Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Celé zatížení třífázových obvodů je připojeno podle hvězdy nebo trojúhelníku. V závislosti na typu spotřebiče elektřiny a napětí v rozvodné síti a zvolte vhodnou možnost. Pokud hovoříme o elektromotorech, pak možnost jeho provozu v konkrétní síti s nominálními charakteristikami závisí na volbě možnosti připojení vinutí. V článku se podíváme na to, jak se hvězda a delta liší v elektromotoru, co ovlivňují a jaký princip připojení vodičů ve svorkovnici třífázového motoru.

Teorie

Jak již bylo zmíněno, schémata zapojení hvězdy a trojúhelníku jsou typická nejen pro elektromotor, ale také pro vinutí transformátoru, topná tělesa (například elektrická topidla) a další zátěže.

Abychom pochopili, proč jsou tyto systémy spojovacích prvků třífázového obvodu takzvané, je nutné je poněkud upravit.

V "hvězdě" je zatížení každé fáze propojeno jedním ze závěrů, což se nazývá neutrální bod. V „trojúhelníku“ je každý ze svorek zatížení připojen k opačným fázím.

Vše, co bylo v článku uvedeno, platí dále pro třífázové asynchronní a synchronní stroje.

Vezměme si tuto otázku na příkladu zapojení vinutí třífázového transformátoru nebo třífázového motoru (v tomto kontextu to nevadí).

Na tomto obrázku jsou rozdíly znatelnější, u „hvězdy“ jsou začátky vinutí spojeny s fázovými vodiči a konce jsou spojeny dohromady, ve většině případů je neutrální vodič z napájecího generátoru nebo transformátoru připojen ke stejnému zátěžovému bodu.

Bodka označovala začátek vinutí.

To znamená, že v "trojúhelníku" je připojen konec předchozího vinutí a začátek dalšího vinutí a připojovací fáze je připojena k tomuto bodu. Pokud zamícháte konec a začátek - připojené zařízení nebude fungovat.

Jaký je rozdíl

Pokud hovoříme o připojení jednofázových spotřebičů, stručně analyzujeme příklad tří elektro, pak v „hvězdě“, pokud jeden z nich shoří, zbývající dva budou pokračovat v práci. Pokud dvě ze tří vyhoří, žádný z nich nebude fungovat vůbec, protože jsou ve dvojicích spojeny s lineárním napětím.

Ve schématu trojúhelníku, i když jsou dvě topné prvky vyfouknuty, třetí bude pokračovat v práci. Nemá nulový vodič, prostě nemá kam se připojit. A v "hvězdě" je spojena s neutrálním bodem a je třeba vyrovnat proudy fází a jejich symetrii v případě různých zátěží ve fázích (například v jednom z větví 1 je topný článek připojen a v ostatních 2 paralelně).

Pokud však s takovým spojením (s rozdílným zatížením fází) dojde k vyhoření, pak budou napětí nerovnoměrná (kde je zatížení větší, zatížení se zvýší a kde se zvýší zatížení). Více o tom jsme psali v článku o zkreslení fází.

Je třeba poznamenat, že mezi jednotlivými fázemi není možné připojit konvenční jednofázová zařízení (220V) při 380V. Zařízení musí být navrženo pro takový výkon nebo musí být síť s lineárním 220V (jako v elektrických sítích s izolovaným neutrálem některých specifických objektů, například lodí).

Když však připojujete třífázový motor, nula není často spojena se středem hvězdy, protože se jedná o symetrické zatížení.

Vzorce výkonu, proudu a napětí

Začněme tím, že ve hvězdicovém obvodu jsou dvě různá napětí - lineární (mezi lineárními nebo fázovými vodiči) a fází (mezi fází a nulou). Lineární je 1, 73 (kořen 3) krát U fáze. V tomto případě jsou lineární a fázové proudy stejné.

Il = 1, 73 * Uф

Il = Pokud

To znamená, že lineární a fázová napětí jsou vztažena tak, že při lineárním napětí 380V je fázové napětí 220V.

V „trojúhelníku“ jsou lineární a U-fáze stejné a proudy se liší o 1, 73 krát.

Il = Uf

Il = 1, 73 * Pokud

Výkon v obou případech je uvažován podle stejných vzorců:

  • plný S = 3 * Sf = 3 * (Ul / √3) * I = √3 * Ul * I;
  • aktivní P = √3 * Ill * I * cos φ;
  • reaktivní Q = √3 * Ill * I * sin φ.

Při připojení stejného zatížení na stejnou U-fázi a U-line se výkon připojených zařízení bude lišit třikrát.

Předpokládejme, že existuje motor, který pracuje z 380 / 220V třífázové sítě, a jeho vinutí jsou navržena tak, aby byla připojena přes „hvězdu“ k elektrické síti s lineárním 660V. Při připojení k „trojúhelníku“ by měl být napájecí zdroj Ulinear 1, 73 krát menší, tj. 380V, který je vhodný pro připojení k naší síti.

Dáváme výpočty, které ukazují, jaké jsou rozdíly pro motor při přepínání vinutí z jednoho okruhu do druhého.

Předpokládejme, že statorový proud, když je připojen k trojúhelníku v síti 380V, byl 5A, pak jeho celkový výkon se rovná:

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

Přepneme motor na „hvězdu“ a výkon se sníží třikrát, protože napětí na každém vinutí se snížilo o 1, 73 krát (to bylo 380 na vinutí, a to se stalo 220) a proud je také 1, 73 krát: 1, 73 * 1 73 = 3. Proto s ohledem na snížené hodnoty vypočítáme celkový výkon.

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

Jak vidíte - výkon klesl 3krát!

Co se však stane, když bude existovat jiný elektromotor a bude pracovat v „hvězdě“ v síti 380V a statorový proud stejné 5A, a vinutí jsou navržena tak, aby byla připojena k „trojúhelníku“ na 220V (3 fáze), ale z nějakého důvodu připojeno v "trojúhelníku" a připojeno k 380V?

V tomto případě se výkon zvýší třikrát, protože napětí na vinutí je nyní naopak zvýšeno o 1, 73 krát a proud o tolik.

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

Výkon motoru se stal více než jmenovitým výkonem stejných 3krát. Tak on prostě spálil!

Proto je nutné připojit elektromotor podle schématu zapojení vinutí, které odpovídá jejich jmenovitému napětí.

Praxe - jak si vybrat schéma pro konkrétní případ

Nejčastěji pracují elektrikáři se sítí 380/220 V, proto zvažte, jak se připojit, nebo hvězdou nebo trojúhelníkem, elektromotor k takové třífázové elektrické síti.

U většiny elektromotorů lze měnit schéma zapojení vinutí, pro tento účel je v Brně šest terminálů, které jsou umístěny tak, aby bylo možné sestavit potřebné schéma pomocí minimálního souboru propojek. Jednoduše řečeno: výstup začátku prvního vinutí se nachází nad koncem třetího, začátku druhého, nad koncem prvního, začátku třetího na konci druhého.

Jak odlišit dvě možnosti připojení elektromotoru, viz obrázek níže.

Promluvme si o tom, který systém si vybrat. Schéma zapojení motorových cívek nemá žádný zvláštní vliv na režim provozu motoru za předpokladu, že jsou splněny jmenovité parametry motoru napájecí sítě. K tomu se podívejte na typový štítek a určete, které napětí je speciálně navrženo pro váš elektrický stroj.

Obvykle má označení formu:

A / Y 220/380

To znamená:

Pokud se mezifázové napětí rovná 220 - sbírejte vinutí v trojúhelníku, a pokud 380 - ve hvězdě.

Chcete-li jednoduše odpovědět na otázku „Jak připojit vinutí motoru?“ Udělali jsme pro vás tabulku výběru schématu připojení:

Přechod z hvězdy na trojúhelník pro měkký start

Při spouštění motoru jsou pozorovány vysoké startovací proudy. Aby se snížily počáteční proudy indukčních motorů, používá se rozběhový obvod se spínáním vinutí z hvězdy na trojúhelník. V tomto případě, jak je uvedeno výše, musí být motor vypočteno spojení s "trojúhelníkem" a pracovat pod lineární sítí.

V těchto třífázových výkonových sítích (380 / 220V) se pro tyto případy používají motory s jmenovitým „380/660“ volty pro „Δ / Y“.

Při startu se vinutí zapíná na „hvězdu“ při sníženém napětí 380V (vzhledem k nominálnímu 660V), motor začne nabírat hybnost a v určitém časovém okamžiku (obvykle podle časovače, ve složitých případech, snímače proudu a otáček) se vinutí přepne na „trojúhelník“ a pracuje již na svých nominálních 380 voltech.

Na výše uvedeném obrázku je popsán tento způsob spouštění motorů, ale jako příklad je znázorněn kolébkový spínač, ale v praxi se používají dva další stykače (KM2 a KM3), i když je to mnohem komplikovanější než konvenční schéma zapojení motoru, ale to není jeho nevýhoda. Má však řadu výhod:

  • Méně zatížení na mřížce od zapínacích proudů.
  • Nižší napětí klesá a snižuje pravděpodobnost zastavení souvisejícího zařízení.
  • Měkký start motoru.

Toto řešení má dvě hlavní nevýhody:

  1. Je nutné položit dva třížilové kabely z místa stykačů přímo na svorky motoru.
  2. Počáteční moment padá.

Závěr

Rozdíly ve výkonu při připojování stejného elektromotoru podle schématu hvězdy nebo trojúhelníku jako takové nejsou (bude to jen spálit, pokud provedete nesprávnou volbu). Také, protože neexistují žádné výhody a nevýhody žádného z těchto režimů. Někteří autoři citují jako argument, že proud v "hvězdě" je menší. Ale se stejnou silou dvou různých motorů, z nichž jeden je určen pro připojení do "hvězdy", a druhý v "trojúhelníku" do sítě, například 380V - proud bude stejný. A stejný motor nemůže být přepnut "náhodně" a "není jasné proč", protože to prostě hoří. Hlavní věc, kterou si vybrat možnost, která odpovídá napájecímu napětí.

Doufejme, že nyní jste se stali jasnější o tom, co je to hvězda a trojúhelník v elektromotoru, jaký je rozdíl v připojení každé metody a jak zvolit obvod pro konkrétní případ. Doufáme, že poskytnuté informace jsou pro Vás užitečné a zajímavé!

Materiály k tématu:

  • Jaký je rozdíl mezi střídavým proudem a stejnosměrným proudem?
  • Co je fáze, nula a uzemnění
  • Schémata zapojení třífázového elektroměru

Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Kategorie:

Znalostní báze