»:
При нажатии кнопки «Пуск» включается таймер K1T, который приводит в действие контактор «звезда» KM1, а затем главный контактор KM3. Двигатель запускается в конфигурации звезды. Двигатель работает по схеме «звезда» в течение времени, запрограммированного таймером K1T.