כוכב ודלתא במנוע חשמלי: עקרון חיבור והבדלים

תֵאוֹרִיָה

כפי שכבר הוזכר, סכימות חיבור כוכבים ודלתא אופייניות לא רק למנוע חשמלי, אלא גם עבור פיתולי שנאים, גופי חימום (לדוגמה, גופי חימום לדוד חשמלי) ואחרים לִטעוֹן.

כדי להבין מדוע מעגלים אלה לחיבור אלמנטים של מעגל תלת פאזי נקראים כך, יש לשנות אותם מעט.

ב"כוכב", העומס של כל אחד מהשלבים מחובר זה לזה על ידי אחד מהטרמינלים, זה נקרא הנקודה הנייטרלית. ב"משולש", כל אחד ממסופי העומס מחובר לשלבים מנוגדים.

כל מה שנאמר במאמר שלהלן נכון לתלת פאזי אסינכרוני ומכונות סינכרוניות.

הבה נשקול את הנושא הזה באמצעות הדוגמה של חיבור הפיתולים של שנאי תלת פאזי או מנוע תלת פאזי (בהקשר זה, זה לא משנה).

באיור זה ההבדלים בולטים יותר, ב"כוכב" תחילת הפיתולים מחוברים למוליכי הפאזה, והקצוות מחוברים יחד, ברוב המקרים, החוט הנייטרלי מגנרטור האספקה ​​מחובר לאותה נקודת עומס או שַׁנַאי.

הנקודה מסמנת את תחילת הפיתולים.

כלומר, ב"משולש" מתחברים קצה הפיתול הקודם ותחילת הבא, ושלב האספקה ​​מחובר לנקודה זו. אם תבלבלו בין הסוף להתחלה, המכשיר המחובר לא יעבוד.

מה ההבדל

אם נדבר על חיבור צרכנים חד פאזיים, ננתח בקצרה באמצעות הדוגמה של שלושה תנורי חימום חשמליים, ואז ב"כוכב", אם אחד מהם נשרף, השניים הנותרים ימשיכו לעבוד. אם שניים מהשלושה יישרפו, אף אחד מהם לא יעבוד כלל, מכיוון שהם מחוברים בזוגות למתח הקו.

במעגל המשולש, גם אם 2 גופי חימום נשרפו, השלישי ימשיך לעבוד. אין בו חוט נייטרלי, פשוט אין לאן לחבר אותו. וב"כוכב" הוא מחובר לנקודה ניטרלית, ויש צורך להשוות את זרמי הפאזה והסימטריה שלהם ב במקרה של עומסים שונים בשלבים (לדוגמה, באחד הענפים מחובר גוף חימום אחד, ובשאר 2 מַקְבִּיל).

אבל אם, עם חיבור כזה (עם עומסים שונים בשלבים), אפס נשרף, אז המתחים לא יהיו זהים (שם העומס ייפול יותר, ואיפה הוא יהיה פחות, הוא יגדל). כתבנו על כך יותר במאמר על חוסר איזון שלב.

יש לקחת בחשבון שאי אפשר לחבר מכשירים חד פאזיים רגילים (220V) בין פאזות, ב-380V. או שהמכשירים חייבים להיות מתוכננים עבור אספקת חשמל כזו, או שהרשת חייבת להיות עם U-לינארית 220V (כמו ברשתות חשמל עם ניטרלי מבודד כמה חפצים ספציפיים, למשל ספינות).

אבל עם חיבור מנוע תלת פאזי, אפס לרוב אינו מחובר לנקודת האמצע של הכוכב, מכיוון שמדובר בעומס סימטרי.

נוסחאות כוח, זרם ומתח

מלכתחילה, ישנם שני מתחים שונים במעגל הכוכבים - ליניארי (בין חוטי ליניארי או פאזה) ופאזה (בין פאזה לאפס). Ulinear גדול פי 1.73 (שורש של 3) מאשר Uphase. במקרה זה, הזרמים הליניאריים והפאזיים שווים.

Ul = 1.73 * Upph

Il = Iph

זה מתח קו ופאזה מתאם כך שעם מתח ליניארי של 380V, הפאזה שווה ל-220V.

ב"משולש" Ulinear ו- Uphase שווים, והזרמים נבדלים פי 1.73.

Uл = Uф

Il = 1.73 * אם

כּוֹחַ בשני המקרים, הם נחשבים לפי אותן נוסחאות:

• מלא S = 3 * Sph = 3 * (Ul / √3) * I = √3 * Ul * I;
• פעיל P = √3 * Ul * I * cos φ;
• תגובתי Q = √3 * Ul * I * sin φ.

כאשר מחברים את אותו עומס לאותם Uphase ו-Ulinear, הספק של המכשירים המחוברים יהיה שונה פי 3.

נניח שיש מנוע הפועל על רשת תלת פאזית של 380 / 220V, והפיתולים שלו מתוכננים לחיבור באמצעות "כוכב" לרשת חשמלית עם U-לינארית ב-660V. לאחר מכן, כאשר מחוברים ל"משולש", הספק U-linear צריך להיות פי 1.73 פחות, כלומר, 380V, אשר מתאים לחיבור לרשת שלנו.

להלן החישובים כדי להראות מה יהיו ההבדלים עבור המנוע בעת העברת הפיתולים ממעגל אחד למשנהו.

נניח שזרם הסטטור בחיבור למשולש ברשת 380V היה 5A, אז ההספק הכולל שלו שווה ל:

S = 1.73 * 380 * 5 = 3287 VA

העבר את המנוע החשמלי ל"כוכב" וההספק יקטן פי 3, מאז המתח על כל אחד הפיתול ירד פי 1.73 (זה היה 380 לכל פיתול, ועכשיו הוא 220), והזרם הוא גם פי 1.73: 1,73*1,73=3. המשמעות היא שבהתחשב בערכים המופחתים, נחשב את ההספק הכולל.

S = 1.73 * 380 * (5/3) = 1.73 * 380 * 1.67 = 1070 VA

כפי שאתה יכול לראות, הכוח ירד 3 פעמים!

אבל מה יקרה אם יהיה מנוע חשמלי אחר והוא יעבוד ב"כוכב" ברשת 380V וזרם סטטור של אותו 5A, בהתאמה, והפיתולים מיועד לחיבור ל"משולש" עבור 220V (3 פאזות), אך משום מה הם חוברו בדיוק ב"משולש" וחוברו ל 380V?

במקרה זה, ההספק יגדל פי 3, מכיוון שהמתח על הפיתול, להיפך, גדל כעת פי 1.73 והזרם באותה כמות.

S = 1.73 * 380 * 5 * (3) = 9861 VA

כוח המנוע הפך ליותר מהנומינלי באותן 3 פעמים. זה אומר שזה פשוט יישרף!

לכן, יש צורך לחבר את המנוע החשמלי על פי ערכת החיבור המתפתלת המתאימה למתח המדורג שלהם.

תרגול - כיצד לבחור תכנית למקרה ספציפי

לרוב, חשמלאים עובדים עם רשת 380 / 220V, אז בואו נחשוב כיצד לחבר, עם כוכב או משולש, מנוע חשמלי לרשת חשמל תלת פאזית כזו.

ברוב המנועים החשמליים ניתן לשנות את תרשים החיבור של הפיתולים, לשם כך יש שישה מסופים בברנו, הם מסודרים בצורה כזו שבעזרת סט מינימלי של מגשרים ניתן היה להרכיב את המעגל שאתה צריך. במילים פשוטות: הטרמינל של תחילת הפיתול הראשון ממוקם מעל סוף השלישי, תחילת השני, מעל סוף הראשון, תחילת השלישי מעל סוף השני.

ניתן לראות כיצד להבחין בין שתי האפשרויות לחיבור מנוע חשמלי באיור למטה.

בואו נדבר על איזו תכנית לבחור. לתרשים החיבור של סלילי המנוע החשמלי אין השפעה מיוחדת על מצב הפעולה של המנוע, בתנאי שהפרמטרים הנומינליים של המנוע של רשת האספקה ​​עקביים. לשם כך, אנו מסתכלים על לוחית השם וקובעים לאילו מתחים המכונה החשמלית שלך מיועדת במיוחד.

בדרך כלל, הסימון הוא:

Δ / Y 220/380

זה מייצג את זה:

אם המתח קו לקו הוא 220, אסוף את הפיתולים במשולש, ואם 380 - בכוכב.

פשוט לענות על השאלה "כיצד לחבר את הפיתולים במנוע?" הכנו עבורך טבלה לבחירת ערכת חיבור:

מיתוג כוכב-דלתא להתחלה רכה

בעת הפעלת המנוע, נצפים זרמי התנעה גבוהים. לכן, כדי להפחית את זרמי ההתחלה של מנועים אסינכרוניים, נעשה שימוש במעגל התחלה עם מיתוג הפיתולים מכוכב לדלתא. במקרה זה, כאמור לעיל, המנוע החשמלי חייב להיות מתוכנן לחיבור ל"משולש" ולעבוד מתחת ל-U-לינארית של הרשת שלך.

לפיכך, ברשתות החשמל התלת פאזיות שלנו (380 / 220V), עבור מקרים כאלה, משתמשים במנועים עם וולט נומינלי "380/660", עבור "Δ / Y", בהתאמה.

בעת ההתנעה, הפיתולים מופעלים כ"כוכב" במתח מופחת של 380V (ביחס ל-660V הנומינלי), המנוע מתחיל לתפוס מהירות וברגע מסוים זמן (בדרך כלל על ידי טיימר, בגרסאות מסובכות - על ידי אות מחיישני הזרם והסל"ד), הפיתולים עוברים ל"משולש" ועובדים כבר ב-380 הנומינליים שלהם וולט.

האיור שלמעלה מתאר שיטה זו של התנעת המנועים, אך מתג חילופין מוצג כדוגמה, בפועל הם משתמשים שני מגעים נוספים (KM2 ו-KM3), למרות שזה יותר מסובך מהמעגל הרגיל לחיבור מנוע חשמלי, אבל זה לא זה חִסָרוֹן. אבל יש לה מספר יתרונות:

• פחות עומס על הרשת מזרמי פריצה.
• בהתאם, יש פחות נפילות מתח והסבירות לעצירת ציוד קשור פוחתת.
• התנעה רכה של המנוע.

ישנם שני חסרונות עיקריים לפתרון זה:

1. יש צורך להניח שני כבלים בעלי 3 ליבות ממיקום המגע ישירות למסופי המנוע.
2. מומנט ההתחלה יורד.

סיכום

ככזה, אין הבדלים בביצועים בעת חיבור אותו מנוע חשמלי במעגל כוכב או דלתא (הוא פשוט יישרף אם תבחר לא נכון). כמו כן, אין יתרונות וחסרונות של אף אחת מהתוכניות. כמה מחברים מציינים כטענה שהזרם ב"כוכב" קטן יותר. אבל עם אותו הספק של שני מנועים שונים, שאחד מהם מיועד לחיבור ב"כוכב", והשני ב"משולש" לרשת, למשל, 380V - הזרם יהיה זהה. ואי אפשר להחליף מנוע אחד ויחיד "באקראי" ו"לא ברור למה", כי הוא פשוט יישרף. העיקר הוא לבחור את האפשרות המתאימה למתח של רשת האספקה.

אנו מקווים שעכשיו הפכת ברור יותר לגבי מהי תרשים כוכב ומשולש מנוע חשמלי, מה ההבדל בחיבור כל אחת מהשיטות וכיצד לבחור מעגל עבור ספציפי מקרה. אנו מקווים שהמידע שסופק היה שימושי ומעניין עבורך!

חומרים קשורים:

• מה ההבדל בין זרם חילופין לזרם ישר
• לשם מה מיועדים פאזה, אפס והארקה?
• דיאגרמות חיבור למד חשמלי תלת פאזי