Zvaigzne un trīsstūris elektromotorā: savienojuma princips un atšķirības

Teorija

Kā jau minēts, zvaigžņu un trīsstūra savienojuma shēmas ir raksturīgas ne tikai elektromotoram, bet arī transformatoru tinumiem, sildelementiem (piemēram, elektrisko katlu sildelementiem) un citiem slodze.

Lai saprastu, kāpēc šīs trīsfāzu ķēdes elementu savienošanas shēmas tiek sauktas tā, tās ir nedaudz jāmaina.

"Zvaigznē" katras fāzes slodze ir savstarpēji savienota ar vienu no spailēm, to sauc par neitrālu punktu. "Trīsstūrī" katrs no slodzes spailēm ir savienots ar pretējām fāzēm.

Viss, kas teikts zemāk esošajā rakstā, attiecas uz trīs fāzēm asinhrons un sinhronās mašīnas.

Apsvērsim šo jautājumu, izmantojot trīsfāzu transformatora vai trīsfāzu motora tinumu savienošanas piemēru (šajā kontekstā tam nav nozīmes).

Šajā attēlā atšķirības ir pamanāmākas, "zvaigznē" tinumu sākums ir savienots ar fāzes vadītājiem, un gali ir savienoti kopā vairumā gadījumu neitrālais vads no barošanas ģeneratora ir savienots ar vienu un to pašu slodzes punktu vai transformators.

Punkts iezīmē tinumu sākumu.

Tas ir, "trīsstūrī" ir savienots iepriekšējā tinuma beigas un nākamā sākums, un barošanas fāze ir savienota ar šo punktu. Ja sajaucat beigas un sākumu, pievienotā iekārta nedarbosies.

Kāda ir atšķirība

Ja mēs runājam par vienfāzes patērētāju pieslēgšanu, mēs īsi analizēsim, izmantojot trīs elektrisko sildītāju piemēru, tad "zvaigznē", ja viens no tiem izdegs, pārējie divi turpinās darboties. Ja divi no trim izdeg, neviens no tiem nedarbosies vispār, jo tie ir savienoti pa pāriem ar līnijas spriegumu.

Trijstūra ķēdē, pat ja 2 sildelementi ir izdeguši, trešais turpinās darboties. Tajā nav neitrāla vada, vienkārši nav kur to savienot. Un "zvaigznē" tas ir savienots ar neitrālu punktu, un tas ir nepieciešams, lai izlīdzinātu fāzes strāvas un to simetriju dažādu slodžu gadījumā fāzēs (piemēram, vienā no atzariem pievienots 1 sildelements, bet pārējās 2 paralēli).

Bet, ja ar šādu savienojumu (ar dažādām slodzēm fāzēs) izdegs nulle, tad spriegumi nebūs vienādi (kur slodze samazināsies vairāk, un kur tā būs mazāka, tā palielināsies). Mēs par to vairāk rakstījām rakstā par fāzes nelīdzsvarotība.

Jāpatur prātā, ka nav iespējams savienot parastās vienfāzes ierīces (220 V) starp fāzēm pie 380 V. Vai nu ierīcēm jābūt konstruētām šādam barošanas avotam, vai arī tīklam jābūt ar U-lineāro 220V (kā elektrotīklos ar izolēts neitrāls daži konkrēti objekti, piemēram, kuģi).

Bet, ar trīsfāzu motora pievienošana, nulle bieži nav savienota ar zvaigznes viduspunktu, jo tā ir simetriska slodze.

Jaudas, strāvas un sprieguma formulas

Vispirms zvaigznes ķēdē ir divi dažādi spriegumi - lineārais (starp lineārajiem vai fāzes vadiem) un fāze (starp fāzi un nulli). Ulinear ir 1,73 (3 sakne) reizes lielāks nekā Uphase. Šajā gadījumā lineārās un fāzes strāvas ir vienādas.

Ul = 1,73 * Uph

Il = Iph

Tas ir līnijas un fāzes spriegums korelē tā, lai ar lineāro spriegumu 380 V fāze būtu vienāda ar 220 V.

"Trīsstūrī" Ulinear un Uphase ir vienādi, un strāvas atšķiras 1,73 reizes.

Uл = Uф

Il = 1,73 * Ja

Jauda abos gadījumos tos aplūko pēc vienām un tām pašām formulām:

• pilns S = 3 * Sph = 3 * (Ul / √3) * I = √3 * Ul * I;
• aktīvais P = √3 * Ul * I * cos φ;
• reaktīvs Q = √3 * Ul * I * sin φ.

Pievienojot vienu un to pašu slodzi vienam un tam pašam Uphase un Ulinear, pievienoto ierīču jauda atšķirsies 3 reizes.

Pieņemsim, ka ir motors, kas darbojas 380 / 220 V trīsfāzu tīklā, un tā tinumi ir paredzēti savienošanai caur "zvaigzni" ar elektrisko tīklu ar U-lineāru pie 660 V. Tad, pieslēdzoties "trijstūrim", U-lineārajam barošanas spriegumam jābūt 1,73 reizes mazākam, tas ir, 380 V, kas ir piemērots savienojumam ar mūsu tīklu.

Šeit ir aprēķini, lai parādītu, kādas atšķirības būs motoram, pārslēdzot tinumus no vienas ķēdes uz otru.

Pieņemsim, ka statora strāva, savienojot ar trīsstūri 380 V tīklā, bija 5 A, tad tā kopējā jauda ir vienāda ar:

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

Ieslēdziet motoru "zvaigzne" un jauda samazinās 3 reizes, jo spriegums uz katru tinums samazinājās par 1,73 reizes (tas bija 380 uz vienu tinumu, un tagad tas ir 220), un strāva ir arī 1,73 reizes: 1,73*1,73=3. Tas nozīmē, ka, ņemot vērā samazinātās vērtības, mēs aprēķināsim kopējo jaudu.

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

Kā redzat, jauda ir kritusies 3 reizes!

Bet kas notiks, ja būs vēl viens elektromotors un tas strādāja "zvaigznē" 380 V tīklā un attiecīgi 5A statora strāva un tinumi paredzēti savienošanai ar "trijstūri" 220V (3 fāzes), bet kaut kādu iemeslu dēļ tie tika savienoti tieši "trijstūrī" un savienoti ar 380V?

Šajā gadījumā jauda palielināsies 3 reizes, jo spriegums uz tinuma, gluži pretēji, tagad ir palielinājies par 1,73 reizes un strāva par tādu pašu daudzumu.

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

Motora jauda šajās pašās 3 reizes ir kļuvusi lielāka par nominālo. Tas nozīmē, ka tas vienkārši izdegs!

Tāpēc ir nepieciešams pieslēgt elektromotoru tinumu savienojuma shēmai, kas atbilst to nominālajam spriegumam.

Prakse – kā izvēlēties shēmu konkrētam gadījumam

Visbiežāk elektriķi strādā ar 380/220V tīklu, tāpēc padomāsim, kā ar zvaigznīti vai trīsstūri pieslēgt elektromotoru šādam trīsfāžu elektrotīklam.

Lielākajā daļā elektromotoru var mainīt tinumu savienojuma shēmu šim Brno ir seši spailes, tie ir sakārtoti tā, lai ar minimāla džemperu komplekta palīdzību būtu iespējams salikt nepieciešamo ķēdi. Vienkāršiem vārdiem sakot: pirmā tinuma sākuma terminālis atrodas virs trešā beigām, otrā sākuma, virs pirmā beigām, trešā sākums virs otrā beigām.

Tālāk esošajā attēlā varat redzēt, kā atšķirt divas elektromotora pievienošanas iespējas.

Parunāsim par to, kuru shēmu izvēlēties. Elektromotora spoļu pieslēguma shēmai nav īpašas ietekmes uz dzinēja darbības režīmu, ja barošanas tīkla motora nominālie parametri atbilst motora nominālajiem parametriem. Lai to izdarītu, mēs skatāmies uz datu plāksnīti un nosakām, kādiem spriegumiem jūsu elektriskā iekārta ir īpaši paredzēta.

Parasti marķējums ir šāds:

Δ / Y 220/380

Tas apzīmē šo:

Kad saskarnes spriegums ir vienāds ar 220 - savāc tinumu trīsstūrī, un, ja 380 - zvaigzne.

Lai vienkārši atbildētu uz jautājumu "Kā pieslēgt tinumus pie motora?" mēs izveidojām tabulu savienojuma shēmas izvēlei jums:

Zvaigznes-delta pārslēgšana mīkstai palaišanai

Iedarbinot motoru, tiek novērotas lielas palaišanas strāvas. Tāpēc, lai samazinātu asinhrono motoru palaišanas strāvas, tiek izmantota palaišanas ķēde ar tinumu pārslēgšanu no zvaigznes uz trīsstūri. Šajā gadījumā, kā minēts iepriekš, elektromotoram jābūt paredzētam savienojumam ar "trijstūri" un jādarbojas zem jūsu tīkla U-lineāra.

Tādējādi mūsu trīsfāzu elektrotīklos (380 / 220 V) šādos gadījumos tiek izmantoti motori ar nominālo "380/660" voltu, attiecīgi "Δ / Y".

Iedarbināšanas laikā tinumi tiek ieslēgti kā "zvaigzne" pie zema sprieguma 380V (attiecībā pret nominālo 660V), dzinējs sāk uzņemt apgriezienus un noteiktā brīdī laikā (parasti ar taimeri, sarežģītās versijās - ar signālu no strāvas un apgriezienu sensoriem) tinumi pārslēdzas "trijstūrī" un strādā jau pie nominālajiem 380 volti.

Iepriekš redzamajā ilustrācijā ir aprakstīta šī motoru iedarbināšanas metode, bet kā piemērs ir parādīts pārslēgšanas slēdzis, ko praksē izmanto divi papildu kontaktori (KM2 un KM3), lai gan tas ir sarežģītāks nekā parastā elektromotora pievienošanas shēma, bet tas tā nav trūkums. Bet viņai ir vairākas priekšrocības:

• Mazāka slodze uz tīklu no ieslēgšanas strāvām.
• Attiecīgi ir mazāk sprieguma kritumu un samazinās ar to saistīto iekārtu apturēšanas iespējamība.
• Mīksta dzinēja iedarbināšana.

Šim risinājumam ir divi galvenie trūkumi:

1. Ir nepieciešams novietot divus 3 dzīslu kabeļus no kontaktora atrašanās vietas tieši uz motora spailēm.
2. Starta griezes moments samazinās.

Secinājums

Tādējādi, pievienojot vienu un to pašu elektromotoru zvaigznītes vai trīsstūra shēmā, veiktspēja neatšķiras (tas vienkārši izdegs, ja izdarīsiet nepareizu izvēli). Tāpat nevienai no shēmām nav priekšrocību un trūkumu. Daži autori kā argumentu min to, ka strāva "zvaigznē" ir mazāka. Bet ar tādu pašu jaudu diviem dažādiem motoriem, no kuriem viens ir paredzēts savienošanai ar "zvaigzni", bet otrs - "trijstūrī" ar tīklu, piemēram, 380 V - strāva būs vienāda. Un vienu un to pašu dzinēju nevar pārslēgt "nejauši" un "nav skaidrs priekš kam", jo tas vienkārši izdegs. Galvenais ir izvēlēties iespēju, kas atbilst barošanas tīkla spriegumam.

Mēs ceram, ka tagad esat kļuvis skaidrāks par to, kas ir zvaigznes un trīsstūra diagramma elektromotors, kāda ir atšķirība, savienojot katru no metodēm un kā izvēlēties ķēdi konkrētai lietu. Mēs ceram, ka sniegtā informācija jums bija noderīga un interesanta!

Saistītie materiāli:

• Kāda ir atšķirība starp maiņstrāvu un līdzstrāvu
• Kam paredzēta fāze, nulle un zemējums?
• Trīsfāzu elektriskā skaitītāja pieslēguma shēmas