Žvaigždė ir trikampis elektros variklyje: prijungimo principas ir skirtumai

Teorija

Kaip jau minėta, žvaigždžių ir trikampių jungčių schemos būdingos ne tik elektros varikliui, bet ir transformatorių apvijų, šildymo elementų (pavyzdžiui, elektrinio katilo šildymo elementų) ir kt apkrova.

Norint suprasti, kodėl šios trifazės grandinės elementų prijungimo grandinės taip vadinamos, jas reikia šiek tiek modifikuoti.

„Žvaigždėje“ kiekvienos fazės apkrova yra sujungta vienu iš gnybtų, tai vadinama neutraliu tašku. „Trikampyje“ kiekvienas apkrovos gnybtas yra prijungtas prie priešingų fazių.

Viskas, kas pasakyta žemiau esančiame straipsnyje, galioja trijų fazių atveju asinchroninis ir sinchroninės mašinos.

Panagrinėkime šią problemą naudodami trifazio transformatoriaus arba trifazio variklio apvijų prijungimo pavyzdį (šiuo atveju tai nesvarbu).

Šiame paveikslėlyje skirtumai yra labiau pastebimi, "žvaigždėje" apvijų pradžia yra prijungta prie fazinių laidų, o galai yra prijungti kartu daugeliu atvejų nulinis laidas iš maitinimo generatoriaus yra prijungtas prie to paties apkrovos taško arba transformatorius.

Taškas žymi apvijų pradžią.

Tai yra, "trikampyje" yra sujungtos ankstesnės apvijos pabaiga ir kitos pradžia, o maitinimo fazė yra prijungta prie šio taško. Jei supainiosite pabaigą ir pradžią, prijungtas aparatas neveiks.

Koks skirtumas

Jei kalbėsime apie vienfazių vartotojų prijungimą, trumpai išanalizuosime naudodamiesi trijų elektrinių šildytuvų pavyzdžiu, tada „žvaigždėje“, jei vienas iš jų perdegs, likę du dirbs toliau. Jei du iš trijų perdega, nė vienas iš jų neveiks, nes jie poromis prijungti prie tinklo įtampos.

Trikampėje grandinėje, net jei sudegs 2 kaitinimo elementai, trečiasis veiks toliau. Jame nėra neutralaus laido, tiesiog nėra kur jo prijungti. O „žvaigždėje“ jis yra prijungtas prie neutralaus taško ir reikalingas fazių srovių ir jų simetrijos išlyginimui. esant skirtingoms apkrovoms fazėmis (pavyzdžiui, vienoje iš atšakų prijungtas 1 šildymo elementas, o likusioje 2 lygiagrečiai).

Bet jei su tokiu ryšiu (esant skirtingoms apkrovoms fazėse) nulis perdegs, tada įtampos nebus vienodos (kur apkrova nukris daugiau, o kur mažesnė, ji padidės). Daugiau apie tai rašėme straipsnyje apie fazių disbalansas.

Reikėtų nepamiršti, kad įprastų vienfazių įrenginių (220 V) tarp fazių prijungti prie 380 V neįmanoma. Arba įrenginiai turi būti skirti tokiam maitinimo šaltiniui, arba tinklas turi būti su U linijine 220V (kaip elektros tinkluose su izoliuotas neutralus kai kurie konkretūs objektai, pavyzdžiui, laivai).

Tačiau su jungiantis trifazį variklį, nulis dažnai nėra prijungtas prie žvaigždės vidurio taško, nes tai yra simetriška apkrova.

Galios, srovės ir įtampos formulės

Pirmiausia žvaigždės grandinėje yra dvi skirtingos įtampos - linijinė (tarp linijinių arba fazinių laidų) ir fazinė (tarp fazės ir nulio). „Ulinear“ yra 1,73 (3 šaknis) karto didesnis nei „Uphase“. Šiuo atveju linijinės ir fazės srovės yra lygios.

Ul = 1,73 * Uph

Il = Iph

Tai yra linijos ir fazės įtampa koreliuoti taip, kad esant 380 V tiesinei įtampai, fazė būtų lygi 220 V.

„Trikampyje“ Ulinear ir Uphase yra lygūs, o srovės skiriasi 1,73 karto.

Uл = Uф

Il = 1,73 * Jei

Galia abiem atvejais jie vertinami pagal tas pačias formules:

• visas S = 3 * Sph = 3 * (Ul / √3) * I = √3 * Ul * I;
• aktyvus P = √3 * Ul * I * cos φ;
• reaktyvusis Q = √3 * Ul * I * sin φ.

Tą pačią apkrovą jungiant prie to paties „Uphase“ ir „Ulinear“, prijungtų įrenginių galia skirsis 3 kartus.

Tarkime, yra variklis, veikiantis 380/220V trifaziu tinkle, o jo apvijos skirtos jungti per "žvaigždę" prie elektros tinklo su U-tiesine prie 660V. Tada, prijungus prie "trikampio", maitinimo U-linear turėtų būti 1,73 karto mažesnis, tai yra 380 V, kuris yra tinkamas prisijungti prie mūsų tinklo.

Čia pateikiami skaičiavimai, rodantys, kokie bus variklio skirtumai perjungiant apvijas iš vienos grandinės į kitą.

Tarkime, kad statoriaus srovė prijungus prie trikampio 380 V tinkle buvo 5A, tada jo bendra galia yra lygi:

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

Perjunkite elektros variklį į "žvaigždę" ir galia sumažės 3 kartus, nes kiekvienoje įtampa apvija sumažėjo 1,73 karto (vienai apvijai buvo 380, o dabar - 220), o srovė taip pat yra 1,73 karto: 1,73*1,73=3. Tai reiškia, kad, atsižvelgdami į sumažintas vertes, apskaičiuosime bendrą galią.

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

Kaip matote, galia sumažėjo 3 kartus!

Bet kas atsitiks, jei bus kitas elektros variklis ir jis veikė „žvaigždėje“ 380 V tinkle ir atitinkamai statoriaus srove tokia pat 5A, o apvijos skirtos prijungti prie „trikampio“ 220V (3 fazės), bet kažkodėl buvo sujungti tiksliai „trikampiu“ ir prijungti prie 380V?

Tokiu atveju galia padidės 3 kartus, nes apvijos įtampa, priešingai, dabar padidėjo 1,73 karto, o srovė - tiek pat.

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

Variklio galia per tuos pačius 3 kartus tapo didesnė nei nominali. Tai reiškia, kad jis tiesiog perdegs!

Todėl elektros variklį reikia prijungti pagal apvijų prijungimo schemą, atitinkančią jų vardinę įtampą.

Praktika – kaip pasirinkti schemą konkrečiam atvejui

Dažniausiai elektrikai dirba su 380/220V tinklu, tad pasvarstykime, kaip prijungti, žvaigždute ar trikampiu, elektros variklį prie tokio trifazio elektros tinklo.

Daugumoje elektros variklių apvijų sujungimo schema gali būti pakeista, todėl Brno mieste yra šeši gnybtai, jie yra išdėstyti taip, kad naudojant minimalų džemperių rinkinį būtų galima surinkti jums reikalingą grandinę. Paprastais žodžiais tariant: pirmosios apvijos pradžios gnybtas yra virš trečiosios pabaigos, antrosios pradžios, virš pirmosios pabaigos, trečios pradžios virš antrosios pabaigos.

Žemiau esančiame paveikslėlyje galite pamatyti, kaip atskirti dvi elektros variklio prijungimo galimybes.

Pakalbėkime apie tai, kurią schemą pasirinkti. Elektros variklio ritių prijungimo schema neturi ypatingos įtakos variklio darbo režimui, jei vardiniai maitinimo tinklo variklio parametrai atitinka vardinius variklio parametrus. Norėdami tai padaryti, žiūrime į vardinę lentelę ir nustatome, kokiai įtampai yra specialiai sukurta jūsų elektros mašina.

Paprastai žymėjimas yra toks:

Δ / Y 220/380

Tai reiškia:

Jei linijinė įtampa yra 220, surinkite apvijas į trikampį, o jei 380 - į žvaigždę.

Tiesiog atsakyti į klausimą "Kaip prijungti apvijas prie variklio?" Mes sudarėme lentelę, skirtą pasirinkti jums prijungimo schemą:

Žvaigždės ir trikampio perjungimas švelniam paleidimui

Užvedus variklį, stebimos didelės paleidimo srovės. Todėl, norint sumažinti asinchroninių variklių paleidimo sroves, naudojama paleidimo grandinė su apvijų perjungimu iš žvaigždės į trikampį. Tokiu atveju, kaip minėta aukščiau, elektros variklis turi būti suprojektuotas prijungti prie „trikampio“ ir veikti pagal jūsų tinklo U linijinę liniją.

Taigi mūsų trifaziuose elektros tinkluose (380 / 220 V) tokiais atvejais naudojami varikliai su vardine „380/660“ voltais, atitinkamai „Δ / Y“.

Užvedimo metu apvijos įjungiamos kaip „žvaigždė“ esant žemai 380 V įtampai (palyginti su vardine 660 V), variklis pradeda didinti greitį ir tam tikru momentu laiku (dažniausiai laikmačiu, sudėtingose ​​versijose - signalu iš srovės ir sūkių per minutę jutiklių) apvijos persijungia į "trikampį" ir dirba jau prie savo nominalios 380 voltų.

Aukščiau pateiktoje iliustracijoje aprašytas šis variklių užvedimo būdas, tačiau kaip pavyzdys parodytas perjungimo jungiklis, kuris praktiškai naudojamas du papildomi kontaktoriai (KM2 ir KM3), nors tai yra sudėtingesnė nei įprasta elektros variklio prijungimo grandinė, bet tai ne tai trūkumas. Tačiau ji turi daug privalumų:

• Mažesnė tinklo apkrova dėl įsijungimo srovių.
• Atitinkamai sumažėja įtampos kritimas ir sumažėja susijusios įrangos sustabdymo tikimybė.
• Minkštas variklio užvedimas.

Yra du pagrindiniai šio sprendimo trūkumai:

1. Būtina nutiesti du 3 gyslų kabelius nuo kontaktoriaus vietos tiesiai iki variklio gnybtų.
2. Pradinis sukimo momentas sumažėja.

Išvada

Iš esmės našumas nesiskiria, kai tą patį elektros variklį jungiate pagal žvaigždutės arba trikampio schemą (neteisingai pasirinkus, jis tiesiog sudegs). Be to, nė vienoje iš schemų nėra privalumų ir trūkumų. Kai kurie autoriai kaip argumentą nurodo, kad srovė „žvaigždėje“ yra mažesnė. Bet su ta pačia dviejų skirtingų variklių galia, iš kurių vienas skirtas prijungti prie „žvaigždės“, o antrasis „trikampyje“ prie tinklo, pavyzdžiui, 380 V, srovė bus tokia pati. O vieno ir to paties variklio negalima perjungti „atsitiktinai“ ir „neaišku už ką“, nes jis tiesiog perdegs. Svarbiausia pasirinkti tiekimo tinklo įtampą atitinkančią parinktį.

Tikimės, kad dabar jums tapo aiškiau, kas yra žvaigždės ir trikampio diagrama elektros variklis, kuo skiriasi kiekvieno iš metodų prijungimas ir kaip pasirinkti schemą konkrečiam atvejis. Tikimės, kad pateikta informacija jums buvo naudinga ir įdomi!

Susijusios medžiagos:

• Kuo skiriasi kintamoji ir nuolatinė srovė
• Kam skirta fazė, nulis ir įžeminimas?
• Trifazio elektros skaitiklio prijungimo schemos