Stjärna och delta i en elmotor: anslutningsprincip och skillnader

Teori

Som redan nämnts är stjärn- och deltakopplingsscheman karakteristiska inte bara för en elektrisk motor, men även för transformatorlindningar, värmeelement (till exempel elpanna värmeelement) och annat ladda.

För att förstå varför dessa kretsar för att ansluta element i en trefaskrets kallas så, måste de modifieras något.

I en "stjärna" är lasten för var och en av faserna sammankopplad av en av terminalerna, detta kallas neutralpunkten. I "triangeln" är var och en av lastterminalerna anslutna till motsatta faser.

Allt som sägs i artikeln nedan är sant för trefas asynkron och synkronmaskiner.

Låt oss överväga denna fråga med hjälp av exemplet att ansluta lindningarna till en trefastransformator eller en trefasmotor (i detta sammanhang spelar det ingen roll).

I denna figur är skillnaderna mer märkbara, i "stjärnan" är början av lindningarna anslutna till fasledarna och ändarna är anslutna tillsammans, i de flesta fall, är den neutrala ledningen från matningsgeneratorn ansluten till samma belastningspunkt eller transformator.

Punkten markerar början av lindningarna.

Det vill säga i "triangeln" är slutet av föregående lindning och början av nästa anslutna, och matningsfasen är ansluten till denna punkt. Om du blandar ihop slutet och början kommer den anslutna maskinen inte att fungera.

Vad är skillnaden

Om vi ​​pratar om att ansluta enfaskonsumenter kommer vi kort att analysera med exemplet med tre elektriska värmare, sedan i "stjärnan", om en av dem brinner ut, kommer de återstående två att fortsätta att fungera. Om två av de tre brinner ut kommer ingen av dem att fungera alls, eftersom de är kopplade i par till nätspänning.

I triangelkretsen, även om 2 värmeelement är utbrända, kommer det tredje att fortsätta att fungera. Det finns ingen neutral tråd i den, det finns helt enkelt ingenstans att ansluta den. Och i "stjärnan" är den ansluten till en neutralpunkt, och den behövs för att utjämna fasströmmarna och deras symmetri i vid olika belastningar i faser (till exempel i en av grenarna är 1 värmeelement anslutet och i resten 2 parallell).

Men om, med en sådan anslutning (med olika belastningar i faser), noll brinner ut, kommer spänningarna inte att vara desamma (där belastningen kommer att sjunka mer och där den blir mindre, kommer den att öka). Vi skrev mer om detta i artikeln om fasobalans.

Man bör komma ihåg att det är omöjligt att ansluta vanliga enfasiga enheter (220V) mellan faserna, vid 380V. Antingen måste enheterna vara konstruerade för en sådan strömförsörjning, eller så måste nätverket vara med U-linjär 220V (som i kraftnät med isolerad neutral vissa specifika föremål, till exempel fartyg).

Men med ansluta en trefasmotor, noll är ofta inte kopplat till stjärnans mittpunkt, eftersom detta är en symmetrisk belastning.

Effekt-, ström- och spänningsformler

Till att börja med finns det två olika spänningar i stjärnkretsen - linjär (mellan linjära eller fasledningar) och fas (mellan fas och noll). Ulinear är 1,73 (roten av 3) gånger större än Uphase. I detta fall är de linjära och fasströmmarna lika.

Ul = 1,73 * Uph

Il = Iph

Det är linje- och fasspänning korrelera så att med en linjär spänning på 380V är fasen lika med 220V.

I "triangeln" är Ulinear och Uphase lika, och strömmarna skiljer sig med 1,73 gånger.

Uл = Uф

Il = 1,73 * If

Kraft i båda fallen anses de enligt samma formler:

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

När du ansluter samma belastning till samma Uphase och Ulinear kommer effekten på de anslutna enheterna att skilja sig 3 gånger.

Låt oss säga att det finns en motor som fungerar på ett 380 / 220V trefasnät, och dess lindningar är utformade för att anslutas via en "stjärna" till ett elektriskt nätverk med U-linjär vid 660V. Sedan, när den är ansluten till "triangeln", bör matningen U-linjär vara 1,73 gånger mindre, det vill säga 380V, vilket är lämpligt för anslutning till vårt nätverk.

Här är beräkningarna för att visa vilka skillnader för motorn kommer att vara när du byter lindningarna från en krets till en annan.

Antag att statorströmmen när den är ansluten till en triangel i ett 380V-nätverk var 5A, då är dess totala effekt lika med:

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

Växla elmotorn till en "stjärna" och effekten kommer att minska 3 gånger, eftersom spänningen på varje lindningen minskade med 1,73 gånger (det var 380 per lindning, och nu är det 220), och strömmen är också 1,73 gånger: 1,73*1,73=3. Detta innebär att vi, med hänsyn tagen till de reducerade värdena, kommer att beräkna den totala effekten.

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

Som ni ser har strömmen sjunkit 3 gånger!

Men vad händer om det finns en annan elmotor och den fungerade i en "stjärna" i ett 380V-nätverk och en statorström på samma 5A respektive lindningarna designade för att kopplas till en "triangel" för 220V (3 faser), men av någon anledning kopplades de exakt i en "triangel" och kopplades till 380V?

I det här fallet kommer effekten att öka 3 gånger, eftersom spänningen på lindningen tvärtom nu har ökat med 1,73 gånger och strömmen med samma mängd.

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

Motoreffekten har blivit mer än den nominella under dessa tre gånger. Det betyder att det helt enkelt kommer att brinna ut!

Därför är det nödvändigt att ansluta elmotorn enligt lindningsanslutningsschemat som motsvarar deras märkspänning.

Övning - hur man väljer ett schema för ett specifikt fall

Oftast arbetar elektriker med ett 380 / 220V-nätverk, så låt oss överväga hur man ansluter, med en stjärna eller en triangel, en elmotor till ett sådant trefaskraftnätverk.

I de flesta elmotorer kan anslutningsschemat för lindningarna ändras, för detta finns det sex terminaler i Brno, De är arrangerade på ett sådant sätt att med hjälp av en minsta uppsättning byglar var det möjligt att montera den krets du behöver. Med enkla ord: terminalen i början av den första lindningen ligger ovanför slutet av den tredje, början av den andra, ovanför slutet av den första, början av den tredje ovanför slutet av den andra.

Du kan se hur du kan skilja mellan de två alternativen för att ansluta en elmotor i figuren nedan.

Låt oss prata om vilket system vi ska välja. Anslutningsschemat för elmotorns spolar har ingen speciell effekt på motorns driftläge, förutsatt att de nominella parametrarna för motorn i försörjningsnätet är konsekventa. För att göra detta tittar vi på namnskylten och bestämmer vilka spänningar din elektriska maskin är speciellt konstruerad för.

Typiskt är märkningen:

A/Y 220/380

Det står för detta:

Om linje-till-linje-spänningen är 220, samla lindningarna i en triangel, och om 380 - i en stjärna.

För att helt enkelt svara på frågan "Hur ansluter man lindningarna vid motorn?" vi gjorde en tabell för att välja ett anslutningsschema för dig:

Stjärn-trekantomkoppling för mjukstart

Vid start av motorn observeras höga startströmmar. Därför, för att minska startströmmarna för asynkronmotorer, används en startkrets med omkoppling av lindningarna från stjärna till delta. I det här fallet, som nämnts ovan, måste elmotorn vara konstruerad för anslutning till "triangeln" och arbeta under ditt nätverks U-linjära.

Således, i våra trefasiga elnät (380 / 220V), för sådana fall, används motorer med nominell "380/660" volt, för "Δ / Y", respektive.

Vid start slås lindningarna på som en "stjärna" vid en reducerad spänning på 380V (i förhållande till de nominella 660V), motorn börjar ta upp varvtal och vid ett visst ögonblick tid (vanligtvis med en timer, i komplicerade versioner - genom en signal från ström- och hastighetssensorerna) växlar lindningarna till en "triangel" och fungerar redan vid deras nominella 380 volt.

Illustrationen ovan beskriver denna metod för att starta motorerna, men en vippbrytare visas som ett exempel, i praktiken använder de två extra kontaktorer (KM2 och KM3), även om det är mer komplicerat än den vanliga kretsen för att ansluta en elektrisk motor, men det är inte det nackdel. Men hon har flera fördelar:

• Mindre belastning på elnätet från inkopplingsströmmar.
• Följaktligen blir det mindre spänningsfall och sannolikheten för att associerad utrustning stoppas minskar.
• Mjukstart av motorn.

Det finns två huvudsakliga nackdelar med denna lösning:

1. Det är nödvändigt att dra två 3-ledarkablar från kontaktorplatsen direkt till motorklämmorna.
2. Startmomentet sjunker.

Slutsats

Som sådan finns det inga skillnader i prestanda när du ansluter samma elmotor i en stjärn- eller deltakrets (den brinner helt enkelt ut om du gör fel val). Dessutom finns det inga fördelar och nackdelar med något av systemen. Vissa författare citerar som ett argument att strömmen i "stjärnan" är mindre. Men med samma effekt av två olika motorer, varav en är utformad för anslutning i "stjärnan", och den andra i "triangeln" till nätverket, till exempel 380V - kommer strömmen att vara densamma. Och en och samma motor kan inte kopplas "slumpmässigt" och "det är inte klart för vad", eftersom det helt enkelt kommer att brinna ut. Det viktigaste är att välja det alternativ som motsvarar spänningen i försörjningsnätet.

Vi hoppas att du nu har blivit mer tydlig med vad stjärn- och triangelschemat ligger i elmotor, vad är skillnaden i att ansluta var och en av metoderna och hur man väljer en krets för en specifik fall. Vi hoppas att informationen var användbar och intressant för dig!

Relaterat material:

• Vad är skillnaden mellan växelström och likström
• Vad är fas, noll och jordning för?
• Anslutningsscheman för en trefas elmätare