Как осуществить их соединение звездой и треугольником

Свойства соединения звезда — треугольник

Разберем свойства соединения обмоток электродвигателя по схемам звезда — треугольник на конкретном примере.

Электродвигатель АИР250S4, 75 кВт, треугольник-звезда и соответствующие им U=380/660В и I=143/82,8А.

Подключаем треугольником на 380В. Полная мощность будет вычисляться по формуле S=U·I·√3.
S=380·143·1,73=94008 в·а.

Если мы подключим этот электродвигатель по схеме звезда к той же сети, то полная мощность будет вычисляться, конечно, по той же формуле S=U·I·√3. Но значения в нее нужно подставлять уже другие.
При переключении на звезду на каждую обмотку пришлось в √3 меньшее напряжение. Соответственно ток тоже уменьшился в √3 раза. И это еще не все. При схеме треугольник линейный ток был в √3 раза больше фазного, а при переключении стал равным фазному. Т.е. ток уменьшился в итоге в √3·√3=3 раза.

Полная мощность станет равна S=380·143/3·1,73=31336 в·а.

Такая ситуация возникает чаще всего (по нашему опыту) в двух случаях.
Во-первых, непонимание электриками вышеупомянутых расчетов.
Во-вторых, в случае когда в эксплуатации был аналогичный двигатель, но с напряжением 220/380В и соответственно схемой подключения треугольник-звезда. Такие двигатели даже большой мощности до сих пор производятся некоторыми заводами. При замене двигателя электрик «на автомате» подключает звездой и двигатель выходит из строя.

Вот цитата из письма одного из предприятий, после того как двигатель вышел из строя из-за неправильной схемы подключения.

Т.е. непонимание свойств соединений и того что указано на шильдике.

Также стоит обратить внимание на то, что пуско-защитная аппаратура подбирается на номинальную мощность электродвигателя, но при некорректном подключении звездой просто физически не может выполнять свои функции.

Наиболее полную защиту электродвигателя можно обеспечить с помощью термисторных реле. В наших электродвигателях начиная от 160 высоты оси вращения установлены РТС термисторы и контакты выведены в клеммную коробку.

Еще одна важная по нашему мнению информация. При пуске электродвигателя для уменьшения пусковых токов многие используют общеизвестную схему переключения со звезды на треугольник, т.е. запуск производится на звезде и после набора оборотов происходит переключение на треугольник с помощью реле времени (этот метод описан на множестве сайтов).
Такой метод работает, к сожалению, не всегда.
Если производится пуск, например центробежного насоса или вентилятора (имеется ввиду правильный пуск на закрытую задвижку), то такая схема успешно работает. Центробежный насос и вентилятор при пуске на закрытую задвижку потребляют минимальную мощность, которая увеличивается по мере открывания.
Но такую схему крайне нежелательно применять в условиях тяжелого пуска (т.е. таких механизмов которые при пуске уже потребляют мощность близкую к номинальной), например пресса, дробилки и др.
Также важно обратить внимание на время переключения, оно не должно быть большим. После того как двигатель набрал обороты нужно сразу производить переключение на треугольник. В большинстве случаев набор оборотов занимает до 5-10 сек., поэтому установка реле на 30-50 сек. грозит выходом из строя электродвигателя.

Если у вас есть замечания или мы в чем-то ошибаемся, пишите: 01@nasoselprom.ru

Соединение электродвигателей звездой и треугольником

На данный момент для подключения асинхронных электромоторов применяются две основных схемы: соединение электродвигателей звездой и треугольником. Соединение звездой предполагает сведение концов статорных обмоток электродвигателя вместе в одной точке, а подачу питания — на начала обмоток. Схема «треугольник» предполагает последовательное соединение обмоток статора — конец одной соединяется с началом следующей.

Соединение электродвигателей звездой и треугольником распространено практически одинаково, поскольку каждая из схем имеет свои преимущества. Так, электродвигатели с соединенными схемой «звезда» обмотками работают гораздо мягче, чем при схеме «треугольник», но при этом мотор теряет способность развивать полную мощность. Соединение обмоток треугольником позволяет двигателю работать на полную мощность по паспорту (в полтора раза больше, чем в случае соединения звездой), но характеризуется большим пусковым током.

Схема «звезда–треугольник»

Рисунок 1. Схема управления переключением При этом есть возможность воспользоваться только преимуществами каждой из схем — комбинировать соединение электродвигателей звездой и треугольником. Для этого применяется объединенная схема подключения электродвигателя звезда–треугольник, где запуск мотора выполняется по схеме «звезда», а когда электродвигатель набирает достаточные обороты, осуществляется автоматическое переключение на работу по схеме «треугольник».

Осуществляется управление переключением между схемами следующим образом: при подаче опертока подтягивается катушка пускателя К3 (рис. 1), питание которой осуществляется через нормально закрытые контакты реле времени К1 и пускателя К2. При этом в цепь питания контактора К2 включен нормально закрытый контакт контактора K3, который обеспечивает электрическую блокировку пускателей К2 и К3.

Пуск звезда–треугольник трехфазного электродвигателя осуществляется так:

Рисунок 2. Схема переключения «звезда–треугольник» Изначально электродвигатель соединен по схеме «звезда». После запуска мотора на начала его обмоток, обозначаемых U1, V1 и W1 (рис. 2), с помощью силовых контактов магнитного пускателя К1 подается рабочее напряжение. Далее срабатывает магнитный пускатель К3, в результате чего концы обмоток, обозначаемые как U2, V2 и W2, соединяются по схеме «звезда».

Через некоторый период после этого срабатывает реле времени, которое совмещено с пускателем К1. Они отключают пускатель К3 и одновременно с этим включают пускатель К2, в результате чего замыкаются контакты контактора К2, а напряжение подается на концы обмоток электромотора. В результате электродвигатель переходит на работу по схеме «треугольник».

После отключения электродвигателя контакты контакторов и реле времени переходят в исходные положения, то есть автоматически подготавливаются к новому запуску электродвигателя.

Для оформления заказа позвоните менеджерам компании Кабель.РФ ® по телефону +7 (495) 646-08-58 или пришлите заявку на электронную почту zakaz@cable.ru с указанием требуемой модели электродвигателя, целей и условий эксплуатации. Менеджер поможет Вам подобрать нужную марку с учетом Ваших пожеланий и потребностей.

Запуск электродвигателя по схеме «звезда-треугольник»

Практически любое производство в наши дни не обходится без мощного асинхронного электродвигателя. При запуске такого двигателя пусковой ток в 3-8 раз превышает значение номинального тока, необходимого для работы в нормально-устойчивом режиме. Большой пусковой ток необходим для того, чтобы раскрутить ротор из состояния покоя. Для этого необходимо приложить гораздо больше усилий, чем для дальнейшего поддержания постоянного числа оборотов в заданный промежуток времени. Значительные величины пусковых токов у асинхронных двигателей являются весьма нежелательным явлением, поскольку это может приводить к кратковременной нехватке энергии для другого подключенного к этой же сети оборудования (падению напряжения). Масса примеров такого влияния встречается как на производстве, так и в быту. Первое, что вспоминается — это «мигание» электрической лампочки при работе сварочного аппарата, но бывают случаи серьезнее: просадка напряжения может стать причиной бракованной партии товара на производстве, что ведет к большим финансовым и трудовым затратам. Большой пусковой ток также может вызвать ощутимые тепловые перегрузки обмотки электродвигателя, в результате чего происходит старение изоляции, ее повреждение и в конечном итоге может произойти сгорание двигателя. Все это послужило мотивом для поиска решения по минимизации токов пуска. Одним из таких решений является метод запуска двигателя по схеме «звезда-треугольник». Для начала разберемся что же такое «звезда», а что — «треугольник», и чем они отличаются друг от друга. Звезда и треугольник являются самыми распространенными и применяемыми на практике схемами подключения трехфазных электродвигателей. При включении трехфазного электродвигателя «звездой» (см. Рисунок 1) концы обмоток статора соединяются вместе, соединение происходит в одной точке, называемой нулевой точкой или нейтралью. Трехфазное напряжение подается на начало обмоток. При соединении обмоток статора «звездой», соотношение между линейным и фазным напряжениями выражается формулой:

U л = U ф ⋅ 3 U _л= U _ф cdot sqrt

где:
U_л — напряжение между двумя фазами;
U_ф — напряжение между фазой и нейтральным проводом;
Значения линейного и фазного токов совпадают, т. е. I_л = I_ф. При включении трехфазного электродвигателя по схеме «треугольник» (см. Рисунок 2) обмотки статора электродвигателя соединяются последовательно. Таким образом, конец одной обмотки соединяется с началом следующей, напряжение в этом случае подается на точки соединения обмоток. При соединеии обмоток статора «треугольником» напряжение на фазе равно линейному напряжению между двумя проводами: U_л = U_ф. Однако ток в линии (сети) больше, чем ток в фазе, что описывается формулой:

I л = I ф ⋅ 3 I _л=I _ф cdot sqrt

где:
I_л — линейный ток;
I_ф — фазный ток. Получается, что соединяя обмотки «звездой», мы уменьшаем линейный ток, чего изначально и добивались. Но есть и обратная сторона этой схемы: как мы видим из формулы, пусковой момент двигателя прямо пропорционален фазному напряжению:

M n = m ⋅ U 2 ⋅ r 2 ´ ⋅ p 2 ⋅ π ⋅ f ( ( r 1 + r 2 ´ ) 2 + ( x 1 + x 2 ´ ) 2 ) M _n = < m cdot U^2 cdot acute r_2 cdot p >over < 2 cdot %pi cdot f( ( r _1 + acute r _2 )^2 + ( x_1 + acute x_2 )^2 )>

где:
U — фазное напряжение обмотки статора;
r₁ — активное сопротивление фазы обмотки статора
r₂ — приведенное значение активного сопротивления фазы обмотки ротора;
x₁ — индуктивное сопротивление фазы обмотки статора;
x₂ — приведенное значение индуктивного сопротивления фазы обмотки неподвижного ротора;
m — количество фаз;
p — число пар полюсов. Чтобы было нагляднее, давайте рассмотрим пример: предположим, что рабочей схемой обмотки асинхронного электродвигателя является «треугольник», а линейное напряжение питающей сети равно 380 В, сопротивление обмотки статора Z = 10 Ом. Если обмотки во время пуска подключены «звездой», то уменьшатся напряжение и ток в фазах:

U ф = U л 3 = 380 3 = 220 В U _ф= over < sqrt> = over =220В
Фазный ток равен линейному току и равен:
I ф = I л = U ф Z = 220 10 = 22 A I _ф=I _л= over = over =22A

После того, как двигатель набрал необходимые обороты, т. е. разогнался, переключаем обмотки со «звезды» на «треугольник», в этом случае получаем совершенно другие значения тока и напряжения:

U ф = U л = 380 B U _ф=U _л =380B
I ф = U ф Z = 380 10 = 38 A I _ф = over = over =38A
I л = 3 ⋅ I ф = 3 ⋅ 38 = 65 ,8 A I _л= sqrt <3>cdot I _ф=sqrt <3>cdot38=65,8A

Соответственно, при пуске двигателя по схеме «звезда», фазное напряжение в √3 раз меньше линейного, а по схеме «треугольник» — они равны. Отсюда следует, что момент при пуске по схеме «звезда» в 3 раза меньше, а значит, запуская двигатель по этой схеме, мы не сможем добиться выхода двигателя на номинальную мощность. Решая одну проблему возникает вторая, не менее острая, чем повышенные пусковые токи. Но единое решение все-таки есть: необходимо скомбинировать схемы подключения двигателя так, чтобы при пуске мощного двигателя не было больших токов в сети, а после того, как двигатель выйдет на необходимые для его работы обороты, происходит переключение на схему «треугольник», что позволяет работать со 100% нагрузкой без каких-либо проблем. С поставленной задачей прекрасно справляется реле времени Finder 80.82. При подаче питания на реле, мгновенно замыкается контакт, который отвечает за подключение по схеме «звезда». После заданного промежутка времени, на котором обороты двигателя достигают рабочей частоты, контакт схемы «звезда» размыкается и замыкается контакт, который отвечает за подключение по схеме «треугольник». Контакты останутся в таком положении до снятия питания с реле. Наглядная диаграмма работы данного реле представлена на Рисунке 3. Рассмотрим более подробно реализацию данной схемы на практике. Она применима только для двигателей, у которых на шильдике указано «Δ/Y 380/660В». На Рисунке 4 представлена силовая часть схемы «звезда-треугольник», в которой используется три электромагнитных пускателя. Как было описано ранее, для управления переключением со схемы «звезда» на схему «треугольник» необходимо воспользоваться реле Finder 80.82. На Рисунке 5 представлена схема управления с помощью данного реле. Разберем алгоритм работы данной схемы: После нажатия кнопки S1.1, запитывается катушка пускателя КМ1, в результате чего, замыкаются силовые контакты КМ1 и при помощи дополнительного контакта КМ1.1 реализуется самоподхват пускателя. Одновременно подается напряжение на реле времени U1. Замыкаются контакты реле времени 17-18 и включается пускатель КМ2. Таким образом, происходит запуск двигателя по схеме «звезда». По истечении времени Т (см. Рисунок 3), контакт реле времени 17-18 мгновенно разомкнется, пройдет задержка времени Tu, и замкнется контакт 17-28. Вследствие чего, сработает пускатель КМ3, который осуществляет переключение на схему «треугольник». Нормально замкнутые контакты пускателей КМ2.2 и КМ3.2 используется для предотвращения одновременного включения пускателей КМ2 и КМ3. Чтобы защитить двигатель от перегрузки, в силовой цепи установлено тепловое реле КК1. В случае перегрузки, тепловое реле разомкнет силовую цепь и цепь управления через контакт КК1.1. Остановка двигателя происходит при нажатии кнопки S1.2, которая разрывает цепь самоподхвата и обесточит катушку пускателя КМ1. Обобщая написанное, можно сделать вывод, что для облегчения пуска мощного электродвигателя, рекомендуется изначально запускать его по схеме «звезда», что позволяет значительно снизить пусковые токи, уменьшить просадку напряжения в сети, но не позволяет двигателю выйти на номинальный режим работы. Для выхода двигателя на номинальный режим необходимо осуществить переключение обмоток статора на схему «треугольник». Схема переключения обмоток со «звезды» в «треугольник» реализована с помощью реле времени Finder 80.82, в котором устанавливается время разгона электродвигателя.

1. ГОСТ 11828-86 «Определение вращающих моментов и пусковых токов».
2. Вешеневский С. Н. Характеристики двигателей в электроприводе. // Издание 6-е, исправленное — Москва, Издательство «Энергия», 1977
3. Войнаровский П. Д. Электродвигатели // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: в 86 т. (82 т. и 4 доп.) — СПб., 1890—1907

• Статья «Запуск асинхронного электродвигателя по схеме «Звезда-треугольник» номиналом 30 кВт с использованием реле времени Finder 80.82» в pdf-формате — 1,37 МБ

Звезда или треугольник. Оптимальное подключение электродвигателя

Асинхронные электродвигатели характеризуются своей эффективностью и долговечностью. Неоспоримыми преимуществами такого оборудования являются простая конструкция, высокий уровень производительности и надежность эксплуатации. Они неприхотливы в ремонте и обслуживании, а доступная стоимость электрических моторов асинхронного типа позволяет экономить на их приобретении. Также изделия способны переносить механические воздействия. Благодаря этим достоинствам, асинхронные электродвигатели пользуются высоким спросом среди потребителей со всего мира.

На что нужно обратить внимание

Несмотря на преимущества этого оборудования, ему свойственны некоторые особенности, на которые нужно обратить внимание. Подключать их к подконтрольной системе можно по 3 схемам: треугольник, звезда и треугольник-звезда. Каждая из них имеет свои особенности.

Особенности схем запуска электродвигателя

При подключении оборудования по типу звезда, концы обмоток статора электрического мотора соединяются в одной точке. Трехфазный электрический ток поступает на начала этих обмоток. При соединении по схеме треугольника концы обмоток статора имеют последовательный тип соединения друг за другом: начало каждой обмотки соединяется с концом предыдущей обмотки. На рисунках 1 и 2 соответственно наглядно показаны схемы соединения типа звезда и треугольник.

Тип подключения звезда обуславливает мягкую работу электродвигателя и его плавный пуск по сравнению с треугольником. Однако в этом случае оборудование значительно теряет в мощности. Если сравнивать с треугольником, то потери могут составить до 1.6 раза. При необходимости работы электродвигателя на полную мощность, заявленную в документации, используют схему треугольник. Однако в этом случае значения пусковых токов могут оказаться слишком большими, что может значительно навредить работе устройства.

Комбинированная схема запуска

Чтобы снизить значение пусковых токов, но при этом не сохранить приемлемый уровень мощности, используют схему треугольник-звезда. Она представляет собой комбинированный тип соединения, актуальный для асинхронных электродвигателей с большой мощностью. Особенность схемы состоит в том, что запуск оборудования осуществляется со звездой, а последующая работа при наборе оптимальных технических значений происходит с треугольником. Схема подключения треугольник-звезда показана на рисунке 3:

Для безопасности запуска электродвигателей по принципу соединения треугольник-звезда, многие производители промышленного и бытового оборудования снабжают свою продукцию специальным реле для запуска. Альтернативные названия этих элементов – пусковое реле времени или старт-дельта. Схема подключения электродвигателя с использованием реле запуска показана на рисунке ниже:

Вывод

Для сохранения оптимальных параметров первоначального запуска и дальнейшей работы электродвигателя рекомендуется использовать комбинированный принцип подключения типы треугольник-звезда. В большинстве моделей оборудования принцип звезда уже реализована, остается организовать треугольник.

При необходимости работы оборудования в режиме максимально возможной мощности устройство должно быть подключено по принципу треугольник. Однако в этом случае нужно позаботиться в первую очередь о проводке, ведь сильный пусковой ток может повредить изоляцию.

Перед подключение мотора, а также в процессе его дальнейшей эксплуатации даже специалистам с высокой квалификацией настоятельно рекомендуется изучить инструкцию. Там указан предпочтительный способ соединения. Если нужно обеспечить только плавный запуск электродвигателем даже с просадкой по мощности, используют схему подключения звезда.

Рекомендуемые товары

Асинхронные электродвигатели характеризуются своей эффективностью и долговечностью. Неоспоримыми преимуществами такого оборудования являются простая конструкция, высокий уровень производительности и надежность эксплуатации. Они неприхотливы в ремонте и обслуживании, а доступная стоимость электрических моторов асинхронного типа позволяет экономить на их приобретении. Также изделия способны переносить механические воздействия. Благодаря этим достоинствам, асинхронные электродвигатели пользуются высоким спросом среди потребителей со всего мира.

На что нужно обратить внимание

Несмотря на преимущества этого оборудования, ему свойственны некоторые особенности, на которые нужно обратить внимание. Подключать их к подконтрольной системе можно по 3 схемам: треугольник, звезда и треугольник-звезда. Каждая из них имеет свои особенности.

Особенности схем запуска электродвигателя

При подключении оборудования по типу звезда, концы обмоток статора электрического мотора соединяются в одной точке. Трехфазный электрический ток поступает на начала этих обмоток. При соединении по схеме треугольника концы обмоток статора имеют последовательный тип соединения друг за другом: начало каждой обмотки соединяется с концом предыдущей обмотки. На рисунках 1 и 2 соответственно наглядно показаны схемы соединения типа звезда и треугольник.

Тип подключения звезда обуславливает мягкую работу электродвигателя и его плавный пуск по сравнению с треугольником. Однако в этом случае оборудование значительно теряет в мощности. Если сравнивать с треугольником, то потери могут составить до 1.6 раза. При необходимости работы электродвигателя на полную мощность, заявленную в документации, используют схему треугольник. Однако в этом случае значения пусковых токов могут оказаться слишком большими, что может значительно навредить работе устройства.

Комбинированная схема запуска

Чтобы снизить значение пусковых токов, но при этом не сохранить приемлемый уровень мощности, используют схему треугольник-звезда. Она представляет собой комбинированный тип соединения, актуальный для асинхронных электродвигателей с большой мощностью. Особенность схемы состоит в том, что запуск оборудования осуществляется со звездой, а последующая работа при наборе оптимальных технических значений происходит с треугольником. Схема подключения треугольник-звезда показана на рисунке 3:

Для безопасности запуска электродвигателей по принципу соединения треугольник-звезда, многие производители промышленного и бытового оборудования снабжают свою продукцию специальным реле для запуска. Альтернативные названия этих элементов – пусковое реле времени или старт-дельта. Схема подключения электродвигателя с использованием реле запуска показана на рисунке ниже:

Вывод

Для сохранения оптимальных параметров первоначального запуска и дальнейшей работы электродвигателя рекомендуется использовать комбинированный принцип подключения типы треугольник-звезда. В большинстве моделей оборудования принцип звезда уже реализована, остается организовать треугольник.

При необходимости работы оборудования в режиме максимально возможной мощности устройство должно быть подключено по принципу треугольник. Однако в этом случае нужно позаботиться в первую очередь о проводке, ведь сильный пусковой ток может повредить изоляцию.

Перед подключение мотора, а также в процессе его дальнейшей эксплуатации даже специалистам с высокой квалификацией настоятельно рекомендуется изучить инструкцию. Там указан предпочтительный способ соединения. Если нужно обеспечить только плавный запуск электродвигателем даже с просадкой по мощности, используют схему подключения звезда.