Care este diferența dintre schemele de conectare ale înfășurărilor motorului cu o stea și un triunghi

Sistemul de curent electric trifazat a fost dezvoltat la sfârșitul secolului al XIX-lea de către omul de știință rus M.O. Dolivo-Dobrovolsky. Trei faze, a căror tensiune este deplasată una față de alta cu 120 de grade, printre alte avantaje, facilitează crearea unui câmp magnetic rotativ. Acest domeniu poartă cu el rotoarele celor mai comune și mai simple motoare asincrone trifazate.

Cele trei înfășurări statorice ale unor astfel de motoare electrice sunt în majoritatea cazurilor interconectate conform schemei „stea” sau „triunghi”. În literatura străină se folosesc termenii „stea” și „delta”, prescurtați ca S și D. Denumirea mnemonică D și Y este mai frecventă, ceea ce poate duce uneori la confuzie - litera D poate fi marcată atât „stea”, cât și "triunghi".

Conţinut

1 Tensiuni de fază și linie
2 Conectarea înfășurărilor motorului conform schemei „stea”.
3 Conectarea înfășurărilor motorului conform schemei „triunghi”.
4 Compararea schemelor de conectare între ele
5 Modalități de comutare a circuitelor stea-triunghi

Tensiuni de fază și linie

Pentru a înțelege diferențele dintre metodele de conectare a înfășurărilor, mai întâi trebuie să înțelegeți cu conceptele de tensiuni de fază și liniare. Tensiunea de fază este tensiunea dintre începutul și sfârșitul unei faze. Linear - între aceleași concluzii ale diferitelor faze.

Pentru o rețea trifazată, tensiunile linie la linie sunt tensiuni între faze, de exemplu, A și B, iar tensiunile de fază sunt între fiecare fază și conductorul neutru.

Diferența dintre tensiunea de fază și de linie.

Deci tensiunile Ua, Ub, Uc vor fi de fază, iar Uab, Ubc, Uca vor fi liniare. Aceste tensiuni sunt diferite. Deci, pentru o rețea casnică și industrială de 0,4 kV, tensiunile liniare sunt de 380 de volți, iar tensiunile de fază sunt de 220 de volți.

Conectarea înfășurărilor motorului conform schemei „stea”.

Schema de conectare a înfășurării în stea.

La conectarea fazelor unui motor electric cu o stea, cele trei înfășurări sunt interconectate la începuturile lor într-un punct comun. Capetele libere sunt conectate fiecare la faza proprie a rețelei. În unele cazuri, punctul comun este conectat la magistrala neutră a sistemului de alimentare.

Din figură se poate observa că pentru această includere, la fiecare înfășurare se aplică tensiunea de fază a rețelei (pentru rețele de 0,4 kV - 220 volți).

Conectarea înfășurărilor motorului conform schemei „triunghi”.

Schema de conectare a înfășurării triunghiulare.

Cu schema „triunghi”, capetele înfășurărilor sunt conectate între ele în serie. Se dovedește un fel de cerc, dar în literatură denumirea de „triunghi” este acceptată din cauza stilului des folosit. Nu există unde să conectați firul neutru în acest exemplu de realizare.

Citeste si: Cum se amplifica semnalul de la o antenă TV?

Evident, tensiunile aplicate fiecărei înfășurări vor fi liniare (380 volți pe înfășurare).

Compararea schemelor de conectare între ele

Pentru a compara ambele scheme între ele, este necesar să se calculeze puterea electrică dezvoltată de motorul electric în timpul uneia sau alteia incluziuni. Pentru aceasta, este necesar să se ia în considerare conceptele de curent liniar (Ilin) și de fază (Iphase).Curentul de fază este curentul care circulă prin înfășurarea de fază. Curentul de linie circulă prin conductorul conectat la borna înfășurării.

În rețelele de până la 1000 de volți, sursa de energie electrică este transformator, a cărui înfășurare secundară este pornită de o „stea” (altfel este imposibil să se organizeze un fir neutru) sau un generator ale cărui înfășurări sunt conectate în același mod.

Când este conectat cu o stea, curenții din conductori și curenții din înfășurările motorului sunt egali.

Figura arată că atunci când este conectat cu o „stea”, curenții din conductori și curenții din înfășurările motorului sunt egali. Curentul de fază este determinat de tensiunea de fază:

$I_faz=\frac{U_faz}{Z}$

unde Z este rezistența înfășurării unei faze, acestea pot fi considerate egale. Se poate scrie ca

$I_faz=I_lin$

Când sunt conectate printr-un triunghi, curenții din conductori și curenții din înfășurările motorului sunt diferiți.

Pentru o conexiune delta, curenții sunt diferiți - sunt determinați de tensiunile liniare aplicate rezistenței Z:

$I_faz=\frac{U_lin}{Z}$

Prin urmare, pentru acest caz $I_faz=\sqrt{3}*I_lin$ .

Acum putem compara puterea totală ( $S=3*I_faz*U_faz$ ), consumate de motoare electrice cu scheme diferite.

pentru o conexiune stea, puterea totală este $S_1=3*U_faz*I_faz=3*(U_lin/\sqrt{3})*I_lin=\sqrt{3}* U_lin* I_lin$ ;
pentru o conexiune delta, puterea totală este $S_2=3*U_faz*I_faz=3*U_lin*I_lin*\sqrt{3}$ .

Astfel, atunci când este pornit de o „stea”, motorul electric dezvoltă o putere de trei ori mai mică decât atunci când este conectat la o deltă. De asemenea, duce la alte consecințe pozitive:

curenții de pornire sunt redusi;
funcționarea și pornirea motorului devin mai lin;
motorul electric face față bine supraîncărcărilor de scurtă durată;
regimul termic al motorului asincron devine mai blând.

Reversul monedei este că un motor cu bobinaj în stea nu poate dezvolta putere maximă. În unele cazuri, cuplul poate să nu fie suficient pentru a învârti rotorul.

Modalități de comutare a circuitelor stea-triunghi

Designul majorității motoarelor electrice permite trecerea de la o schemă de conectare la alta.Pentru aceasta, începuturile și sfârșiturile înfășurărilor sunt afișate pe terminal, astfel încât, prin simpla schimbare a poziției suprapunerilor, este posibil să se facă un „triunghi” dintr-o „stea” și invers.

Citeste si: Cum să alegi o sursă de alimentare neîntreruptă pentru un cazan pe gaz?

Schema de conectare a înfășurărilor motorului stea și triunghi.

Proprietarul motorului electric însuși poate alege ceea ce are nevoie - o pornire ușoară cu curenți mici de pornire și funcționare lină sau cea mai mare putere dezvoltată de motor. Dacă aveți nevoie de ambele, puteți comuta automat folosind contactori puternici.

Schemă aproximativă pentru comutarea automată de la stea la deltă.

Când butonul de pornire SB2 este apăsat, motorul electric este pornit conform schemei „stea”. Contactorul KM3 este tras în sus, contactele sale închid ieșirile înfășurărilor motorului pe o parte. Concluziile opuse sunt conectate la rețea, fiecare la faza sa prin contactele KM1. Când acest contactor este pornit, tensiunea trifazată este aplicată înfășurărilor și rotorul motorului electric este antrenat. După un timp setat pe releul KT1, bobina KM3 comută, este dezactivată, contactorul KM2 pornește, comutând înfășurările într-un „triunghi”.

Comutarea are loc după ce motorul a câștigat viteza. Acest moment poate fi controlat de senzorul de viteză, dar în practică totul este mai ușor. Comutarea este controlată releu de timp - dupa 5-7 secunde, se considera ca procesele de pornire sunt finalizate, iar motorul se poate porni in modul de putere maxima. Nu merită să amânați acest moment, deoarece funcționarea prelungită cu un exces al sarcinii permise pentru „stea” poate duce la defecțiunea acționării electrice.

Când implementați acest mod, rețineți următoarele:

Cuplul de pornire al unui motor cu înfășurări în stea este semnificativ mai mic decât valoarea acestei caracteristici a unui motor electric cu conexiune în triunghi, astfel încât pornirea unui motor electric cu condiții dificile de pornire în acest mod nu este întotdeauna posibilă. Pur și simplu nu va intra în rotație. Astfel de cazuri includ pompe acționate electric care funcționează cu contrapresiune etc. Probleme similare sunt rezolvate cu ajutorul motoarelor cu rotor de fază, crescând fără probleme curentul de excitație la pornire. Pornirea cu stea este utilizată cu succes atunci când se lucrează cu pompe centrifuge care funcționează pe o supapă închisă, în cazul sarcinilor ventilatorului pe arborele motorului etc.
Înfășurările motorului trebuie să reziste la tensiunea de linie a rețelei. Este important să nu confundați motoarele D/Y de 220/380 volți (de obicei motoare asincrone de putere redusă de până la 4 kW) și motoarele D/Y de 380/660 volți (de obicei de 4 kW și mai sus). Rețeaua de 660 de volți practic nu este folosită nicăieri, dar pentru comutarea stea-triunghi pot fi folosite doar motoare electrice cu această tensiune nominală. Un drive 220/380 într-o rețea trifazată este pornit doar de o „stea”. Ele nu pot fi utilizate în schema de comutare.
Trebuie menținută o pauză între oprirea contactorului „stea” și pornirea contactorului „triunghiular” pentru a evita suprapunerile. Dar este imposibil să-l măriți peste măsură pentru a preveni oprirea motorului electric. Când realizați singur un circuit, poate fi necesar să-l selectați experimental.

Citeste si: Convertoare de tensiune de la 12 la 220 volți

Se aplică și comutatorul invers. Are sens dacă un motor puternic funcționează temporar cu o sarcină mică.În același timp, factorul său de putere este scăzut, deoarece consumul de putere activă este determinat de nivelul de sarcină al motorului electric. Reactiv, pe de altă parte, este determinat în principal de inductanța înfășurărilor, care nu depinde de sarcina pe arbore. Pentru a îmbunătăți raportul dintre puterea activă și reactivă consumată, puteți comuta înfășurările pe circuitul „stea”. Acest lucru se poate face și manual sau automat.

Circuitul de comutare poate fi asamblat pe elemente discrete - relee de timp, contactoare (starter) etc. De asemenea, sunt produse soluții tehnice gata făcute care combină circuitul de comutare automată într-o singură carcasă. Este necesar doar să conectați un motor electric și alimentarea de la o rețea trifazată la bornele de ieșire. Astfel de dispozitive pot avea nume diferite, de exemplu, „releu de timp de pornire”, etc.

Pornirea înfășurărilor motorului conform diferitelor scheme are avantajele și dezavantajele sale. Baza operațiunii competente este cunoașterea tuturor argumentelor pro și contra. Atunci motorul va dura mult timp, aducând efect maxim.

Articole similare: