Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των διαγραμμάτων σύνδεσης των περιελίξεων του κινητήρα με ένα αστέρι και ένα τρίγωνο

Το σύστημα τριφασικού ηλεκτρικού ρεύματος αναπτύχθηκε στα τέλη του 19ου αιώνα από τον Ρώσο επιστήμονα M.O. Dolivo-Dobrovolsky. Τρεις φάσεις, στις οποίες η τάση μετατοπίζεται μεταξύ τους κατά 120 μοίρες, μεταξύ άλλων πλεονεκτημάτων, διευκολύνουν τη δημιουργία ενός περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου. Αυτό το πεδίο φέρει μαζί του τους ρότορες των πιο κοινών και απλούστερων τριφασικών ασύγχρονων κινητήρων.

Οι τρεις περιελίξεις στάτορα τέτοιων ηλεκτροκινητήρων είναι στις περισσότερες περιπτώσεις διασυνδεδεμένες σύμφωνα με το σχήμα "αστέρι" ή "τρίγωνο". Στην ξένη βιβλιογραφία, χρησιμοποιούνται οι όροι "αστέρι" και "δέλτα", με συντομογραφία S και D. Ο μνημονικός προσδιορισμός D και Y είναι πιο συνηθισμένος, κάτι που μερικές φορές μπορεί να οδηγήσει σε σύγχυση - το γράμμα D μπορεί να χαρακτηριστεί και "αστέρι" και "τρίγωνο".

Τάσεις φάσης και γραμμής

Για να κατανοήσετε τις διαφορές μεταξύ των μεθόδων σύνδεσης των περιελίξεων, πρέπει πρώτα να καταλάβετε με τις έννοιες της φάσης και των γραμμικών τάσεων. Η τάση φάσης είναι η τάση μεταξύ της αρχής και του τέλους μιας φάσης. Γραμμική - μεταξύ των ίδιων συμπερασμάτων διαφορετικών φάσεων.

Για ένα δίκτυο τριών φάσεων, οι τάσεις γραμμής προς γραμμή είναι τάσεις μεταξύ φάσεων, για παράδειγμα, Α και Β, και οι τάσεις φάσης είναι μεταξύ κάθε φάσης και του ουδέτερου αγωγού.

Έτσι οι τάσεις Ua, Ub, Uc θα είναι φάσης και οι Uab, Ubc, Uca θα είναι γραμμικές. Αυτές οι τάσεις είναι διαφορετικές. Έτσι, για ένα οικιακό και βιομηχανικό δίκτυο 0,4 kV, οι γραμμικές τάσεις είναι 380 βολτ και οι τάσεις φάσης είναι 220 βολτ.

Σύνδεση περιελίξεων κινητήρα σύμφωνα με το σχήμα "αστέρι".

Κατά τη σύνδεση των φάσεων ενός ηλεκτροκινητήρα με ένα αστέρι, οι τρεις περιελίξεις αλληλοσυνδέονται στις αρχές τους σε ένα κοινό σημείο. Τα ελεύθερα άκρα συνδέονται το καθένα με τη δική του φάση του δικτύου. Σε ορισμένες περιπτώσεις, το κοινό σημείο συνδέεται με τον ουδέτερο δίαυλο του συστήματος τροφοδοσίας.

Από το σχήμα φαίνεται ότι για αυτήν την ένταξη, η τάση φάσης του δικτύου εφαρμόζεται σε κάθε τύλιγμα (για δίκτυα 0,4 kV - 220 volt).

Σύνδεση των περιελίξεων του κινητήρα σύμφωνα με το σχήμα "τρίγωνο".

Με το σχήμα "τρίγωνο", τα άκρα των περιελίξεων συνδέονται μεταξύ τους σε σειρά. Αποδεικνύεται ένα είδος κύκλου, αλλά στη βιβλιογραφία το όνομα "τρίγωνο" είναι αποδεκτό λόγω του συχνά χρησιμοποιούμενου στυλ. Δεν υπάρχει πουθενά να συνδέσετε το ουδέτερο καλώδιο σε αυτήν την εφαρμογή.

Προφανώς, οι τάσεις που εφαρμόζονται σε κάθε τύλιγμα θα είναι γραμμικές (380 βολτ ανά περιέλιξη).

Σύγκριση σχημάτων σύνδεσης μεταξύ τους

Για να συγκρίνετε και τα δύο σχήματα μεταξύ τους, είναι απαραίτητο να υπολογίσετε την ηλεκτρική ισχύ που αναπτύσσεται από τον ηλεκτρικό κινητήρα κατά τη διάρκεια ενός ή του άλλου συμπερίληψης. Για αυτό, είναι απαραίτητο να εξεταστούν οι έννοιες των γραμμικών (Ilin) και των ρευμάτων φάσης (Iphase).Ρεύμα φάσης είναι το ρεύμα που διαρρέει την περιέλιξη φάσης. Το ρεύμα γραμμής ρέει μέσω του αγωγού που συνδέεται με τον ακροδέκτη της περιέλιξης.

Σε δίκτυα έως 1000 βολτ, η πηγή ηλεκτρισμού είναι μετασχηματιστής, η δευτερεύουσα περιέλιξη της οποίας ενεργοποιείται από ένα "αστέρι" (διαφορετικά είναι αδύνατο να οργανωθεί ένα ουδέτερο καλώδιο) ή μια γεννήτρια της οποίας οι περιελίξεις συνδέονται με τον ίδιο τρόπο.

Το σχήμα δείχνει ότι όταν συνδέεται με ένα "αστέρι", τα ρεύματα στους αγωγούς και τα ρεύματα στις περιελίξεις του κινητήρα είναι ίσα. Το ρεύμα φάσης καθορίζεται από την τάση φάσης:

   

όπου Z είναι η αντίσταση της περιέλιξης μιας φάσης, μπορούν να θεωρηθούν ίσες. Μπορεί να γραφτεί ότι

   

.

Για μια σύνδεση δέλτα, τα ρεύματα είναι διαφορετικά - καθορίζονται από τις γραμμικές τάσεις που εφαρμόζονται στην αντίσταση Z:

   

.

Επομένως, για αυτή την περίπτωση .

Τώρα μπορούμε να συγκρίνουμε τη συνολική ισχύ (), που καταναλώνεται από ηλεκτρικούς κινητήρες με διαφορετικά σχήματα.

• για μια σύνδεση αστέρι, η συνολική ισχύς είναι ;
• για μια σύνδεση δέλτα, η συνολική ισχύς είναι .

Έτσι, όταν ενεργοποιείται από ένα «αστέρι», ο ηλεκτροκινητήρας αναπτύσσει ισχύ τρεις φορές χαμηλότερη από ό,τι όταν συνδέεται σε ένα τρίγωνο. Οδηγεί επίσης σε άλλες θετικές συνέπειες:

• Τα ρεύματα εκκίνησης μειώνονται.
• η λειτουργία και η εκκίνηση του κινητήρα γίνονται πιο ομαλά.
• ο ηλεκτροκινητήρας αντιμετωπίζει καλά τις βραχυπρόθεσμες υπερφορτώσεις.
• το θερμικό καθεστώς του ασύγχρονου κινητήρα γίνεται πιο ήπιο.

Η άλλη όψη του νομίσματος είναι ότι ένας κινητήρας με αστέρες δεν μπορεί να αναπτύξει τη μέγιστη ισχύ. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η ροπή μπορεί να μην είναι αρκετή για να περιστρέψει τον ρότορα.

Τρόποι εναλλαγής κυκλωμάτων αστεριού-τριγώνου

Ο σχεδιασμός των περισσότερων ηλεκτροκινητήρων επιτρέπει τη μετάβαση από το ένα σχήμα σύνδεσης στο άλλο.Για αυτό, οι αρχές και τα άκρα των περιελίξεων εμφανίζονται στον ακροδέκτη, έτσι ώστε αλλάζοντας απλώς τη θέση των επικαλύψεων, να είναι δυνατό να δημιουργηθεί ένα "τρίγωνο" από ένα "αστέρι" και αντίστροφα.

Ο ίδιος ο ιδιοκτήτης του ηλεκτροκινητήρα μπορεί να επιλέξει αυτό που χρειάζεται - μια μαλακή εκκίνηση με μικρά ρεύματα εκκίνησης και ομαλή λειτουργία ή τη μεγαλύτερη ισχύ που αναπτύσσει ο κινητήρας. Εάν χρειάζεστε και τα δύο, μπορείτε να αλλάξετε αυτόματα χρησιμοποιώντας ισχυρούς επαφές.

Όταν πατηθεί το κουμπί εκκίνησης SB2, ο ηλεκτροκινητήρας ενεργοποιείται σύμφωνα με το σχήμα "αστέρι". Ο επαφέας KM3 τραβιέται προς τα πάνω, οι επαφές του κλείνουν τις εξόδους των περιελίξεων του κινητήρα στη μία πλευρά. Τα αντίθετα συμπεράσματα συνδέονται με το δίκτυο, το καθένα στη δική του φάση μέσω των επαφών KM1. Όταν αυτός ο επαφέας είναι ενεργοποιημένος, εφαρμόζεται τριφασική τάση στις περιελίξεις και ο ρότορας του ηλεκτροκινητήρα κινείται. Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα που έχει ρυθμιστεί στο ρελέ KT1, το πηνίο KM3 διακόπτεται, απενεργοποιείται, ο επαφέας KM2 ενεργοποιείται, μετατρέποντας τις περιελίξεις σε ένα "τρίγωνο".

Η εναλλαγή γίνεται αφού ο κινητήρας αποκτήσει ταχύτητα. Αυτή η στιγμή μπορεί να ελεγχθεί από τον αισθητήρα ταχύτητας, αλλά στην πράξη όλα είναι πιο εύκολα. Η εναλλαγή είναι ελεγχόμενη ρελέ χρόνου - μετά από 5-7 δευτερόλεπτα, θεωρείται ότι έχουν ολοκληρωθεί οι διαδικασίες εκκίνησης και μπορείτε να ενεργοποιήσετε τον κινητήρα σε λειτουργία μέγιστης ισχύος. Δεν αξίζει να καθυστερήσετε αυτή τη στιγμή, καθώς η παρατεταμένη λειτουργία με υπέρβαση του επιτρεπόμενου φορτίου για το "αστέρι" μπορεί να οδηγήσει σε αστοχία της ηλεκτρικής κίνησης.

Κατά την εφαρμογή αυτής της λειτουργίας, θυμηθείτε τα εξής:

1. Η ροπή εκκίνησης ενός κινητήρα με περιελίξεις αστέρι είναι σημαντικά χαμηλότερη από την τιμή αυτού του χαρακτηριστικού ενός ηλεκτροκινητήρα με σύνδεση τριγώνου, επομένως η εκκίνηση ενός ηλεκτροκινητήρα με δύσκολες συνθήκες εκκίνησης με αυτόν τον τρόπο δεν είναι πάντα δυνατή. Απλώς δεν θα μπει σε εναλλαγή. Τέτοιες περιπτώσεις περιλαμβάνουν ηλεκτροκίνητες αντλίες που λειτουργούν με αντίθλιψη κ.λπ. Παρόμοια προβλήματα επιλύονται με τη βοήθεια κινητήρων με ρότορα φάσης, αυξάνοντας ομαλά το ρεύμα διέγερσης κατά την εκκίνηση. Η Star start χρησιμοποιείται με επιτυχία κατά την εργασία με φυγόκεντρες αντλίες που λειτουργούν σε κλειστή βαλβίδα, σε περίπτωση φορτίων ανεμιστήρα στον άξονα του κινητήρα κ.λπ.
2. Οι περιελίξεις του κινητήρα πρέπει να αντέχουν την τάση γραμμής του δικτύου. Είναι σημαντικό να μην συγχέετε κινητήρες D/Y 220/380 volt (συνήθως ασύγχρονοι κινητήρες χαμηλής ισχύος έως 4 kW) και κινητήρες D/Y 380/660 volt (συνήθως 4 kW και άνω). Το δίκτυο 660 volt πρακτικά δεν χρησιμοποιείται πουθενά, αλλά μόνο ηλεκτρικοί κινητήρες με αυτήν την ονομαστική τάση μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μεταγωγή αστέρα-τριγώνου. Ένας δίσκος 220/380 σε τριφασικό δίκτυο ενεργοποιείται μόνο από ένα "αστέρι". Δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν στο σχήμα μεταγωγής.
3. Πρέπει να διατηρηθεί μια παύση μεταξύ της απενεργοποίησης του επαφέα "αστέρι" και της ενεργοποίησης του "τριγωνικού" επαφέα για να αποφευχθούν επικαλύψεις. Αλλά είναι αδύνατο να το αυξήσετε πέρα ​​από κάθε μέτρο για να αποτρέψετε τη διακοπή του ηλεκτροκινητήρα. Όταν κάνετε μόνοι σας ένα κύκλωμα, ίσως χρειαστεί να το επιλέξετε πειραματικά.

Εφαρμόζεται επίσης ο διακόπτης όπισθεν. Είναι λογικό εάν ένας ισχυρός κινητήρας λειτουργεί προσωρινά με μικρό φορτίο.Ταυτόχρονα, ο συντελεστής ισχύος του είναι χαμηλός, επειδή η κατανάλωση ενεργού ισχύος καθορίζεται από το επίπεδο φορτίου του ηλεκτροκινητήρα. Η αντιδραστική, από την άλλη πλευρά, καθορίζεται κυρίως από την αυτεπαγωγή των περιελίξεων, η οποία δεν εξαρτάται από το φορτίο στον άξονα. Για να βελτιώσετε την αναλογία ενεργού και άεργου ισχύος που καταναλώνεται, μπορείτε να αλλάξετε τις περιελίξεις στο κύκλωμα "αστέρι". Αυτό μπορεί επίσης να γίνει χειροκίνητα ή αυτόματα.

Το κύκλωμα μεταγωγής μπορεί να συναρμολογηθεί σε διακριτά στοιχεία - ρελέ χρόνου, επαφές (μίζες) κ.λπ. Παράγονται επίσης έτοιμες τεχνικές λύσεις που συνδυάζουν το αυτόματο κύκλωμα μεταγωγής σε ένα περίβλημα. Απαιτείται μόνο η σύνδεση ενός ηλεκτροκινητήρα και η τροφοδοσία από ένα τριφασικό δίκτυο στους ακροδέκτες εξόδου. Τέτοιες συσκευές μπορεί να έχουν διαφορετικά ονόματα, για παράδειγμα, "ρελέ χρόνου έναρξης" κ.λπ.

Η ενεργοποίηση των περιελίξεων του κινητήρα σύμφωνα με διαφορετικά σχήματα έχει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά της. Η βάση της ικανής λειτουργίας είναι η γνώση όλων των θετικών και αρνητικών. Τότε ο κινητήρας θα διαρκέσει πολύ, φέρνοντας το μέγιστο αποτέλεσμα.

Παρόμοια άρθρα: