Stjerne og trekant i en elektrisk motor: forbindelsesprincip og forskelle

Teori

Som allerede nævnt er stjerne- og deltaforbindelsesskemaer ikke kun karakteristiske for en elektrisk motor, men også til transformerviklinger, varmelegemer (for eksempel el-kedelvarmelegemer) og andet belastning.

For at forstå, hvorfor disse kredsløb til at forbinde elementer i et trefaset kredsløb kaldes det, skal de ændres lidt.

I en "stjerne" er belastningen af ​​hver af faserne forbundet med en af ​​terminalerne, dette kaldes neutralpunktet. I "trekanten" er hver af belastningsterminalerne forbundet til modsatte faser.

Alt sagt i artiklen nedenfor er sandt for trefaset asynkron og synkrone maskiner.

Lad os overveje dette problem ved at bruge eksemplet med at forbinde viklingerne på en trefaset transformer eller en trefaset motor (i denne sammenhæng er dette ligegyldigt).

I denne figur er forskellene mere mærkbare, i "stjernen" er begyndelsen af ​​viklingerne forbundet med faselederne, og enderne er forbundet sammen er i de fleste tilfælde den neutrale ledning fra forsyningsgeneratoren forbundet til samme belastningspunkt eller transformer.

Prikken markerer begyndelsen af ​​viklingerne.

Det vil sige, i "trekanten" er slutningen af ​​den forrige vikling og begyndelsen af ​​den næste forbundet, og forsyningsfasen er forbundet til dette punkt. Hvis du forveksler slutningen og begyndelsen, vil den tilsluttede maskine ikke fungere.

Hvad er forskellen

Hvis vi taler om tilslutning af enfasede forbrugere, vil vi kort analysere det ved hjælp af eksemplet med tre elektriske varmeapparater, så i "stjernen", hvis en af ​​dem brænder ud, vil de to andre fortsætte med at fungere. Hvis to af de tre brænder ud, vil ingen af ​​dem fungere overhovedet, da de er koblet parvis til netspændingen.

I trekantkredsløbet, selvom 2 varmeelementer er brændt ud, vil det tredje fortsætte med at fungere. Der er ingen neutral ledning i den, der er simpelthen ingen steder at forbinde den. Og i "stjernen" er den forbundet til et neutralt punkt, og det er nødvendigt for at udligne fasestrømmene og deres symmetri i i tilfælde af forskellige belastninger i faser (for eksempel i en af ​​grenene er 1 varmeelement tilsluttet, og i resten 2 parallel).

Men hvis der med en sådan forbindelse (med forskellige belastninger i faser) nul brænder ud, så vil spændingerne ikke være de samme (hvor belastningen falder mere, og hvor den er mindre, stiger den). Det skrev vi mere om i artiklen om fase ubalance.

Man skal huske på, at det er umuligt at tilslutte almindelige enfasede enheder (220V) mellem faser ved 380V. Enten skal enhederne være designet til en sådan strømforsyning, eller også skal netværket være med U-lineær 220V (som i strømnetværk med isoleret neutral nogle specifikke genstande, for eksempel skibe).

Men med tilslutning af en trefaset motor, er nul ofte ikke forbundet med stjernens midtpunkt, da dette er en symmetrisk belastning.

Formler for effekt, strøm og spænding

Til at begynde med er der to forskellige spændinger i stjernekredsløbet - lineær (mellem lineære eller faseledninger) og fase (mellem fase og nul). Ulineær er 1,73 (rod af 3) gange større end Ufase. I dette tilfælde er de lineære og fasestrømme ens.

Ul = 1,73 * Uph

Il = Iph

Det er linje- og fasespænding korrelere således, at med en lineær spænding på 380V er fasen lig med 220V.

I "trekanten" er Ulinear og Uphase ens, og strømmene adskiller sig med 1,73 gange.

Uл = Uф

Il = 1,73 * If

Strøm i begge tilfælde betragtes de efter de samme formler:

• fuld S = 3 * Sph = 3 * (Ul / √3) * I = √3 * Ul * I;
• aktiv P = √3 * Ul * I * cos φ;
• reaktiv Q = √3 * Ul * I * sin φ.

Når den samme belastning er forbundet til den samme Uphase og Ulinear, vil effekten af ​​de tilsluttede enheder afvige 3 gange.

Lad os sige, at der er en motor, der fungerer på et 380 / 220V trefaset netværk, og dens viklinger er designet til at blive forbundet via en "stjerne" til et elektrisk netværk med U-lineær ved 660V. Så, når den er tilsluttet "trekanten", skal forsyningen U-lineær være 1,73 gange mindre, det vil sige 380V, hvilket er egnet til at forbinde til vores netværk.

Her er beregningerne for at vise, hvilke forskelle for motoren vil være, når viklingerne skiftes fra et kredsløb til et andet.

Antag, at statorstrømmen, når den er tilsluttet en trekant i et 380V-netværk, var 5A, så er dens samlede effekt lig med:

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

Skift den elektriske motor til en "stjerne", og effekten vil falde 3 gange, da spændingen på hver viklingen faldt med 1,73 gange (det var 380 pr. vikling, og nu er det 220), og strømmen er også 1,73 gange: 1,73*1,73=3. Det betyder, at vi under hensyntagen til de reducerede værdier vil beregne den samlede effekt.

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

Som du kan se, er strømmen faldet 3 gange!

Men hvad vil der ske, hvis der er en anden elektrisk motor, og den fungerede i en "stjerne" i henholdsvis et 380V-netværk og en statorstrøm på samme 5A og viklingerne designet til tilslutning til en "trekant" til 220V (3 faser), men af ​​en eller anden grund var de forbundet nøjagtigt i en "trekant" og tilsluttet til 380V?

I dette tilfælde vil strømmen stige 3 gange, da spændingen på viklingen tværtimod nu er steget med 1,73 gange og strømmen med samme mængde.

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

Motorkraften er blevet mere end den nominelle i disse samme 3 gange. Det betyder, at det simpelthen vil brænde ud!

Derfor er det nødvendigt at forbinde den elektriske motor i henhold til viklingsforbindelsesskemaet, der svarer til deres nominelle spænding.

Praksis - hvordan vælger man en ordning til en konkret sag

Oftest arbejder elektrikere med et 380 / 220V-netværk, så lad os overveje, hvordan man forbinder, med en stjerne eller en trekant, en elektrisk motor til et sådant trefaset strømnetværk.

I de fleste elektriske motorer kan forbindelsesdiagrammet for viklingerne ændres, for dette er der seks terminaler i Brno, de er arrangeret på en sådan måde, at det ved hjælp af et minimum sæt jumpere var muligt at samle det kredsløb, du har brug for. Med enkle ord: terminalen i begyndelsen af ​​den første vikling er placeret over slutningen af ​​den tredje, begyndelsen af ​​den anden, over slutningen af ​​den første, begyndelsen af ​​den tredje over slutningen af ​​den anden.

Du kan se, hvordan du skelner mellem de to muligheder for tilslutning af en elmotor i figuren nedenfor.

Lad os tale om, hvilken ordning vi skal vælge. Tilslutningsdiagrammet for de elektriske motorspoler har ikke en særlig effekt på motorens driftstilstand, forudsat at de nominelle parametre for motoren i forsyningsnettet svarer til motorens nominelle parametre. For at gøre dette ser vi på typeskiltet og bestemmer hvilke spændinger din elektriske maskine er specielt designet til.

Typisk er mærkningen:

Δ/Y 220/380

Det står for dette:

Hvis linje-til-linje-spændingen er 220, skal du samle viklingerne i en trekant, og hvis 380 - i en stjerne.

For blot at besvare spørgsmålet "Hvordan tilsluttes viklingerne til motoren?" vi har lavet en tabel til valg af tilslutningsskema til dig:

Stjerne-trekantskifte for blød start

Ved start af motoren observeres høje startstrømme. Derfor, for at reducere startstrømmene af asynkronmotorer, bruges et startkredsløb med omskiftning af viklingerne fra stjerne til delta. I dette tilfælde, som nævnt ovenfor, skal den elektriske motor være designet til tilslutning til "trekanten" og arbejde under dit netværks U-lineære.

I vores trefasede strømnet (380 / 220V) bruges der således motorer med nominel "380/660" volt til henholdsvis "Δ / Y".

Ved opstart tændes viklingerne som en "stjerne" ved en lav spænding på 380V (i forhold til de nominelle 660V), motoren begynder at tage fart og på et bestemt tidspunkt tid (normalt med en timer, i komplicerede versioner - ved et signal fra strøm- og omdrejningssensorerne) skifter viklingerne til en "trekant" og arbejder allerede ved deres nominelle 380 volt.

Illustrationen ovenfor beskriver en sådan metode til at starte motorer, men en vippekontakt er vist som et eksempel, i praksis bruger de to ekstra kontaktorer (KM2 og KM3), selvom det er mere kompliceret end det sædvanlige kredsløb til tilslutning af en elektrisk motor, men det er det ikke ulempe. Men hun har en række fordele:

• Mindre belastning på nettet fra startstrømme.
• Følgelig er der færre spændingsfald, og sandsynligheden for at stoppe relateret udstyr falder.
• Blød start af motoren.

Der er to væsentlige ulemper ved denne løsning:

1. Det er nødvendigt at lægge to 3-lederkabler fra kontaktorstedet direkte til motorklemmerne.
2. Startmomentet falder.

Konklusion

Som sådan er der ingen forskelle i ydeevne, når du tilslutter den samme elektriske motor i et stjerne- eller deltaskema (det vil simpelthen brænde ud, hvis du vælger det forkerte). Der er heller ingen fordele og ulemper ved nogen af ​​ordningerne. Nogle forfattere nævner som et argument, at strømmen i "stjernen" er mindre. Men med den samme effekt af to forskellige motorer, hvoraf den ene er designet til forbindelse i "stjernen", og den anden i "trekanten" til netværket, for eksempel 380V - vil strømmen være den samme. Og en og samme motor kan ikke skiftes "tilfældigt" og "det er ikke klart for hvad", da det simpelthen vil brænde ud. Det vigtigste er at vælge den mulighed, der svarer til forsyningsnettets spænding.

Vi håber, at du nu er blevet mere klar over, hvad der udgør et stjerne- og trekantdiagram i elektrisk motor, hvad er forskellen ved at forbinde hver af metoderne, og hvordan man vælger et kredsløb til en bestemt sag. Vi håber, at oplysningerne var nyttige og interessante for dig!

Relaterede materialer:

• Hvad er forskellen mellem vekselstrøm og jævnstrøm
• Hvad er fase, nul og jording til?
• Tilslutningsdiagrammer for en trefaset elmåler