Что такое звезда и треугольник в электродвигателе

Вся нагрузка в трёхфазных цепях соединяется по схеме звезда или треугольник. В зависимости от вида потребителей электроэнергии и напряжения в электросети и выбирают соответствующий вариант. Если говорить об электродвигателях, то от выбора варианта соединения обмоток зависит возможность его работы в конкретной сети с номинальными характеристиками. В статье мы рассмотрим, чем отличаются звезда и треугольник в электродвигателе, на что они влияют и какой принцип подключения проводов в клеммнике трёхфазного двигателя.

• Теория
• В чем разница
• Формулы мощности, тока и напряжения
• Практика — как выбрать схему для конкретного случая
• Переключение со звезды на треугольник для плавного пуска
• Заключение

Теория

Как уже было сказано, схемы соединения звезда и треугольник характерны не только для электродвигателя, но и для обмоток трансформатора, нагревательных элементов (например, тэнов электрокотла) и другой нагрузки.

Чтобы понять почему эти схемы соединения элементов трёхфазной цепи так называются, нужно их несколько видоизменить.

В «звезде», нагрузка каждой из фаз соединена между собой одним из выводов, это называется нейтральная точка. В «треугольнике» каждый из выводов нагрузки подключается к разноимённым фазам.

Всё сказанное в статье далее справедливо для трёхфазных асинхронных и синхронных машин.

Рассмотрим этот вопрос на примере соединения обмоток трёхфазного трансформатора или трёхфазного двигателя (в этом контексте это не имеет значения).

На этом рисунке отличия более заметны, в «звезде» начала обмоток подключаются к фазным проводникам, а концы соединяются вместе, в большинстве случаев к этой же точке нагрузки подключается нулевой провод от питающего генератора или трансформатора.

Точкой обозначены начала обмоток.

То есть в «треугольнике» конец предыдущей обмотки и начало следующей соединяются, и к этой точке подключается питающая фаза. Если перепутать конец и начало — подключаемая машина не будет работать.

В чем разница

Если говорить о подключении однофазных потребителей, кратко разберем на примере трёх электротенов, то в «звезде», если сгорит один из них продолжат работать два оставшихся. Если сгорит два из трёх – вообще ни один не будет работать, поскольку они попарно подключаются на линейное напряжение.

В схеме треугольника даже при перегорании 2 тэнов – третий продолжит работать. В ней нет нулевого провода, его просто некуда подключать. А в «звезде» его подключают к нейтральной точке, и нужен он для уравнивания токов фаз и их симметрии в случае разной нагрузки по фазам (например, в одной из веток подключен 1 ТЭН, а в остальных по 2 параллельно).

Но если при таком соединении (с разной нагрузкой по фазам) отгорит ноль, то напряжения будут неодинаковы (там, где больше нагрузка просядет, а где меньше – возрастёт). Подробнее об этом мы писали в статье о перекосе фаз.

При этом нужно учесть, что подключать обычные однофазные приборы (220В) между фазами, на 380В, нельзя. Либо приборы должны быть рассчитаны на такое питание, либо сеть должна быть с Uлинейным 220В (как в электросетях с изолированной нейтралью некоторых специфичных объектов, например, кораблей).

Но, при подключении трёхфазного двигателя, ноль к средней точке звезды часто не подключают, так как это симметричная нагрузка.

Формулы мощности, тока и напряжения

Начнем с того что в схеме звезды есть два разных напряжения – линейное (между линейными или фазными проводами) и фазное (между фазой и нулём). Uлинейное в 1,73 (корень из 3) раз больше Uфазного. При этом линейный и фазный токи равны.

Uл=1,73*Uф

Iл=Iф

То есть линейное и фазное напряжение соотносятся так, что при линейном в 380В, фазное равно 220В.

В «треугольнике» Uлинейное и Uфазное равны, а токи отличаются в 1,73 раза.

Uл=Uф

Iл=1,73*Iф

Мощность в обоих случаях считают по одинаковым формулам:

• полная S = 3*Sф = 3*(Uл/√3)*I = √3*Uл*I;
• активная P = √3*Uл*I*cos φ;
• реактивная Q = √3*Uл*I*sin φ.

При подключении одной и той же нагрузки на те же Uфазное и Uлинейное, мощность подключённых приборов будет отличаться в 3 раза.

Допустим, есть двигатель, который работает от трёхфазной сети 380/220В, а его обмотки рассчитаны на подключение по «звезде» к электросети с Uлинейным в 660В. Тогда при подключении в «треугольник» питающее Uлинейное должно быть в 1,73 раза меньше, то есть 380В, что подходит для подключения к нашей сети.

Приведем расчеты, чтобы показать, какие отличия для двигателя будут при переключении обмоток с одной схемы на другую.

Допустим, что ток статора при подключении в треугольник в сеть 380В был 5А, тогда полная его мощность равняется:

S=1,73*380*5=3287 ВА

Переключим электродвигатель на «звезду» и мощность снизится в 3 раза, так как напряжение на каждой обмотке снизилось в 1,73 раза (было 380 на обмотку, а стало 220), и ток тоже в 1,73 раза: 1,73*1,73=3. Значит с учетом пониженных величин проведем расчет полной мощности.

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

Как видите – мощность упала в 3 раза!

Но что будет, если есть другой электродвигатель и он работал в «звезде» в сети 380В и током статора в те же 5А, соответственно и обмотки рассчитаны для подключения в «треугольник» на 220В (3 фазы), но по какой-то причине их соединили именно в «треугольник» и подключили к 380В?

В этом случае мощность вырастет 3 раза, так как напряжение на обмотку теперь наоборот увеличилось в 1,73 раза и ток во столько же.

S=1,73*380*5*(3)=9861 ВА

Мощность двигателя стала больше номинальной в эти самые 3 раза. Значит он просто сгорит!

Поэтому нужно подключать электродвигатель по той схеме соединения обмоток, которая соответствует их номинальному напряжению.

Практика — как выбрать схему для конкретного случая

Чаще всего электрики работают с сетью 380/220В, так рассмотрим же как подключить, звездой или треугольником, электродвигатель к такой трёхфазной электросети.

В большинстве электродвигателей может быть изменена схема соединения обмоток, для этого в брно есть шесть клемм, расположены они таким образом, чтобы с помощью минимального набора перемычек можно было собрать нужную вам схему. Простыми словами: вывод начала первой обмотки расположен над концом третьей, начала второй, над концом первой, начало третьей над концом второй.

Как отличить два варианта подключения электродвигателя вы видите на рисунке ниже.

Поговорим о том, какую схему выбирать. Схема подключения катушек электродвигателя не имеет особого влияния на режим работы двигателя, при условии соответствия номинальным параметрам двигателя питающей сети. Для этого смотрим на шильдик и определяем, на какие напряжения рассчитана конкретно ваша электрическая машина.

Обычно маркировка имеет вид:

Δ/Y 220/380

Это расшифровывается так:

Если межфазное напряжение равно 220 – собирайте обмотки в треугольник, а если 380 – в звезду.

Чтобы просто ответить на вопрос «Как соединить обмотки у двигателя?» мы сделали для вас таблицу выбора схемы соединения:

Переключение со звезды на треугольник для плавного пуска

При запуске электродвигателя наблюдаются высокие пусковые токи. Поэтому для снижения пусковых токов асинхронных двигателей используется схема пуска с переключением обмоток со звезды на треугольник. При этом, как было сказано выше, электродвигатель должен быть рассчитан подключение в «треугольник» и работе под Uлинейным вашей сети.

Таким образом в наших трёхфазных электросетях (380/220В) для таких случаев используют двигатели номинальными «380/660» Вольт, для «Δ/Y» соответственно.

При пуске обмотки включаются «звездой» на пониженное напряжение 380В (относительно номинальных 660В), двигатель начинает набирать обороты и в определенный момент времени (обычно по таймеру, в усложненных вариантах — по сигналу датчиков тока и оборотов) обмотки переключаются в «треугольник» и работают уже на своих номинальных 380 вольтах.

На иллюстрации выше описан такой способ пуска двигателей, но в качестве примера изображен перекидной рубильник, на практике же используют два дополнительных контактора (КМ2 и КМ3), она хоть и сложнее обычной схемы подключения электродвигателя, но это не является её недостатком. Зато у неё целый ряд преимуществ:

• Меньше нагрузка на электросеть от пусковых токов.
• Соответственно меньшие просадки напряжения и уменьшается вероятность остановки сопутствующего оборудования.
• Мягкий пуск двигателя.

Есть два главных недостатка этого решения:

1. Нужно прокладывать два трёхжильных кабеля от места расположения контакторов непосредственно до клемм двигателя.
2. Падает пусковой момент.

Заключение

Как таковые различия в рабочих характеристиках при подключении одного и того же электродвигателя по схеме звезда или треугольник нет (он просто сгорит, если вы ошибетесь при выборе). Также, как и нет преимуществ и недостатков какой-либо из схем. Некоторые авторы приводят в качестве аргумента то, что в «звезде» ток меньше. Но при аналогичной мощности двух разных двигателей, один из которых рассчитан на подключение в «звезде», а второй в «треугольнике» к сети, например, 380В — ток будет одинаковым. А один и тот же двигатель нельзя переключать «как попало» и «непонятно для чего», так как он просто сгорит. Главное выбирать тот вариант, который соответствует напряжению питающей сети.

Надеемся, теперь вы стало больше понятно про то, что собой представляет схема звезда и треугольник в электродвигателе, какая разница в подключении каждым из способов и как выбрать схему для конкретного случая. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Материалы по теме:

• Чем отличается переменный ток от постоянного
• Для чего нужны фаза, ноль и заземление
• Схемы подключения трехфазного электросчетчика

Опубликовано 27.04.2019 Обновлено 27.04.2019 Пользователем Александр (администратор)

Как подключить двигатель по схеме звезда-треугольник

Одним из весомых недостатков мощных асинхронных электродвигателей является их «тяжелый» пуск, который сопровождается огромными начальными токами в этот момент. В результате чего в сети появляется большой скачек напряжения. Такие «провалы» могут негативно сказаться на работу электроники или других электроагрегатов работающих на этой же линии.
Для плавного пуска используют схему включения «звезда-треугольник». При которой в начале запуска двигатель включается звездой, а когда вал мотора раскрутиться до рабочих оборотов электроника переключит его в схему треугольником.
Я покажу как собрать пусковой и управляющий блок, который будет не только управлять запуском и остановкой двигателя, но и при пуске будет менять схемы его включения.

Понадобится

Для подключения нам понадобятся:

• 3 пускателя, для управления силовой частью;
• приставка с выдержкой времени — реле времени регулируемое;
• 2 приставки с нормально открытыми и замкнутыми контактами;
• кнопки «Пуск» и «Стоп»;
• 3 лампочки, для наглядного вида работы пускателя;
• автоматический выключатель однополюсной.

Схема

Подключение проводится по заранее нарисованной схеме.

На схеме представлена силовая часть и цепи управления.

В силовую часть входят:

• вводной автоматический выключатель;
• 3 мощных пускателя, управляющие силовой цепью включения «звезда-треугольник»;
• электродвигатель.

При включении по схеме «звезда» работают первый и третий пускатели, при включении по схеме «треугольник» работают первый и второй пускатели. В силу отсутствия возможности подключения к сети 380 В ограничимся визуальным рассмотрением работы системы без двигателей.

К цепям управления относятся:

• автоматический выключатель однополюсный;
• кнопки «Пуск» и «Стоп»;
• три катушки пускателя;
• нормально замкнутый контакт;
• нормально открытый контакт;
• контакты реле времени.

Собираем схему для демонстрации работы автоматической системы.

Параллельно катушкам пускателя подключены сигнальные лампы, чтобы вы наглядно увидели работу.

Проверка системы

Включаем автоматический выключатель, тем самым подаем питание на всю схему. Нажимаем кнопку «Пуск» для запуска электродвигателя. И у нас притянулись первый и третий пускатели, загорелись лампочки 1 и 3 – означающие, что двигатель включен по схеме «звезда».

Через некоторое время срабатывает таймер, притягиваются первый и второй пускатели, загорелись лампочки 1 и 2 – что значит двигатель подключен по схеме «треугольник».

Время на приставке можно регулировать от 100 миллисекунд до 40 секунд. в зависимости от того, как быстро двигатель набирает обороты.

Нажимаем кнопку «Стоп» и все останавливается.
При подключении двигателя надо учитывать подключение фаз мотора. В данном случае на начало обмотки приходит фаза А, на конец обмотки фаза B. На начало второй обмотки должна приходить фаза В, на конец – фаза С. На начало третьей обмотки должна приходить фаза С, на конец – фаза А.

Смотрите видео

Обязательно посмотрите видео, где более подробно и наглядно изложен процесс работы и подключения всей схемы.

Двигатель должен работать при соединении звездой или треугольником?

Двигатель должен работать при соединении звездой или треугольником?

отличие двигателя-звезды-и-треугольника

Возможно, вы много раз видели, как мы используем двигатель, работающий от нашего трехфазного источника, подключая его двумя способами, поэтому сегодня у нас есть разница между этими двумя методами и когда запускать двигатель при соединении звездой и при соединении треугольником. Двигатель должен работать при соединении треугольником или звездой?

Как выполняется соединение двигателя звездой и треугольником?

Все мы знаем, что в соединительной коробке трехфазного двигателя имеется 6 клемм.

Когда нам нужно запустить двигатель в звезду.

Двигатель, соединенный звездой

Здесь мы закорачиваем три клеммы с одной стороны (W2, U2, V2) и подаем электропитание к оставшимся трем точкам. Как показано на изображении выше.

Двигатель с соединением треугольником

И когда мы делаем соединение треугольником. Таким образом, мы закорачиваем две противоположные точки перед клеммной коробкой двигателя. Как вы можете видеть на фотографии выше, мы подаем электропитание на эти три клеммы. Таким образом, он становится дельта-соединением.

Основной причиной подключения двигателя по схеме треугольника или звезды является эффективность этого двигателя.

Например, если КПД нашего двигателя снижается, мы запускаем двигатель в звезду, чтобы скорректировать КПД этого двигателя.

Читайте также –  Почему в линиях электропередач используются цветные шарики?

Почему ВДТ является обязательным? Зачем нужен РЦБ? Что такое РЦКБ? Как работает RCCB?

Почему в линиях электропередачи используется алюминиевый провод, а не медный? какой материал используется для проводов линий электропередачи?

Что такое эффективность двигателя?

Значение эффективности довольно легко понять. Например, у нас есть мотор. Теперь, работает ли мотор на полную мощность или нет, мы знаем только по его КПД. Это означает, что если наш двигатель 6 л.с. — 6 лошадиных сил = 4474,19Ватт, то он на самом деле дает столько же мощности, сколько 6 л.с. или нет.

КПД двигателя

Что означает КПД двигателя?

КПД электродвигателя представляет собой отношение между выходной мощностью и потребляемой мощностью.

Если КПД двигателя хороший, то это означает, что двигатель выдает полную мощность, а если КПД двигателя низкий, значит, он не выдает полной мощности.

Как рассчитать КПД двигателя? Как узнать КПД двигателя?

Определение КПД любого двигателя — очень сложная задача.

Какова формула КПД двигателя?

Если вы когда-нибудь захотите рассчитать эффективность двигателя, вы должны разделить выходную мощность на входную мощность двигателя.

Но сейчас мы говорим о соединениях звезда и треугольник. Таким образом, мы просто должны иметь в виду, что если мы добавили меньшую нагрузку на наш двигатель, то из-за этого снижается КПД двигателя.

Как узнать, работает ли двигатель под нагрузкой или без нагрузки?

Для этого достаточно посмотреть на номинальный ток двигателя. Мы легко получаем этот ток на шильдике двигателя.

Номинальный ток двигателя, указанный на паспортной табличке

Теперь нам нужно выяснить, работает ли наш двигатель на той же нагрузке, что и его номинальный ток, или нет.

Пример. Как на паспортной табличке двигателя написано номинальный ток 15 ампер, тогда, если этот двигатель потребляет ток 12-13 ампер, это правильно, что означает двигатель под нагрузкой. Но если двигатель потребляет менее 40% своего номинального тока, то этот двигатель подключен без нагрузки, что означает, что нагрузка на двигатель подключена меньше.

Что делать, если двигатель не нагружен?

Состояние холостого хода означает, что мы добавили очень небольшую нагрузку к двигателю. Если наша нагрузка останется такой же и в будущем. Тогда мы сочли бы правильным заменить этот мотор и поставить на это место мотор малой мощности.

Но если через несколько дней нагрузка на двигатель может снова увеличиться, то в это время мы запустим двигатель, подключив его к соединению звездой на несколько дней.

Как проверить состояние нагрузки или разгрузки двигателя?

Все, что мы должны помнить, это то, что наш двигатель потребляет 40% или меньше своего номинального тока при соединении треугольником. Поэтому мы должны подключить этот двигатель в звезду, чтобы можно было увеличить эффективность нашего двигателя.

Можно ли использовать электродвигатель при соединении звездой?

Так что если это электродвигатель с обмотками на 230В и не требует специальных пусков — возможно потому что он приводит в движение небольшую нагрузку оборудования, то работать по звезде будет нормально.

Можем ли мы использовать двигатель треугольника при соединении звездой?

Ответ на ваш вопрос — нет. Одна точка вращения для каждой звезды связана в центре. Нейтральное соединение является внутренним, поэтому его нельзя открыть для соединения треугольником.

Должен ли двигатель работать при соединении звездой или треугольником?

Как только двигатель достигнет определенной скорости вращения, пусковая установка переключится в конфигурацию с соединением треугольником, что позволит двигателю развивать полную мощность. Если двигатель оставить подключенным к звезде, он будет работать с правильной скоростью, но его мощность будет на 1/3 меньше, чем при подключении треугольника.

Почему двигатели соединены треугольником?

Соединение треугольником с двигателем используется, поскольку оно обеспечивает дополнительную мощность и начальный крутящий момент. Но текущий старт высок. Соединение по схеме «звезда» используется там, где вы можете захотеть замедлить автомобиль, начать ускоряться и подключиться к треугольнику в обычном режиме работы.

Соединение треугольником нейтрально?

В соединении треугольником нейтраль отсутствует. Конец каждой катушки соединен с началом другой катушки, что означает, что противоположные клеммы катушек соединены вместе.

Почему двигатели высокого напряжения соединены звездой?

В автомобиле повышенной мощности ток обычно небольшой, а уровень установки двигателя требуется высокий, поэтому установка звезды с соединением звезда лучше и экономичнее.

Зачем использовать соединение звездой и треугольником в двигателях?

Пусковые устройства с соединением звезда/треугольник, вероятно, являются наиболее часто используемыми пусковыми устройствами с пониженной мощностью. Они используются в попытке уменьшить начальную мощность, подаваемую на двигатель в первый раз, как способ уменьшить помехи и перебои в подаче электроэнергии.

Каковы преимущества Delta Connection?

Преимуществом соединения Delta является высокая надежность. При выходе из строя одной из трех основных обмоток вторая все равно будет выдавать полное напряжение на всех трех фазах. Все, что нужно, это чтобы оставшиеся две секции могли нести нагрузку.

Требуется ли для трехфазного двигателя нейтраль?

Трехфазный двигатель не требует нейтрали, так как он имеет одинаковую нагрузку по трем фазам. Независимо от того, подключен ли двигатель по схеме «звезда» или «треугольник», каждая фаза потребляет одинаковую текущую мощность, а общая текущая мощность в любой момент времени равна отрицательному току в других фазах.

При использовании двигателя, соединенного звездой?

Соединение звездой обычно используется в двигателях HT, где требуется низкий начальный крутящий момент. Поскольку крутящий момент равен квадрату напряжения, используется соединение звездой, поскольку при соединении звездой напряжение на каждой обмотке мало.

Какое соединение используется в настоящее время: звезда или треугольник?

Это означает, что звездообразный двигатель имеет низкий пусковой ток, но будет замедляться, обеспечивая меньший крутящий момент, а также мощность. Двигатель двигателя с обмоткой треугольником сильно течет в соответствующие соединенные окна, поэтому он потребляет большую часть тока запуска и имеет высокую скорость, крутящий момент и выходную мощность.

Почему Delta не нужен нейтралитет?

В сбалансированной системе, где все токи и их сила одинаковы, общий вектор для всех линейных токов равен 0А. Именно поэтому в сбалансированной системе нет необходимости в нейтральном шнуре.

Спасибо!

Хорошего дня!

Приятного обучения!

Анимация и подключение пускателя двигателя звезда-треугольник для программы ПЛК

При включении большого электродвигателя пусковой ток может повредить оборудование и электрическую сеть. В качестве одного из методов профилактики вы можете выбрать запуск двигателя с помощью пускателя со звезды на треугольник.

В этом сообщении в блоге, предоставленном вам RealPars, вы узнаете, как запустить двигатель с помощью пускателя по схеме звезда-треугольник, чтобы уменьшить пусковой ток двигателя.

Давайте посмотрим на схемы обмоток двигателя. Эти три верхних конца показаны как U1, V1 и W1, а три других нижних конца показаны как U2, V2 и W2.

Чтобы включить двигатель, необходимо подключить трехфазное питание к трем верхним концам U1, V1 и W1.

Теперь посмотрим, как можно соединить обмотки двигателя по схеме звезда или треугольник.

Для соединения звездой нужно просто соединить нижние концы обмоток U2, V2 и W2 вместе. Если вы затем соедините U1 с W2, V1 с U2 и W1 с V1, соединение обмотки будет треугольником.

При соединении обмоток двигателя звездой ток, потребляемый двигателем, снижается до одной трети нормального пускового тока.

Основная концепция пускателя по схеме «звезда-треугольник» заключается в том, чтобы сначала запустить двигатель в схеме «звезда» на несколько секунд, чтобы уменьшить пусковой ток. Затем, когда двигатель наберет достаточную скорость, измените соединения обмоток на треугольник.

На самом деле это интересный момент для фазы запуска двигателя, который, как я уже сказал, потребляет больше тока. Если вы подумаете об этой концепции, вы увидите то же самое и в других аспектах своей жизни. Фаза запуска чего-либо в вашей жизни требует больше энергии и внимания. Разве это не интересно? Есть увлекательное фиксированное правило для начала всего в этом мире! Чему вы можете научиться из этого?!

Теперь, когда вы узнали, что, изменив соединения обмоток, вы можете уменьшить пусковой ток двигателя, вам может быть интересно, как получить доступ к концам обмоток двигателя, чтобы подключить к ним питание, а также изменить их соединение со звезды на треугольник?

На любом трехфазном электродвигателе есть соединительная плата, где вы можете получить доступ ко всем шести концам обмотки, которые мы здесь объяснили. В следующем сообщении блога мы поговорим подробнее об этой соединительной плате.

Спасибо, как всегда, за то, что вы здесь и делитесь своими мыслями, вопросами и поддержкой.

Оставьте комментарий, чтобы сообщить нам, что вы думаете, и не забудьте подписаться на нашу рассылку новостей, чтобы первыми получать последние материалы.

С любовью,

Команда RealPars

Поиск:

Генеральный директор RealPars

Последнее обновление 5 октября 2017 г.

Автор Shahpour Shapournia

Генеральный директор RealPars

Последнее обновление 5 октября 2017 г.

это помогло мне получить работу по программированию ПЛК без опыта. Это мой личный опыт как человека, который искал работу в этой сфере, и как работодателя, который просматривает резюме и проводит собеседования с кандидатами для различных проектов. Итак, приступим!

В этой статье мы поговорим о том, почему программируемый логический контроллер (ПЛК) предпочтительнее персонального компьютера (ПК) в системах автоматизации и промышленного управления.