Свързване звезда и триъгълник. Асинхронни двигатели - свързване звезда и триъгълник

Асинхронният двигател се захранва от трифазна променливотокова мрежа. Такъв двигател с проста схема на свързване е оборудван с три намотки, разположени на статора. Всяка намотка има изместване една спрямо друга под ъгъл от 120 градуса. Преместването под такъв ъгъл има за цел да създаде въртене на магнитното поле.

Краищата на фазовите намотки на електродвигателя се довеждат до специален "блок". Това беше направено за по-лесно свързване. В електротехниката се използват основните 2 метода за свързване на асинхронни електродвигатели: методът на свързване „триъгълник“ и методът „звезда“. При свързване на краищата се използват специално проектирани джъмпери.

Разлики между "звезда" и "триъгълник"

Въз основа на теорията и практически знанияосновите на електротехниката, методът на свързване "звезда" позволява на електрическия мотор да работи по-плавно и по-меко. Но в същото време този метод не позволява на двигателя да достигне пълната мощност, представена в техническите спецификации.

Чрез свързване на фазовите намотки по схемата "триъгълник", двигателят може бързо да достигне максимална работна мощност. Това ви позволява да използвате пълната ефективност на електродвигателя, съгласно информационния лист. Но такава схема на свързване има своя недостатък: големи стартови токове. За намаляване на текущата стойност се използва стартов реостат, позволяващ по-плавно стартиране на двигателя.

Звездна връзка и нейните предимства

Всяка от трите работни намотки на електродвигателя има два изхода - съответно начало и край. Краищата на трите намотки са свързани към една обща точка, така наречената неутрална.

Ако във веригата има нулев проводник, веригата се нарича 4-проводна, в противен случай ще се счита за 3-проводна.

Началото на изводите е свързано със съответните фази на захранващата мрежа. Приложеното напрежение на такива фази е 380 V, по-рядко 660 V.

Основните предимства на използването на звездната схема:

• Стабилна и продължителна непрекъсната работа на двигателя;
• Повишена надеждност и дълготрайност, чрез намаляване на мощността на оборудването;
• Максимална гладкост на стартиране на електрическото задвижване;
• Възможност за излагане на краткотрайно претоварване;
• По време на работа тялото на оборудването не се прегрява.

Има оборудване с вътрешна връзка на краищата на намотките. На блока на такова оборудване ще бъдат показани само три изхода, което не позволява използването на други методи за свързване. Електрическото оборудване, направено в тази форма, не изисква компетентни специалисти за свързването му.

Триъгълна връзка и нейните предимства

Принципът на връзката "триъгълник" е серийна връзкакрая на намотката на фаза А с началото на намотката на фаза Б. И след това, по аналогия, края на една намотка с началото на друга. В резултат на това краят на намотката на фаза С затваря електрическата верига, създавайки неразрушима верига. Тази схема може да се нарече кръг, ако не беше структурата на монтирането. Формата на триъгълника се издава от ергономичното разположение на връзката за навиване.

При свързване с "триъгълник" на всяка от намотките има линейно напрежение, равно на 220V или 380V.

Основните предимства на използването на схемата "триъгълник":

• Увеличаване до максималната стойност на мощността на електрическото оборудване;
• Използване на стартов реостат;
• Повишен въртящ момент;
• Страхотно сцепление.

Недостатъци:

• Повишен стартов ток;
• При продължителна работа двигателят се нагрява много.

Методът "триъгълник" за свързване на намотките на двигателя се използва широко при работа с мощни механизми и наличие на високи стартови натоварвания. Голям въртящ момент се създава чрез увеличаване на ЕМП на самоиндукция, причинена от протичащи големи токове.

Тип връзка звезда-триъгълник

При сложни механизми често се използва комбинирана схема звезда-триъгълник. С такъв превключвател мощността се увеличава рязко и ако двигателят технически спецификациине е проектиран да работи по метода "триъгълник", той ще прегрее и ще изгори.

Двигателите с повишена мощност имат високи стартови токове и в резултат на това по време на стартиране те често причиняват избухване на предпазители и изключване на прекъсвачи. За намаляване на линейното напрежение в намотките на статора се използват автотрансформатори, универсални дросели, стартови реостати или звездна връзка.

В този случай напрежението при свързване на всяка намотка ще бъде 1,73 пъти по-малко, следователно токът, протичащ през този период, също ще бъде по-малък. След това има увеличаване на честотата и продължаващо намаляване на текущото отчитане. След това, използвайки верига с релейни контакти, ще настъпи превключване от "звезда" към "триъгълник".

В резултат на това, използвайки тази комбинация, ще получим максимална надеждност и ефективна производителност на използваното електрическо оборудване, без страх от повреда.

Превключването звезда-триъгълник е приемливо за двигатели с лесно стартиране.Този метод не е приложим, ако е необходимо да се намали стартовият ток и в същото време да не се намали голям стартов момент. В този случай се използва двигател с фазов ротор с пусков реостат.

Основните предимства на комбинацията:

• Удължен експлоатационен живот.Плавният старт избягва неравномерното натоварване на механичната част на инсталацията;
• Възможност за създаване на две степени на мощност.

1. В момента на стартиране на двигателя, стартовият му ток е 7 пъти по-голям от работния ток.
2. 1,5 пъти повече мощност при свързваненамотки по метода "триъгълник".
3. За създаване на плавен старт и защита на двигателя от претоварване, често се използват честотни проводници.
4. Когато използвате метода на свързване със звезда, специално внимание се обръща на липсата на "фазов дисбаланс", в противен случай оборудването може да се провали.
5. Линейни и фазови напрежения при свързване на "делта"- са равни помежду си, както и линейните и фазовите токове при свързване "звезда".
6. Често се използва за свързване на двигателя към домакинската мрежафазово изместващ кондензатор.

Известно е широкото използване на асинхронни електродвигатели, свързани в "звезда" и "триъгълник". Тези връзки са налични във всяка производствена площадка, трифазни двигатели, генератори, трансформатори са свързани със "звезда". "Триъгълник" се използва главно в двигатели с дълъг цикъл на стартиране и работа. Използва се и в схеми за свързване на трансформатори, главно там, където има симетрично натоварване.

Използва се съвместно включване в работата на двете връзки "звезда" и "триъгълник" при стартиране на мощни електродвигатели. Стартът започва от "звездата" с последващо превключване от веригата на релето към веригата "триъгълник" при достигане на оборотите. Двигателят продължава да работи дълго времевърху триъгълника.

Свързване на вериги по схемата "триъгълник".

Тази връзка се нарича триъгълник само когато двата края на намотките са свързани един към друг. Свързването в триъгълник е необходимо, когато мрежовото напрежение е подходящо за такъв консуматор. Стартирането на електродвигатели по схемата "триъгълник" се изразява с големи стойности на стартовите токове и не оказва много добър ефект върху издръжливостта на намотките. Но при работа по тази връзка мощността е равна на посочената в паспорта на електрическия консуматор, което понякога е необходимо.

Схемата на триъгълника е разделена на "отворен" и "отворен". Разликата между двата вида се състои в това, че отвореният триъгълник е връзка от триъгълник с една точка, разкъсана към потребителя. А отвореният е различен с това, че едната намотка се заменя от консуматора.

Свързване на трифазни вериги по схемата "звезда".

Следващата връзка се нарича "звезда", ако краищата на намотките са свързани в един възел, който има името "неутрална точка", второто име е "неутрално". Свързването на двигателя според този тип мощност на двигателя ще бъде по-ниско. Свързването на тези два типа осигурява напрежението, при което вашите намотки ще работят. Обикновено напрежението е отбелязано върху двигателя за определен метод на свързване, както и съответната скорост и мощност.

Например: да вземем мрежа от 380 до 220, връзка звезда, напрежението на консуматора е 220V. Ако свържете според схемата на триъгълника, напрежението на намотките ще бъде 380, въз основа на напрежението мощността P = UI ще стане по-голяма. (На практика нормален мотор ще изгори, защото напрежението ще стане 380V. Въпреки това, 220/127 за този двигател, делта е нормално, работа звезда със загуба на мощност).

При консуматорите, работещи в "звезда", е много важно да няма "фазов дисбаланс". Ако неутралата има например: лош контакт, тогава ще се получи разлика - асиметрия на товара, при която един консуматор ще бъде под някакво напрежение. Тази потенциална разлика зависи от разпределението на товара в момента на изгаряне на нулевия проводник. От тази потенциална разлика консуматорите в апартаментите се оказват под напрежение, което може да доведе до изгаряне на стар телевизор или повреда на хладилник. Мисля, че много хора знаят такива истории от миналото.

Специални случаи на приложение на описаните схеми на свързване

Приложение на схеми за свързване на звезда:

Изпълнение на триъгълни схеми за превключване:

Много въпроси възникват относно разликата между връзката на звезда и триъгълник. Разликата според мен е конструктивна организациязахранваща мрежа. За двигателя първият метод е за предпочитане в тези вериги и механизми, където има честа операция. ОТМоля, имайте предвид, че при тази връзка трябва да се вземе предвид захранващото напрежение, обикновено 380V. Във втория случай захранващото напрежение се взема предвид при наличие на 220V. При тази връзка двигателят има големи стартови токове, което го износва много по-бързо.

Рядко се среща в индустрията триъгълна връзка. По-често двигателите с ниска мощност работят точно в звезда. Повечето мощни двигатели са оборудвани с честотни преобразуватели и тогава вероятността от повреда на скъп, направен по поръчка двигател е намалена до почти нула.

Мощните хидравлични и пневматични двигатели използват схемата "звезда" в металургичното предприятие. Вероятно за предотвратяване на износването на двигателя. Двигателите се използват в агресивни среди, т.н използват се три степени на защита: първият - предпазители за всяка фаза, предпазителят трябва да е полупроводников (изгаря по-бързо и не позволява на намотките да се нагряват); вторият е прекъсвач, който по правило работи в изключително редки случаи, ако предпазителят не е изгорял; третата защита - по температура. Температурният сензор е свързан чрез реле за ниско напрежение, което при задействане на сензора прекъсва релето в силовата верига на намотките.

В промишлеността и бита широко се използват асинхронни двигатели, които се захранват директно от променливо напрежение. В статора на такъв двигател има три намотки, изместени една спрямо друга на 120 градуса - това се прави, за да се създаде същото във всяка точка от кръга около статора. За свързване на такива електродвигатели се използват две основни схеми: връзка със звезда и триъгълник. Нека разгледаме по-подробно всеки от тези видове връзки. За по-голяма яснота, нека обозначим началото на всяка от трите намотки U1, V1, W1 и техните краища - съответно U2, V2, W2.

За да се осъществи свързването на двигателя по схемата "звезда", е необходимо да се свържат всички краища на намотките U2, V2, W2 в една точка и да се приложи една фаза от трифазна мрежа към входовете на всяка от намотките.

За да свържете двигателя по схемата "триъгълник", е необходимо да свържете края на втората намотка V2 към началото на първата намотка U1, края на третата намотка W2 към началото на втората намотка V1, и началото на третата намотка W1 до края на първата U2. Към местата, където са свързани намотките, са свързани фазите на мрежата.

Гледайте видеоклип за свързване на електродвигатели:

Важно е да изберете правилната схема на свързване за конкретен двигател, в противен случай може да не получите необходимата мощност от него, а в някои случаи дори да деактивирате двигателя.

Всяка от тези схеми за мрежова връзка има своите предимства и недостатъци. Например, двигател, свързан със звезда, стартира много гладко и може да работи с леко претоварване, без да навреди на самия двигател.

Въпреки това, максималната мощност на електрическото задвижване в този случай е недостижима - двигателят ще произвежда до 70% от номиналната си мощност.

Триъгълна връзка ви позволява да постигнете мощност на табелата, но при такава схема на свързване пусковите токове достигат значителни стойности. Освен това е забелязано, че когато е свързан с триъгълник, електрическият двигател се нагрява по време на работа, което намалява експлоатационния му живот.

За да се минимизират недостатъците и да се реализират напълно предимствата на всяка от схемите, е изобретена система за автоматична промяна на схемата на свързване. Тоест асинхронният електродвигател тръгва по схемата „звезда“, а когато достигне номиналната си скорост, преминава към схемата „триъгълник“ и достига мощността си от табелата. Такава промяна в схемите за свързване се осъществява с помощта или стартиране на релета за време. Това може да стане и с помощта на пакетен превключвател, но в този случай трябва внимателно да наблюдавате работата на двигателя, за да го превключите в точното време.

Друг интересно видео, относно метода на свързване на двигателя:

За увеличаване на мощността на предаване без увеличаване на мрежовото напрежение, за намаляване на пулсациите на напрежението в захранващите устройства, за намаляване на броя на проводниците при свързване на товара към захранването, различни схеми за свързване на намотките на източници на енергия и консуматори (звезда и делта).

Схеми

Намотките на генератори и приемници при работа с трифазни мрежи могат да бъдат свързани по две схеми: звезда и триъгълник. Такива вериги имат няколко разлики помежду си, те също се различават по текущото натоварване. Ето защо, преди да свържете електрически машини, е необходимо да разберете разликата в тези две вериги - звезда и триъгълник.

Звездна схема

Свързването на различни намотки според звездната схема включва тяхното свързване в една точка, която се нарича нула (неутрална) и има обозначението "O" на диаграмите или x, y, z. Нулевата точка може да има връзка с нулевата точка на захранването, но не във всички случаи има такава връзка. Ако има такава връзка, тогава такава система се счита за 4-проводна, а ако няма такава връзка, тогава 3-проводна.

триъгълна диаграма

С тази схема краищата на намотките не се комбинират в една точка, а са свързани към друга намотка. Тоест, получава се верига, подобна на външен вид на триъгълник, и връзката на намотките в нея върви последователно една с друга. Трябва да се отбележи, че разликата от звездната верига е, че в триъгълната верига системата е само 3-проводна, тъй като обща точкаотсъстващ.

В триъгълна верига с изключен товар и симетричен ЕМП е 0.

Фазови и линейни величини

В трифазните електрически мрежи има два вида ток и напрежение - това са фазови и линейни. Фазовото напрежение е неговата стойност между края и началото на фазата на приемника. Фазов ток протича в една фаза на приемника.

При прилагане на веригата звезда фазовите напрежения са U a, U b, U c, а фазовите токове са I a , I b , I c. Когато се използва триъгълна верига за натоварване или намотки на генератор, фазовите напрежения са - U av, U bс, U ca, фазови токове - I ac, I bc, I c.

Стойностите на линейното напрежение се измерват между началото на фазите или между линейните проводници. Мрежовият ток протича в проводниците между захранването и товара.

В случай на звездна верига линейните токове са равни на фазовите токове и линейните напрежения са равни Uab, Ubc, Uca. В триъгълната верига всичко е обратното - фазовите и линейните напрежения са равни, а линейните токове са равни I a , I b , I c.

Голямо значение се отдава на посоката на ЕМП на напрежения и токове при анализа и изчисляването на трифазни вериги, тъй като нейната посока влияе на връзката между векторите в диаграмата.

Характеристики на схемите

Има значителна разлика между тези схеми. Нека да видим защо в различни електрически инсталации се използват различни вериги и какви са техните характеристики.

При стартиране на електродвигателя пусковият ток има повишена стойност, която е няколко пъти по-голяма от номиналната му стойност. Ако това е механизъм с ниска мощност, тогава защитата може да не работи. Когато се включи мощен електродвигател, защитата определено ще работи, ще изключи захранването, което ще доведе до спад на напрежението и изгорели предпазители за известно време или ще изключи електрическите машини. Електрическият мотор ще работи с ниска скорост, която е по-малка от номиналната скорост.

Може да се види, че има много проблеми, произтичащи от големия пусков ток. Трябва да се намали по някакъв начин.

За да направите това, можете да приложите някои методи:

• Свържете, за да стартирате електрическия мотор, дросела или.
• Променете вида на свързване на намотките на ротора на електродвигателя.

В индустрията се използва предимно вторият метод, тъй като е най-простият и дава висока ефективност. Тук работи принципът на превключване на намотките на електродвигател към вериги като звезда и триъгълник. Тоест, когато двигателят се стартира, неговите намотки имат връзка "звезда", след набор от работни обороти схемата на свързване се променя на "триъгълник". Този процес на превключване в индустриални условия се е научил да се автоматизира.

Препоръчително е да използвате две схеми наведнъж - звезда и триъгълник. Необходимо е да свържете неутралата на източника на захранване към нулевата точка, тъй като по време на използването на такива вериги има повишена вероятност от изкривяване на амплитудата на фазата. Неутралът на източника компенсира тази асиметрия, която възниква поради различни индуктивни съпротивления на намотките на статора.

Предимства на схемите

Звездната връзка има важни предимства:

• Електрически двигател с плавен старт.
• Позволява електродвигателя да работи с обявената номинална мощност, съответстваща на паспорта.
• Електрическият двигател ще има нормален режим на работа в различни ситуации: с високи краткотрайни претоварвания, с дългосрочни незначителни претоварвания.
• По време на работа корпусът на двигателя няма да прегрее.

Основното предимство на триъгълната верига е да се получи възможно най-голяма мощност от електрическия мотор. Препоръчително е да поддържате режими на работа според паспорта на двигателя. При изследването на електродвигатели с триъгълна верига се оказа, че мощността му се увеличава 3 пъти в сравнение със звездната верига.

Когато се разглеждат генераторите, веригите на звездата и триъгълника са подобни по параметри на работата на електродвигателите. Изходното напрежение на генератора ще бъде по-високо във верига триъгълник, отколкото във верига звезда. Въпреки това, с увеличаване на напрежението, токът намалява, тъй като според закона на Ом тези параметри са обратно пропорционални един на друг.

Следователно може да се заключи, че при различни съединениякраищата на намотките на генератора, можете да получите две различни стойности на напрежението. В съвременните мощни електрически двигатели, когато веригата се стартира, звездата и триъгълникът се превключват автоматично, тъй като това намалява текущото натоварване, което възниква при стартиране на двигателя.

Процеси, които възникват при промяна на веригата звезда и триъгълник в различни случаи

Тук промяна във веригата означава включване на таблата и в клемните кутии на електрическите устройства, при условие че има намотки.

Намотки на генератор и трансформатор

При преминаване от звезда към триъгълник напрежението намалява от 380 на 220 волта, мощността остава същата, тъй като фазово напрежениене се променя, въпреки че линейният ток се увеличава с коефициент 1,73.

При обратно превключване възникват обратни явления: мрежовото напрежение се увеличава от 220 до 380 волта, а фазовите токове не се променят, но мрежовите токове намаляват с 1,73 пъти. Следователно можем да заключим, че ако има заключение на всички краища на намотките, тогава вторичните намотки на трансформатора и генераторите могат да се използват за два вида напрежение, които се различават 1,73 пъти.

Осветителни лампи

При преминаване от звезда към триъгълник лампите ще изгорят. Ако превключването е обратно, при условие че лампите в триъгълника са горели нормално, тогава лампите ще светят слабо. Без неутрален проводник лампите могат да бъдат свързани в звезда, при условие че мощността им е еднаква и се разпределя равномерно между фазите. Тази връзка се използва в театрални полилеи.

Дизайнът на трифазен електродвигател е електрическа машина, за нормална операциякоето изисква трифазни AC мрежи. Основните части на такова устройство са статорът и роторът. Статорът е оборудван с три намотки, изместени на 120 градуса. Когато в намотките се появи трифазно напрежение, на техните полюси се образуват магнитни потоци. Поради тези потоци роторът на двигателя започва да се върти.

В промишленото производство и в ежедневието се практикува широкото използване на трифазни асинхронни двигатели. Те могат да бъдат едноскоростни, когато е направено свързване на намотките на двигателя звезда и триъгълник, или многоскоростни, с възможност за превключване от една верига към друга.

Свързване на намотки със звезда и триъгълник

За всички трифазни електродвигатели намотките са свързани в звезда или триъгълник.

При свързване на намотките според звездната схема техните краища са свързани в една точка на нулевия възел. Следователно се получава още един допълнителен нулев изход. Другите краища на намотките са свързани към фазите на мрежата 380 V.

Триъгълникът е последователното свързване на намотките. Краят на първата намотка е свързан с началния край на втората намотка и т.н. В крайна сметка краят на третата намотка ще се свърже с началото на първата намотка. Към всеки свързващ възел се подава трифазно напрежение. Триъгълната връзка се отличава с липсата на неутрален проводник.

И двата вида съединения са получили приблизително еднакво разпространение и нямат значителни разграничителни характеристики помежду си.

Има и комбинирана връзка, когато се използват и двете опции. Този метод се използва доста често, целта му е плавен старт на електродвигателя, който не винаги може да се постигне с конвенционални връзки. В момента на директен старт намотките са в положение звезда. След това се използва реле, което осигурява превключване към положение на триъгълник. Поради това стартовият ток се намалява. Комбинираната схема се използва най-често при стартиране на електродвигатели с висока мощност. За такива двигатели е необходим и значително по-висок стартов ток, надвишаващ номиналната стойност около седем пъти.

Електрическите двигатели могат да бъдат свързани по друг начин, когато се използва двойна или тройна звезда. Тези връзки се използват за двигатели с две или повече променливи скорости.

Стартиране на трифазен електродвигател с превключване от звезда към триъгълник

Този метод се използва за намаляване на стартовия ток, който може да бъде около 5-7 пъти над номиналния ток на двигателя. Блоковете с твърде голяма мощност имат такъв стартов ток, при който предпазителите лесно избухват, прекъсвачите се изключват и като цяло напрежението пада значително. При такова намаляване на напрежението, нажежаемостта на лампите намалява, въртящият момент на други електродвигатели намалява и контакторите също спонтанно се изключват. Затова кандидатствайте различни начини, с цел намаляване на стартовия ток.

Общото за всички методи е необходимостта от намаляване на напрежението в намотките на статора по време на директно стартиране. За да се намали стартовият ток, веригата на статора може да бъде допълнена с дросел, реостат или автоматичен трансформатор по време на старта.

Най-разпространено е превключването на намотката от звезда към триъгълник. В положение звезда напрежението става 1,73 пъти по-малко от номиналното напрежение, така че токът също ще бъде по-малък, отколкото при пълно напрежение. По време на стартиране скоростта на двигателя се увеличава, токът намалява и намотките се превключват в положение триъгълник.

Такова превключване е разрешено в електродвигатели с лесен режим на стартиране, тъй като началният въртящ момент намалява около половината. По този начин се превключват тези двигатели, които конструктивно могат да бъдат свързани в триъгълник. Те трябва да имат намотки, способни да работят при.

Кога да превключите от делта към звезда

Когато е необходимо да се направи връзка звезда-триъгълник на намотките на двигателя, трябва да се помни, че е възможно да се премине от един тип към друг. Основният вариант е веригата за превключване звезда-триъгълник. Въпреки това, ако е необходимо, е възможно и обратното.

Всеки знае, че двигателите, които не са напълно натоварени, изпитват намаляване на фактора на мощността. Поради това е желателно да се заменят такива двигатели с устройства с по-малка мощност. Въпреки това, ако замяната не е възможна и има голям резерв от мощност, се извършва превключване делта-звезда. Токът във веригата на статора не трябва да надвишава номиналната стойност, в противен случай двигателят ще прегрее.