Vad är en stjärna och en triangel i en elmotor

Teori

Som redan nämnts är anslutningsplanen för stjärna och triangeln karakteristiska inte bara för den elektriska motorn utan också för transformatorns lindningar, värmeelement (till exempel elektriska pannvärmeelement) och andra laster.

För att förstå varför dessa scheman för anslutning av element i en trefas krets kallas så måste du ändra dem något.

I "stjärnan" kopplas belastningen för var och en av faserna samman av en av slutsatserna, detta kallas den neutrala punkten. I ”triangeln” är varje lastterminal ansluten till till skillnad från faser.

Allt som anges i artikeln gäller vidare för trefas asynkron och synkronmaskiner.

Överväg den här frågan på exemplet med att ansluta lindningarna på en trefastransformator eller trefasmotor (i detta sammanhang spelar det ingen roll).

I denna figur är skillnaderna mer märkbara, i "stjärnan" är lindningens början kopplad till fasledare, och ändarna är anslutna tillsammans, i de flesta fall är en nolltråd från matningsgeneratorn eller transformatorn ansluten till samma lastpunkt.

Punkten indikerar början på lindningarna.

Det vill säga, i "triangeln" är slutet på den föregående lindningen och början på nästa anslutna, och matningsfasen är ansluten till denna punkt. Om du förvirrar slutet och början fungerar inte den anslutna maskinen.

Vad är skillnaden

Om vi ​​talar om att ansluta enfasskonsumenter kommer vi kort att analysera exemplet med tre elektrotener, sedan i "stjärnan", om en av dem bränner ut, kommer de två återstående fortsätta att fungera. Om två av de tre bränns ut, fungerar ingen alls, eftersom de är kopplade parvis till en linjär spänning.

I triangelkretsen, även när två tio element bränner ut, kommer det tredje att fortsätta att fungera. Det finns ingen neutral tråd i den, den har helt enkelt ingenstans att ansluta. Och i "stjärnan" är den ansluten till en neutral punkt, och det behövs för att utjämna fasströmmarna och deras symmetri vid olika fasbelastningar (till exempel är en värmare ansluten i en av grenarna och 2 parallellt för de andra).

Men om vid en sådan anslutning (med en annan fasbelastning) noll bränns ut, kommer spänningarna inte att vara desamma (där lasten sjunker mer och där mindre belastningen ökar). Vi skrev mer om detta i artikeln om fas obalans.

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

Men med anslutning av en trefasmotor, är noll ofta inte kopplad 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). U linjär 1,73 (rot av 3) gånger större än U-fas. I detta fall är linjärströmmen och fasströmmarna lika.

UL = 1,73 * Uph

Il = Om

dvs. linje- och fasspänning korrelerar så att fas är 220V när den är linjär i 380V.

I "triangeln" är U-linjär och U-fas lika, och strömmarna skiljer sig med 1,73 gånger.

Ul = Uf

IL = 1,73 * IF

Kraft överväga i båda fallen samma formler:

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

När du ansluter samma last till samma U-fas och U-linjär kommer kraften hos de anslutna enheterna att skilja sig tre gånger.

Anta att det finns en motor som kör på ett trefas 380/220 V-nätverk, och dess lindningar är konstruerade för att anslutas via en "stjärna" till elnätet med en linjär 660V. När du är ansluten till "triangeln" bör U-ledningen då vara 1,73 gånger mindre, det vill säga 380V, vilket är lämpligt för anslutning till vårt nätverk.

Vi kommer att ge beräkningar för att visa vilka skillnader som kommer att vara för motorn när lindningarna växlas från en krets till en annan.

Anta att statorns ström när den var ansluten till en triangel i ett 380V-nätverk var 5A, då är dess fulla effekt lika med:

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

Växla elmotorn till "stjärnan" så kommer effekten att minska med 3 gånger, eftersom spänningen på varje lindning minskade 1,73 gånger (den var 380 per lindning, men blev 220), och strömmen är också 1,73 gånger: 1,73 * 1 73 = 3. Så med hänsyn till de reducerade värdena kommer vi att beräkna den totala effekten.

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

Som ni kan se tappade strömmen tre gånger!

Men vad kommer att hända om det finns en annan elmotor och den fungerade i "stjärnan" i 380V-nätet och statorns ström är i samma 5A respektive, och lindningarna är utformade för att anslutas till "triangeln" för 220V (3 faser), men av någon anledning ansluten i en "triangel" och ansluten till 380V?

I detta fall kommer kraften att öka tre gånger, eftersom spänningen på lindningen nu är vice versa ökad med 1,73 gånger och strömmen är densamma.

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

Motorkraften har blivit mer än nominell vid samma tre gånger. Så det bränner bara!

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

Öva - hur man väljer ett schema för ett specifikt fall

Oftast arbetar elektriker med ett 380 / 220V-nätverk, så låt oss titta på hur man kan ansluta, med en stjärna eller en triangel, till en elektrisk motor till ett sådant trefas elektriskt nätverk.

I de flesta elmotorer kan kopplingsschemat för lindningarna ändras, för detta finns det sex terminaler i brno, de är arrangerade så att du med hjälp av en minsta uppsättning av hoppare kan montera den krets du behöver. Med enkla ord: slutet på början av den första lindningen ligger ovanför slutet av den tredje, början på den andra, över slutet på den första, början på den tredje över slutet av den andra.

Så här skiljer du två alternativ för anslutning av en elmotor som du ser i figuren nedan.

Låt oss prata om vilket schema vi ska välja. Anslutningsschemat för motorspolarna har inte någon speciell effekt på motorns driftläge, förutsatt att de nominella parametrarna för motorn motsvarar elnätet. För att göra detta, titta på typskylten och bestäm vilken spänning din elektriska maskin är speciellt designad för.

Normalt har märkningen formen:

Δ / Y 220/380

Detta står för:

Om gränsytespänningen är 220, samla lindningarna i en triangel och om 380 - i en stjärna.

För att helt enkelt svara på frågan "Hur ansluter man motorens lindningar?" vi har gjort ett urvalsschema för dig för anslutningsdiagrammet:

Star-delta-omkoppling för en smidig start

När motorn startas observeras höga inrushströmmar. För att reducera startströmmarna för induktionsmotorer används därför en startkrets för att växla lindningarna från stjärna till delta. Samtidigt, som nämnts ovan, måste den elektriska motorn vara utformad för att ansluta till "triangeln" och fungera under Ulinear ditt nätverk.

I våra trefas-kraftnät (380 / 220V) används således för sådana fall motorer klassade med "380/660" volt, för "Δ / Y".

Vid start slås lindningarna på med en "stjärna" vid en reducerad spänning på 380V (relativt den nominella 660V), motorn börjar öka hastigheten och vid en viss tidpunkt (vanligtvis med timer, i komplicerade fall - med signal från ström- och hastighetssensorer), lindningarna växlar till en "triangel" och arbetar redan på deras nominella 380 volt.

Bilden ovan beskriver ett sådant sätt att starta motorerna, men som exempel visas en omkopplare, i praktiken används ytterligare två kontaktorer (KM2 och KM3), även om det är mer komplicerat än den vanliga kretsen för att ansluta en elektrisk motor, det är inte dess nackdel. Men hon har ett antal fördelar:

• Mindre belastning på elnätet från rusningsströmmar.
• Följaktligen sjunker lägre spänning och sannolikheten för att stoppa relaterad utrustning reduceras.
• Mjuk start av motorn.

Det finns två huvudsakliga nackdelar med denna lösning:

1. Det är nödvändigt att lägga två tre-kärnkablar från kontaktornas plats direkt till motorterminalerna.
2. Startmomentet faller.

Slutsats

Som sådan finns det inga skillnader i prestanda när du ansluter samma elektriska motor enligt stjärn- eller triangelplanet (det kommer helt enkelt att brinna om du gör ett misstag när du väljer). Förutom att det inte finns några fördelar och nackdelar med något av systemen. Vissa författare citerar argumentet att strömmen i "stjärnan" är mindre. Men med samma kraft som två olika motorer, varav en är konstruerad för att anslutas i en "stjärna", och den andra i en "triangel" till nätverket, till exempel 380V, kommer strömmen att vara densamma. Och en och samma motor kan inte växlas ”tillfälligt” och ”det är inte klart för vad”, eftersom den helt enkelt bränner ut. Det viktigaste är att välja det alternativ som motsvarar nätspänningen.

Vi hoppas att du nu har blivit tydligare om vad en stjärna och en triangelkrets i en elmotor är, vad är skillnaden i att ansluta var och en av metoderna och hur du väljer en krets för ett visst fall. Vi hoppas att informationen var användbar och intressant för dig!

Relaterade material:

• Vad är skillnaden mellan växelström och likström
• Vilken fas, noll och jordning är för
• Anslutningsdiagram för en trefas elektrisk mätare