В чем особенности подключения звездой и треугольником. Переключение звезда треугольник схема.

Концы фазных обмоток двигателя заделаны в специальную «клеммную колодку». Это делается для облегчения соединения. В электротехнике существует два основных способа подключения асинхронных двигателей: соединение треугольником и соединение звездой. Концы соединяются перемычками, специально разработанными для этой цели.

Пуск электродвигателя способом звезда, треугольник

Работа «звезда-треугольник», необратимая (1 выход). Метод коммутации «звезда-треугольник» используется для двигателей, предназначенных для работы с обмотками, соединенными треугольником. Этот метод осуществляется в три этапа. Сначала двигатель запускается по схеме «звезда», чтобы двигатель работал вверх. Далее двигатель переключается в режим треугольника, и при переключении необходимо соблюдать несколько моментов. Во-первых, время переключения должно быть правильным, так как если контакты замкнутся слишком рано, дуга не успеет погаснуть и может произойти короткое замыкание. Если время переключения слишком велико, скорость двигателя может быть потеряна, а пусковой ток может увеличиться. На третьем этапе, когда обмотка статора уже переключена в треугольник, двигатель переходит в непрерывный режим работы.

Схема подключения обмоток электродвигателя звездой

Вот так выглядит плата двигателя, здесь обмотки соединены в звезду. То есть концы обмоток соединены в одной точке.

Мои коллеги-инженеры сталкивались с такими случаями, когда перемычки устанавливались в начале обмоток, куда подключался силовой кабель. Сразу же произошло короткое замыкание.

При соединении обмоток в звезду фазные и сетевые напряжения отличаются, но ток одинаковый.

Теперь мы хотим найти полную мощность электродвигателя.

Полная мощность в трехфазной системе равна сумме полных мощностей трех фаз:

Формула для полной мощности выглядит следующим образом:

А чтобы найти активную мощность, применим следующую формулу:

Где cosf — коэффициент мощности, а n — КПД.

Из формулы для активной мощности мы можем вывести ток:

Спецификация оборудования фирмы (Германия)

Метод изменения «звезда-треугольник» используется на двигателях, рассчитанных на работу с обмотками, соединенными в треугольник. Этот метод осуществляется в три этапа. Во-первых, мотороллер запускается в соединении «звезда», то есть в точке запуска двигателя. Далее двигатель переключается на работу в треугольнике, и при этом переходе необходимо учитывать несколько моментов. Во-первых, время переключения должно быть правильным, так как если контакты замкнутся слишком рано, дуга не успеет погаснуть и может произойти короткое замыкание. Если время переключения слишком велико, скорость двигателя может быть потеряна, а пусковой ток может увеличиться. На третьем этапе, когда обмотка статора уже соединена в треугольник, двигатель переключается на непрерывный режим работы.

Звезда и треугольник — это основные типы соединений в трехфазных системах. Каждая схема имеет свои характеристики, и важно правильно их применять или комбинировать.

Асинхронный трехфазный электродвигатель

Асинхронная трехфазная модель используется для преобразования электрической энергии в механическую. Асинхронные источники питания конструктивно состоят из трех частей:

1. Корпус. Корпус. Он также используется для фиксации движущихся и недвижущихся частей.
2. Он также служит стабилизатором для неподвижных и подвижных частей. Статический компонент структуры. Он состоит из рамы и магнитного сердечника. Магнитный элемент, прижатый к рамке, образует электромагнитный сердечник. Он намагничивает машину и создает вращающиеся магнитные поля.
3. Ротор. Подвижная часть конструкции.

Магнитные катушки расположены под углом друг к другу так, что вращение возможно без дополнительных устройств.

Преимущества АД

Использование двигателей AD в производственных системах широко распространено благодаря их положительным характеристикам:

1. Дизайн. По сравнению с другими вариантами, асинхронный двигатель является самой простой конструкцией. Это обусловлено возможностью подключения к стандартной трехфазной электросети, а также принципом работы. Простота делает AD самым дешевым среди конкурентов в аналогичном диапазоне.
2. Начальный принцип. Использование обмоток, смещенных на 120 Ω, позволяет формировать поле без использования дополнительных преобразователей и компонентов. Сама конструкция является причиной вращения. Для его запуска достаточно подать питание соответствующим образом (обычно через контактор).
3. Использование. Эксплуатационные расходы асинхронных машин низкие, а техническое обслуживание относительно простое. Достаточно очистить систему от пыли и при необходимости обеспечить правильное подключение контактов двигателя.

Другими преимуществами этого типа устройств являются долговечность и надежность в широком диапазоне мощности. При надлежащих условиях эксплуатации и регулярном техническом обслуживании подшипники не требуют замены чаще, чем раз в 15 лет.

Особенности «звездного» соединения

Три обмотки имеют по две клеммы — начальную и конечную. В результате получается 6 контактов двигателя, которые должны быть подключены к трехфазной сети. Соединение звездой означает, что концевые зажимы подключены к одной нулевой точке через мост. Концы обмотки подключаются к соответствующим фазам сети 380 В или 660 В.

Преимущества этого метода соединения включают:

• бесперебойную работу генераторной установки в течение длительного времени,
• более длительный срок службы и высокая надежность,
• Плавный, мягкий старт,
• устойчивость к кратковременным перегрузкам,
• Минимальный нагрев корпуса во время работы.

В некоторых моделях обмотки со стороны клемм подключаются первыми. Эта конструктивная особенность не позволяет использовать другие способы организации — доступны только пусковые клеммы. Такой подход ограничивает возможности подключения, но упрощает проводку. Она не требует специальных навыков или подготовки.

Для предотвращения перегорания двигателя при переключении с треугольника на звезду нагрузку на валу двигателя необходимо снижать до тех пор, пока фазный ток не сравняется с фазным током треугольника.

Звезда, треугольник — определения

В зависимости от способа соединения обмоток генератора и нагрузки различают соединение звездой и треугольником. Каждая фазная обмотка генератора имеет две клеммы, обычно называемые началом и концом. Начало обмотки — это клемма, на которую направляется положительный ЭДС.

При соединении звездой концы всех фаз генератора подключаются к одному узлу. Это называется нейтральным узлом или нейтральной точкой. Нейтральная точка генератора и нагрузка часто соединяются нейтральным кабелем. Другие кабели, соединяющие обмотки генератора с приемником, называются линейными.

При соединении треугольником начало обмотки одной фазы соединяется с концом обмотки другой, так что три обмотки образуют замкнутый треугольник.

На практике используются различные комбинации соединений фаз генератора и нагрузки: Звезда-звезда, звезда-дельта, дельта-дельта. Существуют также зигзагообразные комбинации, но в данном обзоре мы не будем их рассматривать.

Напряжения и токи в фазах генератора и нагрузки называются фазными напряжениями и обозначаются Uf, Ia. Напряжения между проводниками линии и токи в них называются линейными и обозначаются Ul, Il. Из приведенных выше диаграмм видно, что для соединения звездой Il = If, а для соединения треугольником Ul = Uf.

Если обмотки 220-вольтового источника питания соединены в треугольник, фазное и сетевое напряжения составляют по 220 вольт. Взаимосвязь между напряжениями сети и фазными напряжениями отличается при соединении звездой. Их можно определить с помощью векторной диаграммы или путем анализа синусоидальных кривых трех фаз, как показано в следующем ролике:

Расчет линейных напряжений с помощью векторов сводится к анализу равнобедренного треугольника с углами при основании 30°. Также можно вычислить разность векторов, используя комплексные числа. Мы не будем подробно рассматривать эти методы. Укажем лишь, что для соединения звездой линейное напряжение равно Ul = √3 × Uf (380 = √3 × 220).

Трансформация напряжений при помощи комбинаций звезда и треугольник

При мощности генератора электростанции 500 МВт и напряжении 10 кВ ток в проводниках составляет 50 000 ампер. При передаче на большие расстояния кабели имеют значительное сопротивление в качестве нагрузки. Следовательно, большая часть электроэнергии тратится на нагрев кабелей. Для минимизации потерь при передаче электроэнергии единственным эффективным методом является повышение напряжения, что снижает силу тока. А это невозможно без распределительных трансформаторов (повышающих и понижающих трансформаторов).

Здесь не будет анализироваться принцип работы трансформатора. Нас больше интересует, как соединены обмотки в схеме «звезда» или «треугольник».

Моделирование проводится в программе Multisim. Начнем с трехфазного генератора переменного тока, обмотки которого соединены в звезду. Заземлите место соединения обмоток. В этом месте хотелось бы отметить, что хотя генераторы на электростанциях вырабатывают напряжение в тысячи вольт и преобразуют его, повышая и понижая, мы возьмем генератор, вырабатывающий привычные 220 вольт. Также не сравнивайте приведенные здесь схемы с реальной системой, поскольку путь от электростанции до потребителя гораздо сложнее.

Теперь добавим трансформатор. Точнее, соберите его из трех трансформаторов так, чтобы первичные обмотки были соединены в звезду, а вторичные — в треугольник. Мы не будем повышать напряжение, но посмотрим, какие преобразования происходят при соединении обмоток трансформатора в цепь звезда-треугольник.

Когда обмотки генератора или вторичные обмотки трансформатора меняются со звезды на треугольник, происходит следующее:

• Напряжение сети снижается в 1,73 раза. В нашем случае напряжение в сети падает с 380 до 220 вольт.
• Мощность генератора и трансформатора остается неизменной. Это происходит потому, что напряжение в каждой фазной обмотке остается неизменным, а ток в каждой фазной обмотке остается неизменным, несмотря на то, что ток в сетевых проводах увеличивается на 1,73. Мы покажем это немного позже, когда будем замыкать нагрузки накоротко. Однако давайте сначала добавим в нашу схему еще один трансформатор с треугольной звездой и подключим к нему нагрузку.

Когда обмотки генератора или вторичные обмотки трансформатора меняются с треугольника на звезду, возникает обратный эффект:

• Напряжение в сети увеличивается в 1,73 раза. В нашем случае с 220 до 380 вольт.
• Токи в фазных обмотках остаются прежними, токи в сетевых проводах уменьшаются на коэффициент 1,73.

Давайте теперь разберемся в причинах преобразований простыми словами, без использования векторов. Для этого посмотрите на движение свободных электронов в электрической цепи и проанализируйте потенциалы в определенный момент времени. Вы, вероятно, не найдете такого объяснения больше нигде, но оно, пожалуй, самое простое для понимания.

Подключение двигателя звездой или треугольником

Рассмотрев схемы подключения обмоток трансформатора, важно не перепутать напряжения и токи для трехфазных асинхронных двигателей, соединенных в звезду или треугольник. Поэтому в начале лучше всего вычитать из предыдущих диаграмм.

Начните с данных подключения двигателя переменного тока и номинальной мощности двигателя:

Опять же, нас интересует номинальное напряжение трехфазного источника тока, к которому подключен асинхронный двигатель, если фазы обмотки статора подключены по-разному.

Если вы посмотрите на табличку на корпусе двигателя, 220/380 В означает, что двигатель подключен к трехфазной сети 380 В, когда обмотка соединена в восьмерку, и 220 В, когда она соединена в треугольник. Самое главное — не запутаться и сделать все правильно. 220 вольт, указанные на заводской табличке, — это напряжение сети, а не фазное напряжение розетки. Поэтому такой двигатель не следует подключать к трехфазному треугольнику с сетевым напряжением 380 вольт, который доступен повсеместно. Напряжение сети 220 В соответствует фазному напряжению 127 В. Однако при наличии сетевого напряжения 220 В вышеупомянутый двигатель можно подключить по схеме «звезда», но тогда его мощность уменьшится в три раза. Более подробно это обстоятельство будет рассмотрено ниже.

Когда обмотки двигателя соединены в звезду, сетевые токи I и фазные токи I_ф равны, а соотношение между фазным и сетевым напряжением равно U = √3 × U_фгде U_ф = U / √3. Это дает следующие формулы для определения мощности:

• S общая = 3 × S_ф = 3 × (U / √3) × I = √3 × U × I
• Активное P = √3 × U × I × cos φ,
• Реактивное Q = √3 × U × I × sin φ.

Когда обмотки двигателя соединены в треугольник, линейные напряжения U и фазные напряжения U_ф равны, а зависимость между фазными токами и токами сети равна I = √3 × I_фгде я_ф = I / √3. Это дает следующие формулы для определения мощности:

• S общая = 3 × S_ф = 3 × U × (I / √3) = √3 × U × I
• Активное P = √3 × U × I × cos φ.
• Реактивное Q = √3 × U × I × sin φ.

Как видно, формулы для определения мощности одинаковы для разных схем расположения обмоток. И кажется, что нет никакой разницы в мощности между звездой и дельтой. Откуда же берется упомянутое выше тройное падение мощности? Секрет заключается в соотношении между напряжением и током. Для примера: рассчитайте мощность для асинхронного двигателя треугольник/звезда (220/380 В, 8,3/4,8 А).

Основное требование для запуска трехфазного двигателя заключается в том, что момент нагрузки всегда должен быть меньше пускового момента, иначе двигатель не запустится, а обмотки перегреются и сгорят, даже в режиме пуска «звезда», когда напряжение ниже номинального.

Способы осуществления задержки переключения

Диаграмма времени переключения

Существуют различные принципы выполнения задержек:

• Реле времени, в котором нормально разомкнутый контакт при включении блокирует соединение обмоток в треугольник. В этой схеме время переключения определяется с помощью реле тока (РТ),
• Таймер (реле времени), который изменяет работу через заданный интервал времени (уставка) 6-10 секунд,
• Подключение контакторов к внешним токам управления от устройств автоматического управления или ручных выключателей.

Современное реле времени со всеми настройками

Ручной переключатель

Классическая схема

Эта система довольно проста, может быть собрана своими руками, нетребовательна и надежна, но имеет один существенный недостаток, описанный ниже, и требует использования громоздкого и устаревшего реле времени.

Это реле обеспечивает задержку подачи напряжения из-за намагниченного сердечника, которому требуется некоторое время для размагничивания.

Электромагнитное реле времени

Необходимо пройтись по схемам, чтобы понять, как работает эта схема.

Классическая схема с реле тока и времени

После приведения в действие трехфазного выключателя АВ пускатель готов к работе. Ток проходит через катушку контактора КМ через нормально замкнутые контакты кнопки «стоп» и контакт кнопки «пуск», замкнутый оператором. Силовые контакты KM удерживаются в положении ON контактом «самозапуска» на BKM.

На рисунке выше красная стрелка указывает на обходной контакт.

Реле KM необходимо для отключения двигателя с помощью кнопки «Стоп». Импульс от кнопки пуска также проходит через размыкающие контакты БКМ1 и ПМ, пусковой контактор КМ2, главные контакты которого подают напряжение на подключение обмотки звезды — ротор раскручивается.

Поскольку контакт BKM2 размыкается при включении KM2, KM1 не может убедиться, что соединение обмотки треугольника находится под напряжением.

Контакты в соединении «звезда» (KM2) и «треугольник» (KM1)

Перегрузка пускового тока двигателя вызывает почти мгновенное срабатывание трансформаторов тока, подключенных к CT1 и CT2. Цепь управления катушкой KM2 перемыкается через контакт PT, блокируя работу PT.

Одновременно с запуском КМ2 дополнительным нормально разомкнутым контактом БКМ2 запускается реле времени, на контакты которого подается напряжение, но работа КМ1 не происходит, так как БКМ2 разомкнут в цепи катушки КМ1.

Активация реле времени — зеленая стрелка, переключающие контакты — красные стрелки.

При увеличении частоты вращения пусковой ток уменьшается, и контакт PT в цепи управления KM2 размыкается. Одновременно с разрывом силовых контактов, питающих соединение обмотки звезды, замыкается контакт BKM2 в цепи управления KM1 и размыкается контакт BKM2 в силовой цепи RV.

Однако, поскольку VC обесточивается с задержкой, этого времени достаточно, чтобы его нормально открытый контакт в цепи KM1 остался замкнутым, так что KM1 включается сам по себе и соединяет обмотку треугольника.

Нормально открытый самоблокирующийся контакт KM1.

Недостаток классической схемы

Если он не может увеличить скорость из-за неправильно рассчитанной нагрузки на вал, то реле тока предотвращает переход схемы в треугольник. Длительная работа асинхронного двигателя в таком режиме пусковой перегрузки крайне нежелательна и приведет к перегреву обмоток.

Перегрев обмоток двигателя

Поэтому, чтобы избежать последствий неожиданного увеличения нагрузки при запуске трехфазного двигателя (например, из-за изношенного подшипника или инородных тел в крыльчатке вентилятора, загрязнения крыльчатки насоса), к линии питания электродвигателя после контактора КМ (на рисунке не показан) и датчика температуры, установленного в корпусе, необходимо также подключить тепловое реле.

Внешний вид и основные компоненты теплового реле

Если для переключения используется таймер (режим PW), которое происходит в течение заданного интервала времени, то номинальная скорость устанавливается при переключении обмотки двигателя в треугольник, при условии, что нагрузка на валу соответствует техническим условиям работы электродвигателя.

Коммутационная работа с синхронным реле времени CRM-2T

Работа самого таймера довольно проста — сначала активируется контактор звезды, по истечении регулируемого времени контактор отключается и после регулируемой задержки активируется контактор треугольника.

Высокосложные системы требуют особого подхода, чтобы происходил постепенный переход на рабочий режим. Важно следить за параметрами двигателя, так как после переключения со «звезды» на «треугольник» мощность резко возрастает. Не все машины могут с этим справиться.

Звезда или треугольник. Оптимальное подключение асинхронного электродвигателя

Асинхронные двигатели имеют множество преимуществ. К основным преимуществам асинхронных двигателей относятся их высокий КПД и надежность, относительно низкая стоимость и простота ремонта и обслуживания двигателя, а также способность выдерживать относительно высокие механические перегрузки. Все эти преимущества, которыми обладают асинхронные двигатели, обусловлены тем, что этот тип двигателей имеет очень простую конструкцию. Однако, несмотря на многочисленные преимущества, асинхронные двигатели имеют и ряд недостатков.

На практике существует, по сути, два способа подключения трехфазных двигателей к сети. Эти методы соединения называются «соединение звездой» и «соединение треугольником».

При соединении трехфазного двигателя в звезду концы обмоток статора двигателя соединены в одной точке. В этом случае трехфазное напряжение подается в начале обмоток. На рисунке 1 ниже показано соединение асинхронного двигателя в звезду.

Если трехфазный двигатель соединен в треугольник, обмотки статора двигателя соединены последовательно. Начало следующего витка соединяется с концом предыдущего витка и так далее. На рисунке 2 показана схема соединения асинхронного двигателя в треугольник.

Не вдаваясь в теоретические и технические принципы электротехники, можно предположить, что работа электродвигателей с обмоткой звездой более тихая и плавная, чем у электродвигателей с треугольной обмоткой. Однако следует отметить, что двигатели со звездообразной обмоткой не способны развивать полную мощность, указанную в номинальном значении. Если обмотки соединены по схеме треугольника, двигатель будет работать с максимальной мощностью, указанной в техническом паспорте, но при этом возникнут очень высокие пусковые токи. С точки зрения мощности, двигатели, обмотки которых соединены в треугольник, могут производить в полтора раза больше энергии, чем те, обмотки которых соединены в звезду.

Учитывая все это, для снижения пусковых токов рекомендуется использовать обмотки типа «звезда-треугольник». Этот тип соединения особенно важен для электродвигателей с более высокой мощностью. Благодаря соединению «звезда-треугольник» двигатель запускается в конфигурации «звезда» и автоматически переключается в режим «треугольник» после достижения скорости.

Схема управления двигателем показана на рисунке 3.

Почему при подключении звездой, ток не становится меньше (при неизменной нагрузке)

Когда обмотки двигателя соединены в треугольник, фазный ток в 1,73 раза меньше сетевого тока.

Я хотел бы привести пример: На заводской табличке двигателя указан ток 30 ампер с треугольной обмоткой и напряжением 380 вольт. 30 ампер — это ток в сети. Поэтому для нахождения фазного тока нам потребуется 30/1,73. В результате фазный ток составит 17,3 ампера. Таким образом, номинальный ток обмотки двигателя составляет 17,3 ампера.

Теперь мы меняем двигатель с треугольника на звезду, но нагрузка на вал двигателя остается прежней.

Когда двигатель соединен звездой, линейный ток равен фазному току. Напряжение обмотки уменьшается в 1,73 раза. Следовательно, на обмотку подается напряжение 220 вольт вместо 380 вольт.

Следовательно, это будет не 17,3 ампера, а 30 ампер. Почему?

Потому что ток компенсирует падение напряжения на обмотке, которое уменьшилось на 1,73. Таким образом, ток увеличится в 1,73 раза. Двигатель нагревается, и если нет защиты, он перегорает. А двигатель стоит немалых денег, поэтому нужно знать, как подключить асинхронный двигатель!

Еще один пример для лучшего понимания. Посмотрите на следующую заводскую табличку двигателя:

Электрический двигатель треугольник/звезда: 220 вольт/380 вольт: 38,3/22,2 ампера.

Подключите двигатель к треугольнику и подайте 220 вольт. Ток (линейный) на заводской табличке составляет 38,3 ампера. Таким образом, фазный ток составляет 38,3/1,73= 22,2 ампера. Итак, мы выяснили, что фазный ток для обмотки составляет 22,2 ампера. Продолжим…

Теперь соедините обмотки двигателя в звезду и подайте напряжение 380 вольт. Сила тока составляет 22,2 ампера. В звезде линейный ток равен фазному току.

При треугольнике и питании 220 вольт фазный ток составляет 22,2 ампера.

При звезде и напряжении 380 вольт фазный ток составляет 22,2 ампера. Поэтому двигатель будет иметь одинаковую мощность на этих соединениях.

Но что если мы подключим этот двигатель к звезде и подадим 220 вольт? Тогда на обмотке будет уже 127 вольт на виток. Таким образом, ток компенсирует падение напряжения в обмотке в 1,73 раза и составит 38,3 ампера. А наша обмотка рассчитана на 22,2 ампера. Двигатель сгорит.

Как переключить схему двигателя в “Звезду” и в “Треугольник” вручную

Если вам не нужна автоматизация и двигатель постоянно работает в звезде или треугольнике, схему соединения обмоток можно изменить вручную с помощью гаечного ключа.

Моторная плита 220/380 В 0,37 кВт

Схема подключения показана, как обычно, на обратной стороне крышки платы:

220 — 380 электрическая схема на крышке двигателя.

Двигатель питался непосредственно от трехфазной сети 380 В через контактор и был установлен в соединении «звезда»:

Клеммы двигателя подключаются по схеме соединения «звезда».

Открутите гайки M4, снимите перемычки и отсоедините кабели питания:

Демонтируйте схему, отсоедините кабели.

Соберите цепь треугольника для отключения 220 В:

Соберите схему треугольника для 220 В.

Нам пришлось изменить схему, потому что для использования частотного преобразователя нам нужно изменить скорость вращения двигателя. А преобразователи частоты для этой мощности обычно однофазные. Итак, поехали!

Кстати, я планирую серию статей о частотных контроллерах, так что подписывайтесь!

Если для переключения используется таймер (режим PW), которое происходит в течение заданного интервала времени, то номинальная скорость устанавливается при переключении обмотки двигателя в треугольник, при условии, что нагрузка на валу соответствует техническим условиям работы электродвигателя.

Переключение звезда треугольник схема

Был один такой случай. Мужчина принес новый двигатель для ремонта, и он проработал 10 секунд, а затем начал дымить. Он подключил двигатель к обычной трехфазной сети с соединением треугольником, и на заводской табличке двигателя есть схема, которая гласит: Delta — 230 В. Звезда — 400 В. В любом случае, он подключил его неправильно, и поэтому двигатель сгорел. Для тех, кто не понимает, почему нельзя сделать это так, как сделал парень, который сжег мотор, эта статья как раз то, что нужно.

Однофазные и трехфазные электросети распространены во всем мире.

Однофазное электричество — это синусоидальная волна:

Общее амплитудное напряжение превышает фазное напряжение в √2/2 раза от него, т.е. 311,1 x √2/2 = 220, 325,3 x √2/2 = 230, 169,7 x √2/2 = 120.

В трехфазной сети фазы смещены друг относительно друга на 120 градусов. Напряжение сети в √3 раз больше межфазного напряжения, т.е. примерно в 1,73 раза, поэтому 220 x √3 = 380, 230 x √3 = 400, 380 x √3 = 660, 400 x √3 = 690, 120 x √3 = 208, 277 x √3 = 480.

Напряжение сети в трехфазной системе — это напряжение от фазы к фазе, которое указано на заводских табличках двигателей. Напряжение фаза-нейтраль (между фазой и нейтралью) не указывается на табличках.

В то же время, при определенных условиях можно считать, что на табличке указано фазное напряжение, но только если вы хотите подключить двигатель к одной фазе через конденсатор.

Кроме того, в США и Канаде также распространены двухфазные системы (двухфазные системы или трехфазные однофазные системы), которые позволяют подключать мощные приборы и устройства в соответствии с европейским стандартом 230 В. Причина использования этих систем заключается в том, что в США низковольтные линии не проходят вдоль столбов, как у нас, а понижающие трансформаторы устанавливаются непосредственно в местах питания потребителей. Это означает, что они вешают трансформаторы прямо на столбы, снижая напряжение с условных 7 кВ до обычных 120 В. Но вместо того, чтобы просто снизить напряжение до 120 В, они используют трансформатор на 240 В с промежуточной точкой. Напряжения на концах вторичной обмотки трансформатора, которые возникают в каждый момент работы, сдвинуты на 180 градусов.

То есть, они рассматриваются, так сказать, как две фазы 120 В, смещенные на 180 градусов относительно друг друга.

Аналогичным образом, в них используются специальные розетки на три контакта (две фазы и нейтраль) и предусмотрены различные варианты подключения мощных бытовых приборов, например, кондиционеров, которые могут быть подключены к напряжению 120 В и, при наличии технической возможности, к 240 В.

Эти двухфазные сети не следует путать с двухфазными сетями, существовавшими в США в начале 20-го века, где фазы были смещены на 90 градусов и к которым можно было напрямую подключать двигатели с двумя обмотками (например, современные серводвигатели). Все варианты однофазных и трехфазных сетей, используемых в Америке, выглядят следующим образом:

Подключение двигателей

Далее следуют привычные схемы подключения «треугольник» (D) и «звезда» (Y):

Всего из двигателя выходит 6 проводов: это начала трех обмоток и их концы. Точки подключения обмоток обозначены a, b, c и 0 на схеме выше (последняя точка только для звезды). В клеммной коробке упомянутые шесть клемм расположены в два ряда по три клеммы в каждом, причем начальные и конечные клеммы не параллельны друг другу, а расположены таким образом, что возможно соединение треугольником (т.е. начало одной обмотки соединено с концами другой):

Некоторые граждане подключают нейтраль к точке звезды, когда двигатель включен в звезду. На самом деле это не очень хорошо, и так делать не следует.

Не имеет значения, подключаете ли вы двигатель к звезде или треугольнику. Имеет значение только то, какое напряжение вы подаете на обмотки двигателя. Подается ли это напряжение как синфазное (треугольник) или как фазное (между одной фазой и нулевой точкой — звезда), для двигателя совершенно неважно.

Если у вас есть двигатель с номинальным напряжением обмотки 220 В и у вас есть два разные Если у вас есть две разные трехфазные цепи, одна из которых имеет сетевое напряжение 380 В (220 В на фазу), а другая 220 В (127 В на фазу), вы можете подключить двигатель звездой в первой цепи и треугольником во второй цепи, это не имеет никакого значения для двигателя, единственная разница — это ток, который течет в проводах к двигателю.

Например, для двигателя мощностью 1,1 кВт с номинальным напряжением обмотки 220 В. Для тех, кто в танке: рисунок слева — для России, где 380 В 50 Гц, то есть 220 В на фазу, а справа — для стран, где трехфазное напряжение составляет 220 В, 50 Гц (или 127 В на фазу):

Для такого двигателя на заводской табличке написано: D/Y 220В / 380В, 4,9А / 2,8А. Следовательно, в этих двух случаях отличаются только токи в проводниках, ведущих к двигателю (это токи на заводской табличке, в то время как ток в обмотках одинаков, как показано на рисунке выше). Поэтому в России (напряжение сети 400 В) для такого двигателя следует использовать соединение звездой. Как видно из приведенной выше диаграммы, токи в проводниках ниже (2,8 А против 4,85 А) при использовании системы управления двигателем 230В/400В. Поэтому, если модуль переменного тока используется для привода двигателя 230В/400В D/Y, предпочтительнее использовать соединение звездой, а в настройках частотного преобразователя следует выбрать напряжение двигателя 400В.

Теперь логичный вопрос: если двигателю нет разницы по какой схеме он будет подключен, а важно лишь напряжение на обмотках, то зачем вообще делать двигатели с разным номинальным напряжением на этих самых обмотках?

Ответ заключается в том, что двигатель должен быть подходящим для данного применения, и может потребоваться следующее:

1. двигатель может быть подключен к трехфазной системе с номинальным напряжением обмотки, равным либо фазному напряжению системы (звезда), либо напряжению системы (треугольник).

Способ уменьшения пусковых токов электродвигателя

Для снижения перегрузок по току и падения напряжения в системе используется специальный тип подключения трехфазного двигателя, который при увеличении скорости переключается со звезды на треугольник.

Подключение обмоток двигателя: Звезда (слева) и дельта (справа).

Когда обмотка двигателя, соединенная треугольником, подключается к звезде, напряжение, приложенное к каждой обмотке, примерно на 70% ниже, чем напряжение номинальной обмотки двигателя. В результате пусковой ток ниже, но следует помнить, что пусковой момент также ниже.

По этой причине пуск по схеме «звезда-треугольник» не следует использовать для двигателей, которые уже нагружены инерционной нагрузкой, например, весом лебедки или сопротивлением поршневого компрессора.

Двигатель поршневого компрессора не должен изменяться

Для таких тяжелых пусковых нагрузок используется специальный трехфазный двигатель с фазным ротором, в котором пусковые токи регулируются с помощью регуляторов тока.

Переключение звезда-треугольник может использоваться только для электродвигателей со свободно вращающейся нагрузкой на валу — вентиляторы, центробежные насосы, валы двигателей, центрифуги и другие подобные устройства.

Центробежный насос с асинхронным двигателем

Реализация смены режимов подключения обмоток двигателя

Очевидно, что для запуска трехфазного двигателя по схеме «звезда» и последующего переключения на схему «треугольник» в пускателе необходимо использовать несколько трехфазных контакторов.

Ассемблер в стартере «Звезда-Дельта

В этом случае необходимо предотвратить неодновременное включение этих контакторов и обеспечить немедленную задержку включения для того, чтобы соединение звезда-треугольник было отключено до образования соединения треугольник, иначе возникнет трехфазное короткое замыкание.

Поэтому реле времени (РВ), используемое в схеме для определения интервала переключения, должно также обеспечивать задержку в 50-100 мс для предотвращения возникновения короткого замыкания.

Способы осуществления задержки переключения

Диаграмма переключения рабочего времени

Существуют различные принципы выполнения задержек:

• Реле времени, в котором нормально разомкнутый контакт при включении блокирует соединение обмоток в треугольник. В этой схеме время переключения определяется с помощью реле тока (РТ),
• Таймер (реле времени), который переключает функции через заданный интервал времени (уставка) 6-10 секунд,

Схема переключения звезда треугольник

Паспортная табличка трехфазного асинхронного электродвигателя содержит все важные технические данные машины, включая всегда номинальный рабочий ток.

Два значения, отмеченные косой чертой, указывают на ток, потребляемый двигателем, когда обмотки статора соединены в треугольник (наибольшее значение) или звезду.

Запуск и пуск двигателя с треугольной обмоткой связан с очень высокими пусковыми токами, которые могут вызвать падение напряжения в сети, что в свою очередь может привести к различным нарушениям в работе электрооборудования, питающегося от той же сети.

Чтобы минимизировать пусковые токи нагрузки в двигателе и избежать таких последствий, рекомендуется запускать двигатели с обмоткой «звезда», а затем переключаться на обмотку «треугольник».

Схема звезда — треугольник

Эта система основана на релейно-контактной логике и состоит из двух магнитных пускателей К2, К3 и реле времени в сочетании с контактором К1. Двигатель AD запускается магнитным пускателем K3, который переключает его обмотки в конфигурации звезды.

Через определенное время, достаточное для того, чтобы довести двигатель до номинальной скорости и снизить пусковой ток до номинального значения, срабатывает реле K1.

Как видно из схемы, включение реле размыкает цепь питания контактора К3 и замыкает цепь питания К2, переключая обмотку АД в треугольник, что приводит к его включению. Поэтому обмотки двигателя переключаются в треугольник.

Снижение пускового тока двигателя предлагаемым здесь способом достигается, по существу, за счет переключения обмоток статора на пониженное напряжение 220 В — звезда во время пуска и последующего переключения на рабочее напряжение 380 В — треугольник.

Обратите внимание, что данный способ снижения пускового тока может использоваться для двигателей с номинальным рабочим напряжением 380/660 В (указано на заводской табличке). Подключение обмоток двигателя с рабочим напряжением 220/380 В, указанным на заводской табличке, в треугольнике приведет к повреждению двигателя.

Двигатель просто сгорает, потому что обмотка треугольника имеет перенапряжение, при рабочем напряжении 220 В и сетевом напряжении 380 В.

Цепь обмотки не может быть активирована только управляющим сигналом реле времени. Потребляемый ток может быть контролируемым значением; тогда в схеме вместо реле времени должно использоваться реле тока.