Τι είναι ένα αστέρι και ένα τρίγωνο σε έναν ηλεκτροκινητήρα
Όλο το φορτίο σε τριφασικά κυκλώματα συνδέεται σε κύκλωμα αστεριού ή δέλτα. Ανάλογα με τον τύπο των καταναλωτών ηλεκτρικής ενέργειας και τάσης στο δίκτυο, επιλέγουν την κατάλληλη επιλογή. Αν μιλάμε για ηλεκτρικούς κινητήρες, τότε η πιθανότητα λειτουργίας του σε ένα συγκεκριμένο δίκτυο με ονομαστικά χαρακτηριστικά εξαρτάται από την επιλογή σύνδεσης των περιελίξεων. Στο άρθρο θα εξετάσουμε πώς διαφέρουν το αστέρι και το τρίγωνο στον ηλεκτροκινητήρα, τι επηρεάζουν και ποια είναι η αρχή της σύνδεσης των καλωδίων στο μπλοκ ακροδεκτών του τριφασικού κινητήρα.
Θεωρία
Όπως ήδη αναφέρθηκε, τα σχήματα σύνδεσης αστεριού και τριγώνου είναι χαρακτηριστικά όχι μόνο για τον ηλεκτρικό κινητήρα, αλλά και για τις περιελίξεις του μετασχηματιστή, τα θερμαντικά στοιχεία (για παράδειγμα, τα στοιχεία θέρμανσης ηλεκτρικού λέβητα) και άλλα φορτία.
Για να καταλάβετε γιατί ονομάζονται αυτά τα σχήματα σύνδεσης στοιχείων ενός τριφασικού κυκλώματος, πρέπει να τα τροποποιήσετε κάπως.
Στο "αστέρι", το φορτίο κάθε φάσης διασυνδέεται με ένα από τα συμπεράσματα, αυτό ονομάζεται ουδέτερο σημείο. Στο «τρίγωνο», καθένας από τους ακροδέκτες φορτίου συνδέεται σε αντίθετες φάσεις.
Όλα όσα αναφέρονται στο άρθρο ισχύουν περαιτέρω για τριφασικά ασύγχρονη και σύγχρονες μηχανές.
Εξετάστε αυτό το ζήτημα στο παράδειγμα της σύνδεσης των περιελίξεων ενός τριφασικού μετασχηματιστή ή ενός τριφασικού κινητήρα (σε αυτό το πλαίσιο, δεν έχει σημασία).
Σε αυτό το σχήμα, οι διαφορές είναι πιο αισθητές, στο "αστέρι" η αρχή των περιελίξεων συνδέεται με αγωγούς φάσης και τα άκρα συνδέονται μεταξύ τους, στις περισσότερες περιπτώσεις ένα μηδέν σύρμα από τη γεννήτρια τροφοδοσίας ή τον μετασχηματιστή συνδέεται στο ίδιο σημείο φόρτωσης.
Η τελεία δείχνει την αρχή των περιελίξεων.
Δηλαδή, στο "τρίγωνο" συνδέεται το τέλος της προηγούμενης περιέλιξης και η αρχή της επόμενης, και η φάση τροφοδοσίας συνδέεται σε αυτό το σημείο. Εάν συγχέετε το τέλος και την αρχή, το συνδεδεμένο μηχάνημα δεν θα λειτουργήσει.
Ποια είναι η διαφορά;
Αν μιλήσουμε για τη σύνδεση μονοφασικών καταναλωτών, θα αναλύσουμε εν συντομία το παράδειγμα τριών ηλεκτροκινητών, τότε στο «αστέρι», εάν ένα από αυτά εξαντληθεί, οι δύο εναπομείναντες θα συνεχίσουν να λειτουργούν. Εάν δύο από τα τρία κάψουν, κανένα δεν θα λειτουργεί καθόλου, καθώς συνδέονται σε ζεύγη με γραμμική τάση.
Στο κύκλωμα τριγώνου, ακόμη και όταν καίγονται 2 δέκα στοιχεία, το τρίτο θα συνεχίσει να λειτουργεί. Δεν υπάρχει ουδέτερο σύρμα σε αυτό, δεν υπάρχει πουθενά να το συνδέσετε. Και στο «αστέρι» συνδέεται σε ένα ουδέτερο σημείο και είναι απαραίτητο να εξισωθούν τα ρεύματα φάσης και η συμμετρία τους σε περίπτωση διαφορετικών φορτίων φάσης (για παράδειγμα, 1 θερμαντήρας συνδέεται σε έναν από τους κλάδους και 2 παράλληλα για τους άλλους).
Αλλά αν σε μια τέτοια σύνδεση (με διαφορετικό φορτίο φάσης) καίει το μηδέν, τότε οι τάσεις δεν θα είναι οι ίδιες (όπου αυξάνεται το φορτίο και όπου αυξάνεται λιγότερο - αυξάνεται). Έχουμε γράψει περισσότερα για αυτό στο άρθρο ανισορροπία φάσης.
Θα πρέπει να έχουμε κατά νου ότι είναι αδύνατο να συνδέσεις συνηθισμένες μονοφασικές συσκευές (220V) μεταξύ φάσεων, στα 380V.Είτε οι συσκευές πρέπει να είναι σχεδιασμένες για τέτοια ισχύ, είτε το δίκτυο πρέπει να είναι γραμμικό 220V (όπως σε ηλεκτρικά δίκτυα με απομονωμένο ουδέτερο ορισμένα συγκεκριμένα αντικείμενα, για παράδειγμα, πλοία).
Όμως, με σύνδεση τριφασικού κινητήρα, το μηδέν συχνά δεν συνδέεται με το μεσαίο σημείο του αστεριού, καθώς πρόκειται για συμμετρικό φορτίο.
Τύποι ισχύος, ρεύματος και τάσης
Αρχικά, υπάρχουν δύο διαφορετικές τάσεις στο κύκλωμα αστεριών - γραμμικό (μεταξύ γραμμικών ή φάσεων καλωδίων) και φάσης (μεταξύ φάσης και μηδέν). Γραμμικό U 1,73 (ρίζα 3) φορές μεγαλύτερο από τη φάση U. Σε αυτήν την περίπτωση, τα γραμμικά και τα ρεύματα φάσης είναι ίδια.
UL = 1,73 * Ωφ
Il = Εάν
Αυτό είναι τάση γραμμής και φάσης συσχετίζεται έτσι ώστε όταν είναι γραμμικό στα 380V, η φάση είναι 220V.
Στο "τρίγωνο", η γραμμική U και η φάση U είναι ίσες και τα ρεύματα διαφέρουν κατά 1,73 φορές.
Ul = Uf
IL = 1,73 * ΕΑΝ
Δύναμη και στις δύο περιπτώσεις, εξετάστε τους ίδιους τύπους:
- πλήρες S = 3 * Sph = 3 * (Ul / √3) * I = √3 * Ul * I;
- ενεργό P = √3 * Ul * I * cos φ;
- αντιδραστικό Q = √3 * Ul * I * sin φ.
Όταν συνδέετε το ίδιο φορτίο στην ίδια φάση U και γραμμικό U, η ισχύς των συνδεδεμένων συσκευών θα διαφέρει κατά 3 φορές.
Ας υποθέσουμε ότι υπάρχει ένας κινητήρας που λειτουργεί σε ένα τριφασικό δίκτυο 380/220 V και οι περιελίξεις του έχουν σχεδιαστεί για να συνδέονται μέσω ενός «αστεριού» στο δίκτυο με γραμμική τάση 660 V. Στη συνέχεια, όταν συνδέεστε στο "τρίγωνο", η τροφοδοσία γραμμής U πρέπει να είναι 1,73 φορές μικρότερη, δηλαδή 380V, η οποία είναι κατάλληλη για σύνδεση στο δίκτυό μας.
Θα δώσουμε υπολογισμούς για να δείξουμε ποιες διαφορές θα είναι για τον κινητήρα κατά την εναλλαγή των περιελίξεων από το ένα κύκλωμα στο άλλο.
Ας υποθέσουμε ότι το ρεύμα του στάτη όταν συνδέεται σε ένα τρίγωνο σε δίκτυο 380V ήταν 5Α, τότε η πλήρης ισχύς του είναι ίση με:
S = 1,73 * 380 * 5 = 3287 VA
Αλλάξτε τον ηλεκτρικό κινητήρα στο "αστέρι" και η ισχύς θα μειωθεί κατά 3 φορές, καθώς η τάση σε κάθε περιέλιξη μειώθηκε 1,73 φορές (ήταν 380 ανά περιέλιξη, αλλά έγινε 220) και το ρεύμα είναι επίσης 1,73 φορές: 1,73 * 1 , 73 = 3. Έτσι, λαμβάνοντας υπόψη τις μειωμένες τιμές, θα υπολογίσουμε τη συνολική ισχύ.
S = 1,73 * 380 * (5/3) = 1,73 * 380 * 1,67 = 1070 VA
Όπως μπορείτε να δείτε, η δύναμη έπεσε 3 φορές!
Αλλά τι θα συμβεί εάν υπάρχει ένας άλλος ηλεκτρικός κινητήρας και λειτούργησε στο "αστέρι" στο δίκτυο 380V και το ρεύμα του στάτη είναι στα ίδια 5Α, αντίστοιχα, και οι περιελίξεις έχουν σχεδιαστεί για να συνδέονται με το "τρίγωνο" για 220V (3 φάσεις), αλλά για κάποιο λόγο συνδεδεμένο σε "τρίγωνο" και συνδεδεμένο σε 380V;
Σε αυτήν την περίπτωση, η ισχύς θα αυξηθεί 3 φορές, καθώς η τάση στο τύλιγμα τώρα αυξάνεται αντίστροφα κατά 1,73 φορές και το ρεύμα είναι το ίδιο.
S = 1,73 * 380 * 5 * (3) = 9861 VA
Η ισχύς του κινητήρα έχει γίνει περισσότερο από ονομαστική ταυτόχρονα 3 φορές. Έτσι καίει!
Επομένως, είναι απαραίτητο να συνδέσετε τον ηλεκτρικό κινητήρα σύμφωνα με το σχήμα σύνδεσης περιέλιξης που αντιστοιχεί στην ονομαστική τους τάση.
Πρακτική - πώς να επιλέξετε ένα σχήμα για μια συγκεκριμένη περίπτωση
Τις περισσότερες φορές, οι ηλεκτρολόγοι εργάζονται με ένα δίκτυο 380 / 220V, οπότε ας δούμε πώς να συνδέσετε, με ένα αστέρι ή ένα τρίγωνο, έναν ηλεκτρικό κινητήρα σε ένα τέτοιο τριφασικό ηλεκτρικό δίκτυο.
Στους περισσότερους ηλεκτρικούς κινητήρες, το διάγραμμα σύνδεσης των περιελίξεων μπορεί να αλλάξει, για αυτό υπάρχουν έξι ακροδέκτες στο brno, είναι διατεταγμένα έτσι ώστε με τη βοήθεια ενός ελάχιστου σετ αλτών να μπορείτε να συναρμολογήσετε το κύκλωμα που χρειάζεστε. Με απλά λόγια: το συμπέρασμα της έναρξης της πρώτης περιέλιξης βρίσκεται πάνω από το τέλος του τρίτου, η αρχή του δεύτερου, πάνω από το τέλος του πρώτου, η αρχή του τρίτου πάνω από το τέλος του δεύτερου.
Πώς να διακρίνετε δύο επιλογές για τη σύνδεση ενός ηλεκτροκινητήρα που βλέπετε στο παρακάτω σχήμα.
Ας μιλήσουμε για το σχέδιο που θα επιλέξουμε. Το σχήμα σύνδεσης των πηνίων κινητήρα δεν έχει ιδιαίτερη επίδραση στον τρόπο λειτουργίας του κινητήρα, υπό την προϋπόθεση ότι οι ονομαστικές παράμετροι του κινητήρα αντιστοιχούν στο δίκτυο. Για να το κάνετε αυτό, κοιτάξτε την πινακίδα και προσδιορίστε για ποιες τάσεις έχει σχεδιαστεί ειδικά η ηλεκτρική σας μηχανή.
Συνήθως, η σήμανση έχει τη μορφή:
Δ / Υ 220/380
Αυτό σημαίνει:
Εάν η τάση διασύνδεσης είναι 220, συναρμολογήστε τις περιελίξεις σε ένα τρίγωνο και εάν 380 - σε ένα αστέρι.
Για απλή απάντηση στην ερώτηση "Πώς να συνδέσετε τις περιελίξεις του κινητήρα;" έχουμε δημιουργήσει ένα διάγραμμα επιλογής για εσάς για το διάγραμμα σύνδεσης:
Αλλαγή Star-delta για ομαλή εκκίνηση
Όταν ξεκινά ο κινητήρας, παρατηρούνται υψηλά ρεύματα εισροής. Ως εκ τούτου, για να μειωθούν τα ρεύματα εκκίνησης των επαγωγικών κινητήρων, χρησιμοποιείται ένα κύκλωμα εκκίνησης με τις περιελίξεις να αλλάζουν από αστέρι σε δέλτα. Ταυτόχρονα, όπως αναφέρθηκε παραπάνω, ο ηλεκτρικός κινητήρας πρέπει να είναι σχεδιασμένος ώστε να συνδέεται στο "τρίγωνο" και να λειτουργεί κάτω από το γραμμικό δίκτυο.
Έτσι, στα τριφασικά δίκτυα ισχύος μας (380 / 220V), για τέτοιες περιπτώσεις, χρησιμοποιούνται κινητήρες με ονομαστική τιμή "380/660" Volts, για "Δ / Υ", αντίστοιχα.
Κατά την εκκίνηση, οι περιελίξεις ενεργοποιούνται από ένα "αστέρι" σε μειωμένη τάση 380V (σε σχέση με την ονομαστική τιμή 660V), ο κινητήρας αρχίζει να κερδίζει ταχύτητα και σε ένα συγκεκριμένο χρονικό σημείο (συνήθως με χρονοδιακόπτη, σε περίπλοκες περιπτώσεις - με το σήμα των αισθητήρων ρεύματος και ταχύτητας), οι περιελίξεις αλλάζουν σε "τρίγωνο" και λειτουργούν ήδη στα ονομαστικά τους 380 βολτ.
Η παραπάνω εικόνα περιγράφει μια τέτοια μέθοδο εκκίνησης των κινητήρων, αλλά ως παράδειγμα, φαίνεται ένας διακόπτης αλλαγής, στην πράξη, χρησιμοποιούνται δύο επιπλέον επαφές (KM2 και KM3), αν και είναι πιο περίπλοκο από το συνηθισμένο κύκλωμα για τη σύνδεση ενός ηλεκτροκινητήρα, δεν είναι το μειονέκτημά του. Αλλά έχει ορισμένα πλεονεκτήματα:
- Λιγότερο φορτίο στο δίκτυο από ρεύματα εισόδου.
- Κατά συνέπεια, μειώνεται η χαμηλότερη τάση και η πιθανότητα διακοπής σχετικού εξοπλισμού μειώνεται.
- Απαλή εκκίνηση του κινητήρα.
Υπάρχουν δύο βασικά μειονεκτήματα αυτής της λύσης:
- Είναι απαραίτητο να τοποθετήσετε δύο καλώδια τριών πυρήνων από τη θέση των επαφέων απευθείας στους ακροδέκτες του κινητήρα.
- Πτώσεις ροπής εκκίνησης.
Συμπέρασμα
Ως εκ τούτου, δεν υπάρχουν διαφορές στην απόδοση κατά τη σύνδεση του ίδιου ηλεκτρικού κινητήρα σύμφωνα με το σχήμα αστεριού ή τριγώνου (απλώς θα καεί εάν κάνετε λάθος κατά την επιλογή). Επίσης, δεν υπάρχουν πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα οποιουδήποτε από τα σχήματα. Μερικοί συγγραφείς αναφέρουν το επιχείρημα ότι το ρεύμα στο "αστέρι" είναι μικρότερο. Αλλά με την ίδια ισχύ δύο διαφορετικών κινητήρων, ένας από τους οποίους έχει σχεδιαστεί για σύνδεση σε ένα "αστέρι" και ο δεύτερος σε ένα "τρίγωνο" στο δίκτυο, για παράδειγμα, 380V, το ρεύμα θα είναι το ίδιο. Και ο ίδιος κινητήρας δεν μπορεί να αλλάξει «τυχαία» και «δεν είναι ξεκάθαρο για τι», αφού απλώς καίγεται. Το κύριο πράγμα είναι να διαλέξετε την επιλογή που αντιστοιχεί στην τάση του δικτύου.
Ελπίζουμε ότι τώρα έχετε γίνει πιο ξεκάθαροι για το τι είναι ένα κύκλωμα αστεριού και τριγώνου σε έναν ηλεκτροκινητήρα, ποια είναι η διαφορά στη σύνδεση καθεμιάς από τις μεθόδους και πώς να επιλέξετε ένα κύκλωμα για μια συγκεκριμένη περίπτωση. Ελπίζουμε ότι οι παρεχόμενες πληροφορίες ήταν χρήσιμες και ενδιαφέρουσες για εσάς!
Σχετικά υλικά:
Φόρτωση ...
Ήταν πολύ, πολύ χρήσιμο και παρεμπιπτόντως !!!
Ευχαριστώ πολύ και Irad.
Εξηγείται σε άτομα που έχουν ήδη διαβάσει το TOE, για το μέσο άτομο θα υπάρχουν πολλά πράγματα που δεν είναι ξεκάθαρα.