Steaua și delta într-un motor electric: principiu de conectare și diferențe

Teorie

După cum sa menționat deja, schemele de conectare în stea și triunghi sunt caracteristice nu numai unui motor electric, dar și pentru înfășurările transformatorului, elemente de încălzire (de exemplu, elemente de încălzire a cazanului electric) și altele sarcină.

Pentru a înțelege de ce aceste circuite pentru conectarea elementelor unui circuit trifazat sunt numite astfel, trebuie să fie ușor modificate.

Într-o „stea”, sarcina fiecăreia dintre faze este interconectată de unul dintre terminale, acesta fiind numit punctul neutru. În „triunghi”, fiecare dintre terminalele de sarcină este conectată la faze opuse.

Tot ce se spune în articolul de mai jos este valabil pentru trei faze asincron și mașini sincrone.

Să luăm în considerare această problemă folosind exemplul de conectare a înfășurărilor unui transformator trifazat sau a unui motor trifazat (în acest context, nu contează).

În această figură, diferențele sunt mai vizibile, în „stea” începutul înfășurărilor este conectat la conductorii de fază, iar capetele sunt conectate împreună, în cele mai multe cazuri, firul neutru de la generatorul de alimentare este conectat la același punct de sarcină sau transformator.

Punctul marchează începutul înfășurărilor.

Adică, în „triunghi” sfârșitul înfășurării anterioare și începutul următoarei sunt conectate, iar faza de alimentare este conectată în acest punct. Dacă confundați sfârșitul și începutul, mașina conectată nu va funcționa.

Care este diferența

Dacă vorbim despre conectarea consumatorilor monofazați, vom analiza pe scurt folosind exemplul a trei încălzitoare electrice, apoi în „stea”, dacă unul dintre ei se arde, restul de două vor continua să funcționeze. Dacă două dintre cele trei se ard, niciunul nu va funcționa deloc, deoarece sunt conectate în perechi la tensiunea de linie.

În circuitul triunghiular, chiar dacă 2 elemente de încălzire sunt arse, al treilea va continua să funcționeze. Nu există un fir neutru în el, pur și simplu nu există unde să îl conectați. Și în „stea” este conectat la un punct neutru și este necesar pentru a egaliza curenții de fază și simetria lor în în cazul sarcinilor diferite în faze (de exemplu, într-una dintre ramuri este conectat 1 element de încălzire, iar în rest 2 paralel).

Dar dacă, cu o astfel de conexiune (cu sarcini diferite în faze), zero ars, atunci tensiunile nu vor fi aceleași (unde sarcina va scădea mai mult și unde va fi mai mică, va crește). Am scris mai multe despre asta în articolul despre dezechilibru de fază.

Trebuie avut în vedere faptul că este imposibil să conectați dispozitive obișnuite monofazate (220V) între faze, la 380V. Fie dispozitivele trebuie să fie proiectate pentru o astfel de sursă de alimentare, fie rețeaua trebuie să fie cu U-liniar 220V (ca în rețelele de alimentare cu neutru izolat unele obiecte specifice, de exemplu, nave).

Dar cu conectarea unui motor trifazat, zero nu este adesea conectat la punctul de mijloc al stelei, deoarece aceasta este o sarcină simetrică.

Formule de putere, curent și tensiune

Pentru început, există două tensiuni diferite în circuitul stea - liniare (între firele liniare sau de fază) și fază (între fază și zero). Ulinear este de 1,73 (rădăcina de 3) ori mai mare decât Uphase. În acest caz, curenții liniari și de fază sunt egali.

Ul = 1,73 * Uph

Il = Iph

Acesta este tensiunea de linie și fază corelați astfel încât la o tensiune liniară de 380V, faza să fie egală cu 220V.

În „triunghi” Ulinear și Uphase sunt egale, iar curenții diferă de 1,73 ori.

Uл = Uф

Il = 1,73 * Dacă

Putere în ambele cazuri, acestea sunt considerate după aceleași formule:

• plin S = 3 * Sph = 3 * (Ul / √3) * I = √3 * Ul * I;
• activ P = √3 * Ul * I * cos φ;
• reactiv Q = √3 * Ul * I * sin φ.

Când conectați aceeași sarcină la același Uphase și Ulinear, puterea dispozitivelor conectate va diferi de 3 ori.

Să presupunem că există un motor care funcționează pe o rețea trifazată de 380 / 220V, iar înfășurările sale sunt proiectate pentru a fi conectate printr-o „stea” la o rețea electrică cu U-liniar la 660V. Apoi, atunci când este conectat la „triunghi”, alimentarea U-liniară ar trebui să fie de 1,73 ori mai mică, adică 380V, ceea ce este potrivit pentru conectarea la rețeaua noastră.

Iată calculele pentru a arăta ce diferențe vor fi pentru motor la comutarea înfășurărilor de la un circuit la altul.

Să presupunem că curentul statorului atunci când este conectat la un triunghi într-o rețea de 380 V a fost de 5 A, atunci puterea sa totală este egală cu:

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

Comutați motorul electric la o „stea” și puterea va scădea de 3 ori, deoarece tensiunea pe fiecare înfășurarea a scăzut de 1,73 ori (a fost de 380 pe înfășurare, iar acum este de 220), iar curentul este, de asemenea, de 1,73 ori: 1,73*1,73=3. Aceasta înseamnă că, ținând cont de valorile reduse, vom calcula puterea totală.

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

După cum puteți vedea, puterea a scăzut de 3 ori!

Dar ce se va întâmpla dacă există un alt motor electric și a funcționat într-o „stea” într-o rețea de 380V și, respectiv, un curent statoric de același 5A și înfășurările concepute pentru conectarea la un „triunghi” pentru 220V (3 faze), dar din anumite motive au fost conectate exact într-un „triunghi” și conectate la 380V?

În acest caz, puterea va crește de 3 ori, deoarece tensiunea de pe înfășurare, dimpotrivă, a crescut acum de 1,73 ori și curentul cu aceeași cantitate.

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

Puterea motorului a devenit mai mare decât cea nominală în aceleași 3 ori. Înseamnă că pur și simplu se va arde!

Prin urmare, este necesar să conectați motorul electric conform schemei de conectare a înfășurării care corespunde tensiunii lor nominale.

Practică - cum să alegeți o schemă pentru un caz specific

Cel mai adesea, electricienii lucrează cu o rețea de 380 / 220V, așa că să luăm în considerare modul de conectare, cu o stea sau un triunghi, un motor electric la o astfel de rețea de alimentare trifazată.

În majoritatea motoarelor electrice, schema de conectare a înfășurărilor poate fi schimbată, pentru aceasta există șase terminale în Brno, sunt dispuse in asa fel incat cu ajutorul unui set minim de jumperi a fost posibila montarea circuitului de care aveti nevoie. Cu cuvinte simple: terminalul de la începutul primei înfășurări este situat deasupra sfârșitului celei de-a treia, începutul celui de-al doilea, deasupra sfârșitului primei, începutul celui de-al treilea deasupra sfârșitului celui de-al doilea.

Puteți vedea cum să distingeți între cele două opțiuni pentru conectarea unui motor electric în figura de mai jos.

Să vorbim despre ce schemă să alegem. Schema de conectare a bobinelor motorului electric nu are un efect deosebit asupra modului de funcționare al motorului, cu condiția ca parametrii nominali ai motorului rețelei de alimentare să corespundă parametrilor nominali ai motorului. Pentru a face acest lucru, ne uităm la plăcuța de identificare și determinăm pentru ce tensiuni este proiectată special mașina dvs. electrică.

De obicei, marcajul este:

A/Y 220/380

Reprezintă asta:

Dacă tensiunea de la linie la linie este 220, colectați înfășurările într-un triunghi, iar dacă 380 - într-o stea.

Pentru a răspunde pur și simplu la întrebarea „Cum se conectează înfășurările la motor?” am realizat un tabel pentru alegerea unei scheme de conectare pentru dvs.:

Comutare stea-triunghi pentru pornire soft

La pornirea motorului se observă curenți mari de pornire. Prin urmare, pentru a reduce curenții de pornire ai motoarelor asincrone, se utilizează un circuit de pornire cu comutarea înfășurărilor de la stea la triunghi. În acest caz, așa cum sa menționat mai sus, motorul electric trebuie să fie proiectat pentru conectarea la „triunghi” și să funcționeze sub U-liniarul rețelei dumneavoastră.

Astfel, în rețelele noastre electrice trifazate (380 / 220V), pentru astfel de cazuri se folosesc motoare cu „380/660” Volți nominali, respectiv pentru „Δ / Y”.

La pornire, înfășurările sunt pornite ca „stea” la o tensiune joasă de 380V (față de 660V nominal), motorul începe să ia viteză și la un moment dat timp (de obicei printr-un cronometru, în versiunile complicate - printr-un semnal de la senzorii de curent și rpm) înfășurările trec într-un „triunghi” și funcționează deja la 380 nominal volți.

Ilustrația de mai sus descrie această metodă de pornire a motoarelor, dar un comutator basculant este prezentat ca exemplu, în practică se utilizează doi contactori suplimentari (KM2 și KM3), deși este mai complicat decât circuitul obișnuit pentru conectarea unui motor electric, dar acesta nu este dezavantaj. Dar are o serie de avantaje:

• Mai puțină sarcină pe rețea din cauza curenților de aprindere.
• În consecință, există mai puține căderi de tensiune și probabilitatea de a opri echipamentul aferent scade.
• Pornire uşoară a motorului.

Există două dezavantaje principale ale acestei soluții:

1. Este necesar să așezați două cabluri cu 3 fire de la locația contactorului direct la bornele motorului.
2. Cuplul de pornire scade.

Concluzie

Ca atare, nu există diferențe de performanță atunci când conectați același motor electric într-o schemă stea sau triunghi (se va arde pur și simplu dacă faceți o alegere greșită). De asemenea, nu există avantaje și dezavantaje ale niciuna dintre scheme. Unii autori citează ca argument că curentul în „stea” este mai mic. Dar cu aceeași putere a două motoare diferite, dintre care unul este proiectat pentru conectarea în „stea”, iar al doilea în „triunghi” la rețea, de exemplu, 380V - curentul va fi același. Și unul și același motor nu poate fi comutat „la întâmplare” și „nu este clar pentru ce”, deoarece pur și simplu se va arde. Principalul lucru este să alegeți opțiunea care corespunde tensiunii rețelei de alimentare.

Sperăm că acum ați devenit mai clar ce reprezintă o diagramă stea și triunghi în motor electric, care este diferența în conectarea fiecăreia dintre metode și cum să alegeți un circuit pentru un anumit caz. Sperăm că informațiile oferite au fost utile și interesante pentru tine!

Materiale conexe:

• Care este diferența dintre curentul alternativ și curentul continuu
• Pentru ce sunt faza, zero și împământarea?
• Scheme de conectare pentru un contor electric trifazat