Содержание
Снижение пусковых токов электродвигателя, схема звезда-треугольник
Подключение электродвигателя по схеме звезда-треугольник предполагает его запуск со статорными обмотками, соединенными звездой с последующим переключением их по достижении частоты вращении ротора близкой к номинальной на соединение треугольником (см. Схемы соединения обмоток электродвигателя). Это относительно недорогой и довольно распространенный способ подключения электродвигателей (как правило, большой мощности), используемый для снижения их пусковых токов.
Известно, что при соединении статорных обмоток электродвигателя треугольником, он работает на свою полную паспортную мощность, что примерно в 1,5 раз больше. чем при соединении звездой. Тем не менее, стоит заметить, что это соединение характеризуется довольно высокими значениями пусковых токов. Соединение обмоток звездой позволяет существенно (в 3 раза) снизить эти токи, обеспечить более мягкую работу электродвигателя и щадящий режим его эксплуатации.
Однако, такое уменьшение пусковых пусковых токов, достигаемое уменьшением фазного напряжения, приводит, соответственно и к уменьшению пускового момента двигателя в 3 раза, что, в свою очередь ограничивает использование схемы звезда как способа для запуска электродвигателей под механической нагрузкой на его валу.
Схема подключения электродвигателя. Схема управления
Подключение оперативного напряжения осуществляется через контакт реле времени К1 с заданными значениями срабатывания и контакт К2 в цепи катушки контактора К3.
Включение контактора К3 приводит к размыканию его контакта К3, находящегося в цепи катушки контактора К2 во избежание его ошибочного включения и замыкается контакт К3 в цепи катушки магнитного пускателя К1, который совмещен с контактами реле времени.
Включение контактора К1 вызывает замыкание контакта К1 в цепи катушки контактора К1 с одновременным включением реле времени, которое размыкает свой контакт в цепи катушки контактора К3, замыкается контакт К1 в цепи катушки контактора К2.
Отключение контактора К3 вызывает замыкание его контакта К3 в цепи катушки контактора К2. Таким образом, на катушку К2 подается питающее напряжение, происходит включение этого контактора, вызывающее размыкание контакта К2, находящегося в цепи контактора К3, блокируя его от ошибочного включения.
Схема подключения электродвигателя. Силовая часть
Из схемы видно, что срабатыванием контактора К1 подается питание на начала обмоток U1, V1 и W1 электродвигателя М. Концы обмоток U2, V2 и W2 оказываются соединенными в результате срабатывания контактора К3. Таким образом, обмотки электродвигателя получаются соединенными по схеме – звезда.
Сработавшее совмещённое с пускателем К1 через определенный промежуток реле времени разрывает цепь катушки контактора К3, срабатывает контактор К2 и через его силовые контакты подается напряжение на концы обмоток двигателя U2, V2 и W2, образуя схему подключения – треугольник.
Подключение трехфазного двигателя звездой и треугольником
В зависимости от напряжения питания, трехфазный асинхронный электродвигатель может быть подключен по двум стандартным схемам – звезда и треугольник.
Схема соединения обмоток и номинальное напряжение всегда указывается на шильде двигателя.
Например, если на шильде указано напряжение 220/380В и схема подключения ∆/Y, это говорит о том, что на 220В двигатель подключается треугольником, а на 380В – звездой.
Статор электродвигателя имеет три независимых обмотки, начало, и конец которых выведены в клеммную коробку. Стандартное обозначение первой обмотки — U1 и U2, второй — V1 и V2 и третьей — W1 и W2.
В некоторых случаях подключение может быть выполнено только по схеме звезда, в этом случае в клеммную коробку (борно) двигателя будет выведено только три вывода обмотки статора.
Подключение звездой
Для соединения звездой необходимо с помощью перемычек соединить между собой выводы W2, U2 и V2. Питание подаем на оставшиеся три клеммы U1, V1 и W1.
При таком подключении концы обмоток соединяются в одной общей точке, а на начала обмоток подаётся трехфазное напряжение.
Подключение треугольником
Для того, чтобы подключить двигатель по схеме треугольник, нам необходимо соединить между собой выводы U1 — W2, V1 — U2 и W1 — V2, как показано на рисунке ниже.
При такой схеме подключения обмотки статора соединяются последовательно таким образом, что конец одной обмотки соединяется с началом следующей и так далее.
Представление на электрической схеме будет соответствовать следующему изображению.
Отличия между соединениями типа «звезда» и «треугольник».
При подключении двигателя звездой пусковой ток будет меньше чем при подключении треугольником, но при этом и мощность двигателя будет меньше, чем заявленная паспортная.
Линейный ток будет равен фазному току Iл = Iф, а линейное напряжение в √ 3 раз будет превышать фазное напряжение Uл = 1,73*Uф.
В схеме треугольник все происходит наоборот — двигатель работает на полную паспортную мощность, но при этом для данного типа подключения характерны высокие пусковые токи.
Линейный ток в √3 раза превышает фазный ток Iл=1,73*Iф, а линейное напряжение будет равно фазному Uл=Uф.
Формула для расчета мощности для обоих типов подключений будет одинаковая:
Полная мощность (S) = 3*Sф = 3*(Uл/√3)*I = √3*Uл*I
Активная мощность (P) = √3*Uл*I*cos φ
Реактивная (Q) = √3*Uл*I*sin φ
Схема переключения звезда — треугольник
Для того, чтобы уменьшить пусковой ток, характерный при подключении двигателя треугольником, но сохранить при этом полную мощность, на практике довольно часто применяется схема переключения со звезды на треугольник.
При таком способе подключения, начальный запуск двигателя происходит по схеме звезда, а после того, как двигатель разгоняется и набирает обороты, происходит переключение на треугольник. Обычно такая схема используется для двигателей большой мощности, где пусковые токи особенно высоки, что может привести к просадке напряжения в сети.
Такая схема подходит только для электродвигателей, у которых обмотки рассчитаны на напряжение сети 380/660В.
Также необходимо учитывать, что схема применима только для двигателей с легким режимом пуска, например, центробежные насосы, вентиляторы, станки, так как в начальный момент запуска звездой до момента переключения на треугольник крутящий момент сопротивления рабочей машины, независимо от скорости вращения, должен оставаться меньшим, чем крутящий момент электродвигателя, собранного в звезду.
Схема подключения
В данной схеме применяются:
- Автомат защиты двигателя Q1
- Контакторы K1-K3 с доп.
контактами - Реле времени K4
- Предохранитель F1
- Стоповая кнопка S1
- Пусковая кнопка S2
- Электродвигатель M1
контактамиПринцип работы схемы
При нажатии кнопки S2 ток поступает на катушку контактора K1, замыкаются силовые контакты K1 и нормально разомкнутый контакт K1.1, который реализует самоподхват пусковой кнопки. Также подается питание на катушку реле времени K4, после чего замыкается контактор K3. Происходит запуск двигателя по схеме «звезда».
По истечении заданного времени контакт K4.1 разомкнется, обесточив катушку контактора K3, а контакт K4.2 после заданной выдержки времени замкнется, таким образом, питание придет на катушку контактора K2 и произойдет переключение на «треугольник».
Контакты K2.2 и K3.2 служат для электрической блокировки, то есть для защиты от одновременного включения контакторов K2 и K3.
Схема конечно упрощенная, здесь не хватает как минимум светосигнальных индикаторов, механической блокировки для контакторов K2 и K3, да и вместо обычного реле выдержки времени чаще применяется специализированные реле пуска звезда-треугольник, но общий смысл работы она отражает.
Хотя такие схемы применяются до сих пор, чаще для ограничения пусковых токов используется более современные решения – устройства плавного пуска, либо, если необходимо регулирование скорости — частотные преобразователи.
Разница между соединениями «звезда» и «треугольник»
В основном мы используем термины «звезда» и «треугольник» в электрических системах при обсуждении трехфазных цепей переменного тока и электродвигателей. Ниже приведена таблица, в которой сравниваются соединения «звезда» и «треугольник», которая показывает точную разницу между соединениями «звезда» (Y) и «треугольник» (Δ) .
Соединение звездой:
Соединение звездой «Y» получается путем соединения одинаковых концов витков либо «начальным», либо конечным. Другие концы присоединяются к линейным проводам. Общая точка называется нейтральной или звездной точкой. Эта трехфазная 4-проводная система используется в распределительных сетях, трансформаторах и небольших бытовых и жилых помещениях.
Соединение треугольником
Соединение треугольником или Сетчатое соединение «Δ» получается путем соединения начального конца первого витка с конечным концом второго витка и т. д. (для всех трех витков), которые формируются как замкнутый контур или сетчатый контур. Эта трехфазная трехпроводная система используется для передачи электроэнергии, трансформаторов и крупномасштабных промышленных и коммерческих приложений.
В обеих системах напряжение между двумя фазами (фаза-линия) называется линейным напряжением, а напряжение между фазой и нейтралью (фаза-нейтраль) называется фазным напряжением. Напряжение между любой линией (или фазой) и нейтралью является однофазным, а напряжение между всеми тремя линиями (или фазами) известно как трехфазное напряжение. Имейте в виду, что мощность в обеих системах всегда одинакова и одинакова, поскольку это игра с разными уровнями напряжения и тока, используемая только в разных системах в зависимости от требований.
- Связанный пост: Преобразование звезды в дельту и дельты в звезду. Преобразование Y-Δ
В следующей таблице лучше представлены различия и сравнение соединений типа «звезда» и «треугольник».
| Соединение «звезда» (Y) | Соединение треугольником (Δ) |
| В STAR Connection начальные или конечные концы (аналогичные концы) трех катушек соединены вместе, образуя нейтральную точку в форме буквы «Y». Общий провод выведен из нейтральной точки, которая известна как нейтральный провод. | В DELTA Connection противоположные концы трех катушек соединены вместе, что образует форму греческого алфавита «Δ». Другими словами, конец каждой катушки соединяется с точкой начала другой катушки, а общие соединения образуют три фазных провода. |
Есть Нейтральная или Звездная точка . | Нет нейтральной точки в соединении треугольником. |
| Четыре проводника в соединении звездой (3 фазных провода + 1 нейтральный провод). | В соединении треугольником есть три проводника (3-фазные провода, например, все фазы). |
| Трехфазная четырехпроводная система получена от Star Connections ( 3-фазная, 4-проводная система ). 3-фазная 3-проводная система также возможна при соединении звездой, поскольку нейтраль не является обязательной, если в ней нет необходимости. | Трехфазная трехпроводная система получена от Delta Connections ( 3-фазная, 3-проводная система ). т. е. 3-фазная, 4-проводная система невозможна при соединении треугольником из-за отсутствия нейтрального провода. |
Линейный ток равен фазному току. то есть
| Линейный ток в √3 раза больше фазного тока. то есть
|
Линейное напряжение в √3 раза больше фазного напряжения. то есть
| Линейное напряжение равно фазному напряжению. то есть
|
В Star Connection общую мощность, подаваемую тремя фазами, можно найти по формуле:
| В Delta Connection общую мощность трех фаз можно найти по формуле:
|
Скорость двигателей, соединенных звездой, ниже, поскольку они получают напряжение 1/√3. | Скорости двигателей, соединенных треугольником, высоки, потому что на каждую фазу приходится общее линейное напряжение. |
| При соединении звездой можно добиться плавного пуска и работы с номинальной мощностью и нормальной работы без перегрева. | При соединении треугольником двигатель получает максимальную выходную мощность. |
| В режиме «звезда» фазное напряжение составляет 1/√3 линейного напряжения. Следовательно, ему требуется небольшое количество витков, что позволяет экономить медь. | При соединении треугольником фазное напряжение равно линейному напряжению, поэтому требуется больше витков, что увеличивает общую стоимость. |
| Требуется слабая изоляция, так как фазное напряжение ниже, чем у Delta. | Требуется дополнительная изоляция, так как фазное напряжение = линейное напряжение. |
Соединение звездой предпочтительнее для передачи и распределения на большие расстояния, поскольку оно требует низкой изоляции и имеет нейтраль, которая помогает сбалансировать цепь. | предпочтительнее для передачи и распределения на короткие расстояния, поскольку оно требует большей изоляции и имеет проблемы с несимметричными токами. |
| Два различных уровня напряжения могут быть достигнуты с помощью соединения звездой, т. е. однофазного и трехфазного питания. (3 фазы и фаза + N). | При соединении треугольником, например трехфазное питание по трем фазным проводникам. |
| Соединение звездой предпочтительно используется в домашних условиях для однофазного питания (линия или фаза + нейтраль = 230 В переменного тока — IEC) и трехфазного питания (три фазы = 400 В переменного тока — IEC). Но дело обстоит иначе и сложно в США – NEC). | обычно используется в промышленных и коммерческих приложениях для трехфазного питания (три фазы = 400 В переменного тока — IEC). Эта роль неприменима в США — NEC, поскольку они предлагают разные уровни напряжения в зависимости от системных требований). |
| Соединение звездой обычно используется для устройств, которым требуется меньший пусковой ток, например, для электродвигателей. приложения с небольшой нагрузкой. | обычно используется для приложений с высоким пусковым моментом, например. большие электродвигатели в промышленности и т. д. |
| Star Connection — это обычная и общая система, которая используется как для однофазной, так и для трехфазной передачи и распределения электроэнергии. | Delta Connection — типичная система, обычно используемая в распределительных сетях и системах, а также в промышленности. |
Для справки можно загрузить следующую таблицу в формате изображения для последующего использования, в которой показаны различия между конфигурациями «звезда» и «треугольник».
Нажмите на изображение, чтобы увеличить
Похожие сообщения:
- Соединение треугольником (Δ): 3-фазная мощность, напряжение и значения тока
- Соединение звездой (Y): значения трехфазной мощности, напряжения и тока
- Значения трехфазного тока в трехфазной системе
- Осветительные нагрузки, соединенные по схеме «звезда» и «треугольник»
- Метод запуска стартера со звездой-треугольником без таймера
- Соединения трансформаторов с открытым треугольником
- Как подключить 240 В, 208 В и 120 В, 1- и 3-фазную, главную панель треугольника с высокой ногой?
Показать полную статью
Связанные статьи
Кнопка «Вернуться к началу»
Соединение звездой и треугольником – объяснение
Соединение звездой и треугольником – объяснение
https://www.
theelectricalguy.in/wp-content/uploads/2020/06/Star-Delta-1024×576.jpg
1024
576
Гаурав Дж.
Гаурав Дж.
https://secure.gravatar.com/avatar/87a2d2e0182faacb2e003da0504ad293?s=96&d=mm&r=g
Соединение по схеме «звезда-звезда» и «треугольник» — это два разных метода подключения трехфазной системы. В этом видео мы подробно узнаем следующее.
1. Соединение звездой
2. Соединение треугольником
3. Соотношение напряжения и тока в обоих соединениях
4. И где эти соединения используются.
Итак, если вы хотите узнать подробности, вам нужно посмотреть видео.
Рекомендуем прочитать перед тем, как двигаться дальше в этом руководстве
1-фазное и 3-фазное питание
Соединение звездой
Соединение, показанное на рисунке выше, является одним из способов подключения 3-фазного генератора к нагрузке.
Как видите, для этого соединения требуется 6 проводов. Показанная на этом рисунке трехфазная цепь электрически независима. Но если вы внимательно посмотрите на изображение, вы обнаружите, что мы можем объединить три обратных проводника вместе, чтобы сформировать один обратный проводник. В результате мы сэкономили на двух проводниках, так как количество проводников уменьшено с 6 до 4.
Теперь этот общий обратный проводник называется Нейтральный проводник . Он несет сумму трех токов Ia + Ib + Ic. Сначала многие люди подумают, что проводник, необходимый для нейтрали, должен быть в 3 раза больше, чем остальные три проводника. Но, как известно, токи трех фаз сдвинуты по фазе на 120 град друг от друга. И если мы нарисуем форму волны для этих токов, она будет выглядеть так.
Теперь, если вы внимательно посмотрите на схему, вы обнаружите, что сумма обратных токов в каждом случае равна нулю. Например, в показанный выше момент времени, соответствующий 240 градусам, Ic = Imax и Ib = Ia = -0,5 Imax.
Итак, если мы добавим эти обратные токи, мы получим сумму =0, и это верно для каждого экземпляра.
Ia + Ib + Ic = (-0,5Imax – 0,5Imax) + Imax
Ia + Ib + Ic = – Imax + Imax = 0
Таким образом, мы можем удалить нейтральный проводник, не влияя на напряжение или ток в цепи . Итак, мы сократили количество проводников с 6, которое было на начальном этапе, до 3. Экономия на стоимости проводников 50%! Однако для этого нагрузка, показанная на схеме, должна быть одинаковой. Если нагрузка неодинакова, то удаление нулевого провода может привести к неодинаковым напряжениям на нагрузках. Таким образом, в идеальной ситуации или в ситуации, когда нагрузки равны, ток, протекающий через нейтральный проводник, равен нулю. И это также очень часто используемый вопрос на технических собеседованиях. Нейтраль проводит ток или нет? И теперь у вас есть ответ.
В условиях, когда нагрузки не равны, необходимо обеспечить нейтраль. Возможно, вы слышали, как люди говорят, что 3,5-жильный кабель — это нейтральный проводник.
Схема, показанная на рисунке, называется 3-фазной 3-проводной системой. Говорят, что генератор и нагрузка соединены звездой, так как она напоминает букву Y или некоторые люди также называют ее ЗВЕЗДОЙ.
Соединение звездой
Рисунок, показанный выше, называется 3-фазной 4-проводной системой. Нейтральный проводник может быть такого же размера или может быть немного меньше, чем другие проводники. 3-фазная 4-проводная система широко используется для питания коммерческих и промышленных потребителей.
Напряжение и ток в пусковом соединении
Теперь, когда мы говорим о трехфазной системе, соединенной звездой, мы должны знать об этих двух понятиях.
- Линейное напряжение
- Линейное напряжение.
Напряжение между A и N называется напряжением линии к нейтрали. Точно так же напряжение между A и B называется линейным напряжением. Соотношение между этими напряжениями, а также ток меняется в зависимости от типа соединения. Таким образом, важно понимать эти отношения для различных соединений.
Ток в системе, соединенной звездой
В случае соединения звездой, ток между линией и нейтралью равен току между линиями.
Напряжение в системе, соединенной звездой
Но в случае напряжения все иначе. Рассмотрим описанную выше 3-фазную 4-проводную систему, соединенную звездой. Если вы примените закон напряжения Кирхгофа к приведенной выше схеме, вы обнаружите, что напряжение между фазами умножается на напряжение между фазами и нейтралью.
Напряжение, которое мы получаем в нашем доме, является напряжением линии к нейтрали, т.е. 230 вольт (в Индии).
Соединение треугольником
Другой способ соединения трехфазной системы называется соединением треугольником. Соединение названо так потому, что напоминает греческую букву дельта.
Напряжение и ток при соединении треугольником
Давайте посмотрим на соотношение напряжения и тока при соединении треугольником.
Напряжение в соединении треугольником
Теперь в случае соединения треугольником напряжение на каждом соединении такое же, как напряжение в сети.
Ток в соединении треугольником
Но, в случае тока, ток через каждый элемент отличается от тока в линии. Если вы примените закон Кирхгофа и немного подсчитаете, вы обнаружите, что ток в линии в 3 раза больше, чем ток в каждой ветви системы, соединенной треугольником.
Применение соединения «звезда-треугольник»
Как правило, соединение «звезда» используется там, где требуется нейтраль и два отдельных напряжения, как в нашей распределительной системе.
Соединение треугольником обычно предпочтительнее, когда нейтральный проводник не нужен, например, для передачи электроэнергии высокого напряжения. Кроме того, соединение треугольником предпочтительно, когда необходимо контролировать 3-ю гармонику.
Соединения по схеме «звезда» и «треугольник» почти везде используются, когда речь идет о трехфазной системе.
Обычно вы найдете трехфазный трансформатор, соединенный в различных комбинациях по схеме «звезда» и «треугольник».
Например,
- Звезда – трансформатор, соединенный звездой, обычно используется в качестве автотрансформатора.
- Трансформатор, соединенный треугольником, обычно используется для передачи высокого напряжения.
- Трансформатор, соединенный звездой, обычно используется в качестве распределительного трансформатора.
Мощность, передаваемая по схеме «звезда» и «треугольник».
Теперь, когда мы изучили соединение «звезда-треугольник», может возникнуть вопрос, мощность, передаваемая соединением «звезда», и мощность, передаваемая соединением «треугольник», одинакова или отличается? Итак, давайте это выясним.
Сначала рассмотрим обмотку, соединенную звездой. Полная мощность, передаваемая по одной фазе, определяется выражением .
Это мощность, передаваемая одной фазой. Чтобы рассчитать мощность, передаваемую по трем фазам, мы можем умножить это уравнение на 3.
Аналогично, полная мощность, передаваемая по одной фазе при соединении треугольником, определяется как.