Conexiune stea și triunghi a înfășurărilor motorului electric. Avantajele unei scheme de conectare triunghiulară pentru circuitele de rezistență. Cazuri speciale de aplicare a schemelor de conectare descrise

Motorul electric asincron este alimentat de la o rețea trifazată de curent alternativ. Un astfel de motor, cu o schemă simplă de conectare, este echipat cu trei înfășurări situate pe stator. Fiecare înfășurare este deplasată una față de alta cu un unghi de 120 de grade. O schimbare la un astfel de unghi are scopul de a crea rotația câmpului magnetic.

Capetele înfășurărilor de fază ale motorului electric sunt scoase la un „bloc” special. Acest lucru a fost făcut pentru ușurința conexiunii. În inginerie electrică, două metode principale sunt utilizate pentru conectarea motoarelor electrice asincrone: metoda de conectare „delta” și metoda „stea”. La conectarea capetelor se folosesc jumperi special conceputi pentru acest scop.

Diferențele dintre „stea” și „triunghi”

Pe baza cunoștințelor teorie și practice ale elementelor de bază ale ingineriei electrice, metoda de conectare „stea” permite motorului electric să funcționeze mai lin și mai moale. Dar, în același timp, această metodă nu permite motorului să atingă puterea maximă prezentată în specificațiile tehnice.

Prin conectarea înfășurărilor de fază într-un model delta, motorul este capabil să atingă rapid puterea maximă de funcționare.

Acest lucru vă permite să utilizați întreaga eficiență a motorului electric, conform fișei tehnice. Dar această schemă de conexiune are propriul său dezavantaj: curenți mari de aprindere. Pentru a reduce valoarea curenților, se folosește un reostat de pornire, permițând o pornire mai lină a motorului.

Conexiunea stea și avantajele ei

Fiecare dintre cele trei înfășurări de lucru ale motorului electric are două terminale - începutul și, respectiv, sfârșitul. Capetele tuturor celor trei înfășurări sunt conectate la un punct comun, așa-numitul neutru.

Dacă există un fir neutru în circuit, circuitul se numește 4 fire, în caz contrar, va fi considerat 3 fire.

Începutul terminalelor este conectat la fazele corespunzătoare ale rețelei de alimentare. Tensiunea aplicată pe astfel de faze este de 380 V, mai rar 660 V.

• Principalele avantaje ale utilizării schemei stea:
• Funcționare non-stop stabilă și pe termen lung a motorului;
• Fiabilitate și durabilitate sporite prin reducerea puterii echipamentelor;
• Pornire maximă lină a acționării electrice;
• Posibilitatea de expunere la suprasolicitare pe termen scurt;

Există echipamente cu conexiune internă a capetelor înfășurărilor. Doar trei pini vor fi scoși la blocul unui astfel de echipament, ceea ce nu permite utilizarea altor metode de conectare. Echipamentele electrice realizate în această formă nu necesită specialiști competenți pentru conectarea acestuia.

Conexiunea triunghiulară și avantajele sale

Principiul conexiunii „triunghiulare” este de a conecta în serie capătul înfășurării fazei A cu începutul înfășurării fazei B. Și apoi, prin analogie, sfârșitul unei înfășurări cu începutul alteia. Ca urmare, sfârșitul înfășurării fazei C închide circuitul electric, creând un circuit neîntrerupt. Această schemă ar putea fi numită cerc, dacă nu pentru structura de montare. Forma triunghiulară este dată de așezarea ergonomică a conexiunii de înfășurare.

Când este conectat printr-un „triunghi” pe fiecare dintre înfășurări, există o tensiune liniară egală cu 220V sau 380V.

Principalele avantaje ale utilizării schemei triunghiulare:

• Creșterea puterii echipamentelor electrice la valoarea maximă;
• Utilizarea unui reostat de pornire;
• Cuplu crescut;
• Forțe mari de tracțiune.

Defecte:

• Curent de pornire crescut;
• Când rulează mult timp, motorul se încălzește foarte mult.

Metoda „triunghiulară” de conectare a înfășurărilor motorului este utilizată pe scară largă atunci când se lucrează cu mecanisme puternice și prezența unor sarcini mari de pornire.

Un cuplu mare este creat din cauza creșterii EMF de auto-inducție cauzată de curenți mari care curg.

Tip conexiune stea-triunghi

În mecanismele complexe, este adesea folosit un circuit combinat stea-triunghi. Cu această comutare, puterea crește brusc, iar dacă motorul, conform caracteristicilor sale tehnice, nu este proiectat să funcționeze folosind metoda „delta”, se va supraîncălzi și se va arde.

Motoarele cu putere crescută au curenți mari de pornire și, ca urmare, la pornire, deseori provoacă arderea siguranțelor și oprirea întrerupătoarelor. Pentru a reduce tensiunea de linie în înfășurările statorului, se folosesc autotransformatoare, bobine universale, reostate de pornire sau o conexiune în stea.

Drept urmare, folosind această combinație, vom obține fiabilitate maximă și productivitate eficientă a echipamentului electric utilizat, fără teama de a-l deteriora.

Comutarea stea-triunghi este permisă pentru motoarele electrice cu un mod de pornire ușoară. Această metodă nu este aplicabilă dacă este necesar să se reducă curentul de pornire și, în același timp, să nu se reducă cuplul mare de pornire. În acest caz, se utilizează un motor cu rotor bobinat cu un reostat de pornire.

Principalele avantaje ale combinației:

• Durată de viață crescută. Pornirea lină vă permite să evitați sarcina neuniformă asupra părții mecanice a instalației;
• Posibilitatea de a crea două niveluri de putere.

1. În momentul pornirii motorului electric, curentul său de pornire este de 7 ori curentul de funcționare.
2. De 1,5 ori mai multă putere atunci când este conectatînfăşurări folosind metoda delta.
3. Pentru a crea o pornire lină și pentru a proteja împotriva supraîncărcărilor motorului, firele de frecvență sunt adesea folosite.
4. Când utilizați metoda de conectare în stea, se acordă o atenție deosebită absenței „dezechilibrului de fază”, în caz contrar echipamentul poate defecta.
5. Tensiuni de linie și de fază cu conexiune delta– sunt egale între ele, la fel ca și curenții liniari și de fază într-o conexiune în stea.
6. Pentru a conecta motorul la o rețea casnică, folosesc adesea condensator cu defazare.

Scheme de conectare a motoarelor electrice. Steaua, triunghiul, steaua - triunghiul.

Motoarele asincrone, având o serie de avantaje incontestabile, cum ar fi fiabilitatea în funcționare, performanța ridicată, capacitatea de a rezista la suprasarcini mecanice mari, nepretenția și costul redus de întreținere și reparare datorită simplității designului, au, desigur, propriile lor anumite dezavantaje.

În practică, se folosesc principalele metode de conectare la rețea a motoarelor electrice trifazate: „conexiune stea” și „conexiune trifazată”.

Când conectați un motor electric trifazat cu o stea, capetele înfășurărilor sale statorului sunt conectate împreună, conexiunea are loc într-un punct și tensiunea trifazată este furnizată la începutul înfășurărilor (Figura 1).

La conectarea unui motor electric trifazat conform schemei de conectare „delta”, înfășurările statorice ale motorului electric sunt conectate în serie, astfel încât capătul unei înfășurări să fie conectat la începutul următoarei și așa mai departe ( Figura 2).

Fără a intra în fundamentele tehnice și teoretice ale ingineriei electrice, se știe că motoarele electrice cu înfășurări legate printr-o stea funcționează mai lin și mai moale decât motoarele electrice cu înfășurări legate printr-un triunghi, trebuie remarcat că atunci când înfășurările sunt conectate printr-un stea, motorul electric nu poate dezvolta puterea maximă. Când înfășurările sunt conectate conform unui circuit delta, motorul electric funcționează la putere nominală maximă (care este de 1,5 ori mai multă putere decât atunci când este conectat de o stea), dar în același timp are curenți de pornire foarte mari.

În acest sens, pentru a reduce curenții de pornire, este indicat (în special pentru motoarele electrice cu putere mai mare) conectarea conform circuitului stea-triunghi; Inițial, pornirea se efectuează conform circuitului „stea”, după care (atunci când motorul electric „a câștigat viteză”), are loc comutarea automată conform circuitului „triunghi”.

Circuit de control:

O altă versiune a circuitului de control al motorului

Conectarea tensiunii de alimentare prin contactul NC (normal închis) al releului de timp K1 și contactul NC K2, în circuitul bobinei demarorului K3.

După pornirea demarorului K3, cu contactele sale normal închise, deschide circuitele bobinei demarorului K2 cu contactele K3 (blocarea comutării accidentale) și închide contactul K3 în circuitul de putere al bobinei demarorului magnetic K1, care este combinate cu contactele releului de timp.

Când demarorul K1 este pornit, contactele K1 se închid în circuitul bobinei demarorului magnetic K1 și, în același timp, releul de timp se pornește, contactul releului de timp K1 se deschide în circuitul bobinei demarorului K3 și contactul releului de timp K1 se închide în circuitul bobinei demarorului K2.

Oprirea înfășurării demarorului K3, contactul K3 se închide în circuitul bobinei demarorului magnetic K2. După pornirea demarorului K2, își deschide contactele K2 în circuitul bobinei de putere a demarorului K3.

(Începutul înfășurărilor statorice: U1; V1; W1. Capete de înfășurare: U2; V2; W2. Pe placa de borne, știfturile începutului și capetelor înfășurărilor sunt amplasate în ordine strictă: W2; U2; V2; sub ele se află: U1; V1; W1. La conectarea motorului într-un „triunghi”, știfturile sunt conectate prin jumperi: W2-U1; U2-V1; V2-W1.)

Tensiunea trifazată este furnizată la începutul înfășurărilor U1, V1 și W1 prin contactele de putere ale demarorului magnetic K1. Când demarorul magnetic K3 este declanșat folosind contactele sale K3, are loc un scurtcircuit, conectând capetele înfășurărilor U2, V2 și W2 între ele, înfășurările motorului sunt conectate printr-o stea.

După un timp, releul de timp, combinat cu demarorul K1, este activat, oprind demarorul K3 și pornind simultan K2, contactele de putere ale lui K2 sunt închise și tensiunea este furnizată la capetele înfășurărilor motorului U2, V2 și W2. Astfel, motorul electric este pornit într-un model triunghiular.

Pentru a porni motoarele în funcție de circuitul stea-triunghi, diferiți producători produc așa-numitele relee de pornire, acestea pot avea denumiri diferite: „Relee de pornire”, relee „pornire-triunghi” etc., dar scopul lor este același:

Circuit tipic cu un releu de timp de pornire (releu stea/triunghi) pentru a controla pornirea unui motor asincron trifazat:

Concluzie: Pentru a reduce curenții de pornire, motorul trebuie pornit în următoarea secvență: mai întâi pornit în configurație stea la turații mici, apoi comutați în delta.
Pornirea mai întâi cu un triunghi creează cuplul maxim, iar apoi trecerea la o stea (cuplul de pornire este de 2 ori mai mic) cu o funcționare ulterioară în modul nominal, atunci când motorul electric „a câștigat viteză”, are loc o comutare automată la triunghi. , merită să luați în considerare care este sarcina pe arbore înainte de pornire, La urma urmei, cuplul de la stea este slăbit, astfel încât această metodă de pornire este puțin probabil să fie potrivită pentru motoarele foarte încărcate și poate eșua.

Este cunoscută utilizarea pe scară largă a motoarelor electrice asincrone conectate în stea și triunghi. Aceste conexiuni sunt disponibile în fiecare producție, motoarele trifazate, generatoarele și transformatoarele sunt conectate ca o stea. „Triunghi” este utilizat în principal la motoarele cu un ciclu lung de pornire și funcționare. De asemenea, este utilizat în schemele de conectare a transformatoarelor, în principal acolo unde există o sarcină simetrică.

Este utilizată includerea comună atât a conexiunilor „stea” cât și a conexiunilor „delta”. la pornirea motoarelor electrice puternice. Pornirea începe cu o „stea”, urmată de comutarea de către circuitul releului la un circuit „triunghi” atunci când viteza este atinsă. Motorul continuă să funcționeze mult timp pe „triunghi”.

Conectarea circuitelor conform schemei „triunghi”.

Această conexiune se numește conexiune delta numai atunci când ambele capete ale înfășurărilor sunt conectate între ele. Este necesar să se conecteze într-un triunghi atunci când tensiunea de rețea este potrivită pentru un astfel de consumator. Pornirea motoarelor electrice conform circuitului „delta” are ca rezultat curenți mari de pornire și nu are un efect foarte bun asupra longevității înfășurărilor. Dar atunci când lucrați cu această conexiune, puterea este egală cu cea menționată în pașaportul consumatorului, ceea ce uneori este necesar.

Schema „Triunghi” este împărțită în „deschis” și „deschis”. Diferența dintre cele două tipuri este că un triunghi deschis este o conexiune printr-un triunghi cu un punct rupt către consumator. Iar cea deschisă diferă prin aceea că o înfășurare este înlocuită de consumator.

Conectarea circuitelor trifazate conform schemei „stea”.

Următoarea conexiune se numește „stea” dacă capetele înfășurărilor sunt conectate într-un singur nod, care poartă numele „punct neutru”, al doilea nume este „neutru”. Conectarea unui motor folosind acest tip va reduce puterea motorului. Conectarea acestor două tipuri determină la ce tensiune vor funcționa înfășurările dvs. De obicei, tensiunea de pe motor este marcată pentru o anumită metodă de conectare, precum și viteza si puterea corespunzatoare.

De exemplu: să luăm o rețea de 380 pe 220, conexiune în stea, tensiunea consumatorului 220V. Dacă îl conectați conform unui circuit triunghiular, tensiunea pe înfășurări va fi de 380, în funcție de tensiune, puterea P=UI va deveni mai mare. (În practică, un motor obișnuit se va arde, deoarece tensiunea va deveni 380V. Cu toate acestea, 220/127 pentru acest motor este un mod normal delta, funcționare stea cu pierdere de putere).

În cazul funcționării „stea” a consumatorilor, este foarte important să nu existe „dezechilibru de fază”. Dacă neutrul are, de exemplu: un contact slab, atunci va apărea o diferență - asimetria sarcinii, în care un consumator va fi sub o anumită tensiune. Această diferență de potențial depinde de distribuția sarcinii în momentul în care firul neutru se arde. Această diferență potențială a făcut ca consumatorii din apartamente să devină energizați, ceea ce ar putea duce la arderea unui televizor vechi sau la defecțiunea unui frigider. Cred că mulți oameni cunosc astfel de povești în trecut.

Cazuri speciale de aplicare a schemelor de conectare descrise

Aplicarea circuitelor de comutare în stea:

Implementarea schemelor de conectare triunghiulară:

Apar multe întrebări despre diferența dintre o stea și o conexiune triunghiulară. Diferența, după părerea mea, constă în organizarea constructivă a rețelei de alimentare. Pentru un motor, prima metodă este de preferat în acele circuite și mecanisme unde există operare frecventă. CU Trebuie reținut că la o astfel de conexiune este necesar să se țină cont de tensiunea de alimentare, de obicei 380V. În al doilea caz, luând în considerare tensiunea de alimentare este prezența a 220V. Cu această conexiune, motorul are curenți mari de pornire, ceea ce îl uzează mult mai repede.

Conexiunea triunghiulară este rar întâlnită în industrie. Mai des, motoarele de putere redusă funcționează în stea. Cele mai puternice motoare sunt echipate cu convertoare de frecvență, iar probabilitatea de defecțiune a unui motor scump, personalizat este redusă la aproape zero.

Motoarele hidraulice și pneumatice puternice sunt utilizate într-o fabrică metalurgică într-o configurație „stea”. Probabil, pentru a preveni uzura motorului. De aceea, motoarele sunt folosite în medii agresive se folosesc trei grade de protectie: mai întâi - siguranțe pentru fiecare fază, siguranța trebuie să fie semiconductoare (se arde mai repede și nu permite încălzirea înfășurărilor); al doilea este un întrerupător, care, de regulă, se declanșează în cazuri extrem de rare, cu excepția cazului în care siguranța este arsă; A treia protecție se bazează pe temperatură. Senzorul de temperatură este conectat printr-un releu de joasă tensiune, care, atunci când senzorul este declanșat, întrerupe releul în circuitul de alimentare al înfășurărilor.

Astăzi, motoarele electrice asincrone sunt populare datorită fiabilității, performanțelor excelente și costurilor relativ scăzute. Motoarele de acest tip sunt proiectate pentru a rezista la sarcini mecanice puternice. Pentru ca unitatea să pornească cu succes, trebuie să fie conectată corect. În acest scop, se folosesc conexiuni stea și deltă, precum și o combinație a acestora.

Tipuri de conexiuni

Designul motorului electric este destul de simplu și constă din două elemente principale - un stator staționar și un rotor intern rotativ. Fiecare dintre aceste părți are propriile înfășurări care conduc curentul. Cel de stator este asezat in caneluri speciale cu distanta obligatorie de 120 de grade.

Principiul de funcționare al motorului este simplu - după pornirea demarorului și aplicarea tensiunii la stator, apare un câmp magnetic, care determină rotirea rotorului. Ambele capete ale înfășurărilor sunt scoase în cutia de distribuție și sunt dispuse pe două rânduri. Concluziile lor sunt marcate cu litera „C” și primesc o desemnare numerică cuprinsă între 1 și 6.

Pentru a le conecta, puteți utiliza una dintre cele trei metode:

• "Stea";
• "Triunghi";
• „Stea-triunghi”.

Dacă toate capetele înfășurării statorului sunt conectate la un punct, atunci acest tip de conexiune se numește „stea”. Dacă toate capetele înfășurării sunt conectate în serie, atunci este un „triunghi”. În acest caz, contactele sunt aranjate astfel încât rândurile lor să fie deplasate unul față de celălalt. Ca rezultat, terminalul opus C6 este terminalul C1 etc. Acesta este unul dintre răspunsurile la întrebarea care este diferența dintre conexiunile stea și delta.

În plus, în primul caz, se asigură o funcționare mai lină a motorului, dar nu se atinge puterea maximă. Dacă se utilizează un circuit delta, atunci în înfășurări apar curenți mari de pornire, care afectează negativ durata de viață a unității. Pentru a le reduce, trebuie să folosiți reostate speciale pentru a face startul cât mai lin.

Dacă un motor trifazat este conectat la o rețea de 220 de volți, atunci cuplul nu este suficient pentru a porni. Pentru a crește acest indicator, sunt utilizate elemente suplimentare. În condiții casnice, soluția optimă ar fi un condensator cu defazare. Trebuie remarcat faptul că puterea rețelelor trifazate este mai mare în comparație cu cele monofazate. Acest lucru sugerează că conectarea unui motor trifazat la o sursă de alimentare monofazată va duce cu siguranță la o pierdere de putere. Este imposibil să spunem cu siguranță care dintre aceste metode este mai bună, deoarece fiecare are nu numai avantaje, ci și dezavantaje.

Avantaje și dezavantaje ale „stelei”

Punctul comun la care sunt conectate toate capetele înfășurării se numește neutru. Dacă există un conductor neutru în circuitul electric, atunci acesta va fi numit cu patru fire. Începutul contactelor este conectat la fazele corespunzătoare ale rețelei de alimentare. Schema de conectare a înfășurărilor motorului electric „stea” are o serie de avantaje:

• Asigură funcționarea non-stop pe termen lung a motorului electric.
• Datorită reducerii puterii, durata de viață a unității crește.
• Se realizează un început lin.
• În timpul funcționării, nu există o supraîncălzire semnificativă a motorului.

Există echipamente care au o conexiune internă a capetelor înfășurării și doar trei contacte sunt aduse în cutie. Într-o astfel de situație, utilizarea unei alte scheme de conexiune decât „stea” nu este posibilă.

Avantajele și dezavantajele „triunghiului”

Utilizarea acestui tip de conexiune vă permite să creați un circuit neîntrerupt în circuitul electric. Circuitul a primit acest nume datorită formei sale ergonomice, deși poate fi numit și cerc. Printre avantajele „triunghiului” merită remarcat:

• Puterea maximă a unității este atinsă în timpul funcționării.
• Un reostat este folosit pentru a porni motorul.
• Mărește semnificativ cuplul.
• Se creează o forță de tracțiune puternică.

Printre dezavantaje, se pot observa doar valori mari ale curenților de pornire, precum și generarea de căldură activă în timpul funcționării. Acest tip de conexiune este utilizat pe scară largă în mecanismele puternice care conțin curenți mari de sarcină. Din acest motiv, EMF crește, afectând puterea cuplului. De asemenea, trebuie spus că există o altă schemă de conectare numită „delta deschisă”. Este utilizat în instalațiile redresoare destinate să producă curenți cu triplă frecvență.

Combinarea circuitelor

În mecanismele extrem de complexe, se folosește adesea o conexiune combinată stea și triunghi a unui motor trifazat. Acest lucru vă permite nu numai să creșteți puterea unității, ci și să prelungiți durata de viață a acesteia dacă nu este proiectat să funcționeze folosind metoda „triunghiului”. Deoarece curenții de pornire din motoarele de mare putere sunt mari, atunci când echipamentul pornește, siguranțele se defectează sau întreruptoarele se opresc.

Pentru a reduce tensiunea liniară în înfășurarea statorului, sunt utilizate în mod activ diverse dispozitive suplimentare, de exemplu, autotransformatoare, reostate etc. Ca rezultat, se obține o reducere a tensiunii de peste 1,7 ori. După ce motorul a fost pornit cu succes, frecvența începe să crească treptat, iar curentul scade. Utilizarea unui circuit de contact releu într-o astfel de situație face posibilă comutarea conexiunii stea-triunghi a motorului electric. În această situație, este asigurată cea mai lină pornire posibilă a unității de alimentare.

Pe lângă reostat și metodele directe de pornire a motoarelor asincrone, există o altă metodă comună - trecerea de la stea la deltă.

Metoda de comutare stea-triunghi este utilizată la motoarele care sunt proiectate să funcționeze cu înfășurări triunghi conectate. Această metodă se realizează în trei etape. La început, motorul este pornit prin conectarea înfășurărilor într-o stea, în acest stadiu motorul accelerează. Apoi trec la diagrama de conexiune triunghiulară de lucru și, atunci când comutați, trebuie să țineți cont de câteva nuanțe. În primul rând, trebuie să calculați corect timpul de comutare, deoarece dacă închideți contactele prea devreme, arcul electric nu va avea timp să se stingă și poate apărea și un scurtcircuit. Dacă comutarea durează prea mult, aceasta poate duce la o pierdere a vitezei motorului și, ca urmare, la o creștere a curentului de pornire. În general, trebuie să ajustați clar timpul de comutare. În a treia etapă, când înfășurarea statorului este deja conectată în delta, motorul intră în modul de funcționare în regim de echilibru.

Semnificația acestei metode este că atunci când înfășurările statorului sunt conectate cu o stea, tensiunea de fază din ele scade de 1,73 ori. Curentul de fază care circulă în înfășurările statorului scade cu aceeași cantitate. Când înfășurările statorului sunt conectate printr-un triunghi, tensiunea de fază este egală cu tensiunea liniară, iar curentul de fază este de 1,73 ori mai mic decât cel liniar. Se pare că prin conectarea înfășurărilor cu o stea, reducem curentul liniar de 3 ori.

Pentru a evita confuzia de numere, să ne uităm la un exemplu.

Să presupunem că circuitul de lucru al înfășurării unui motor asincron este un triunghi, iar tensiunea liniară a rețelei de alimentare este de 380 V. Rezistența înfășurării statorului este Z = 20 Ohmi. Prin conectarea înfășurărilor în momentul pornirii în stea, vom reduce tensiunea și curentul în faze.

Curentul din faze este egal cu curentul liniar și este egal cu

După accelerarea motorului, trecem de la stea la triunghi și obținem diferite valori ale tensiunilor și curenților.

După cum puteți vedea, curentul liniar atunci când este conectat printr-un triunghi este de 3 ori mai mare decât curentul liniar atunci când este conectat de o stea.

Această metodă de pornire a unui motor asincron este utilizată în cazurile în care există o sarcină mică sau când motorul este la ralanti. Acest lucru se datorează faptului că atunci când tensiunea de fază scade de 1,73 ori, conform formulei pentru cuplul de pornire furnizată mai jos, cuplul scade de trei ori, iar acest lucru nu este suficient pentru a începe cu o sarcină pe arbore.

Unde m este numărul de faze, U este tensiunea de fază a înfășurării statorului, f este frecvența curentului rețelei de alimentare, r1, r2, x1, x2 sunt parametrii circuitului echivalent al unui motor asincron, p este numărul de perechi de poli.