Стартер звезда треугольник что это

Обновлено: 02.07.2024

Выбор схемы соединения фаз электродвигателя - соединение обмоток звездой и треугольником

Для включения асинхронного электродвигателя в сеть его статорная обмотка должна быть соединена звездой или треугольником.

Чтобы электродвигатель включить в сеть по схеме "звезда", нужно все концы фаз (С4, С5, С6) соединить электрически в одну точку, а все начала фаз (C1, С2, С3) присоединить к фазам сети. Правильное соединение концов фаз электродвигателя по схеме "звезда" показано на рис. 1, а.

Для включения электродвигателя по схеме "треугольник" начало первой фазы соединяют с конном второй и начало второй — с концом третьей, а начало третьей — с концом первой. Места соединений обмоток подключают к трем фазам сети. Правильное соединение концов фаз электродвигателя по схеме "треугольник" показано рис. 1, б.

Рис. 1. Схемы включения трехфазного асинхронного электродвигателя в сеть: а - фазы соединены звездой, б - фазы соединены треугольником

Соединение фаз двигателя по схеме "звезда"

Рис. 2. Соединение фаз двигателя по схеме "треугольник"

Рис. 3. Соединение обмоток электродвигателя звездой и треугольником

Еще одна картинка со схемами соединений обмоток электродвиагетля в "звезду" и в "треугольник":

Для выбора схемы соединения фаз трехфазного асинхронного электродвигателя можно использовать данные таблицы 1.

Таблица 1. Выбор схемы соединения обмоток

Напряжение электрического двигателя, В	Напряжение сети, В
Напряжение электрического двигателя, В	380/220	660/380
380/220	звезда	-
660/380	треугольник	звезда

Из таблицы видно, что при подключении асинхронного двигателя с рабочим напряжением 380/220 В к сети с линейным напряжением 380 В соединять его обмотки можно только звездой! Соединять концы фаз такого электродвигателя по схеме "треугольник" нельзя. Неправильный выбор схемы соединения обмоток электродвигателя может привести к выходу его из строя во время работы.

Вариант соединения обмоток треугольником предусмотрен для подключения двигателей 660/380 В к сети с линейным напряжением 660В и фазным 380 В. В этом случае обмотки двигателя могут соединяться по схеме, как "звезда", так и "треугольник".

Такие двигатели могут включаться в сеть при помощи переключателя схем со звезды на треугольник (рис. 4). Это техническое решение позволяет уменьшить пусковой ток трехфазного асинхронного короткозамкнутого электродвигателя большой мощности. При этом сначала обмотки электродвигателя соединяют по схеме "звезда" (при нижнем положении ножей переключателя), потом, когда ротор двигателя наберет номинальную частоту вращения, его обмотки переключают в схему "треугольник" (верхнее положение ножей переключателя).

Рис. 4. Схема включения трехфазного электродвигателя в есть при помощи переключателя фаз со звезды на треугольник

Рис. 5. Подключение звезда-треугольник

Снижение пускового тока при переключении его обмоток со звезды на треугольник происходит потому, что вместо предназначенной для данного напряжения сети схемы "треугольник" (660В) каждая обмотка двигателя включается на напряжение в 1,73 раза меньше (380В). При этом потребляемый ток снижается в 3 раза. Снижается также в 3 раза и мощность, развиваемая электродвигателем при пуске.

Но, в связи со всем вышесказанным, такие схемные решения можно использовать только для двигателей с номинальным напряжением 660/380 В и включении их в сеть с таким же напряжением. При попытке включения электродвигателя с номинальным напряжением 380/220 В по такой схеме он выйдет из строя, т.к. его фазы нельзя включать в сеть "треугольником".

Номинальное напряжение электрического двигателя можно посмотреть на его корпусе, где в в виде металлической пластинки размещается его технический паспорт.

Для изменения направления вращения электродвигателя достаточно поменять местами две любые фазы сети независимо от схемы его включения (рис. 6). Для изменения направления вращения асинхронного электродвигателя применяют электрические аппараты ручного управления (реверсивные рубильники, пакетные переключатели) или аппараты дистанционного управления (реверсивные электромагнитные пускатели). Схема включения трехфазного асинхронного электродвигателя в сеть реверсивным рубильником показана на рис. 7.

Рис. 6. Реверс трехфазного асинхронного двигателя

Рис. 7. Схема включения трехфазного электродвигателя в сеть реверсивным рубильником

Питание асинхронного электродвигателя происходит от трехфазной сети с переменным напряжением. Такой двигатель, при простой схеме подключения, оснащен тремя обмотками, расположенными на статоре. Каждая обмотка имеет сдвиг друг относительно друга на угол 120 градусов. Сдвиг на такой угол предназначен для создания вращения магнитного поля.

Реверсивная схема двигателя 380 на 220 Вольт

Каждая из трех рабочих обмоток электродвигателя имеет два вывода – соответственно начало и конец. Концы всех трех обмоток соединяют в одну общую точку, так называемую нейтраль.

При наличии нейтрального провода в цепи схему называют 4-х проводной, в противном случае, она будет считаться 3-х проводной.

Начало выводов присоединяют к соответствующим фазам питающей сети. Приложенное напряжение на таких фазах составляет 380 В, реже 660 В.

Устойчивый и длительный режим безостановочной работы двигателя;
Повышенная надежность и долговечность, за счет снижения мощности оборудования;
Максимальная плавность пуска электрического привода;
Возможность воздействия кратковременной перегрузки;
В процессе эксплуатации корпус оборудования не перегревается.

Существует оборудование с внутренним соединением концов обмоток. На колодку такого оборудования будет выведено всего лишь три вывода, что не позволяет применить другие методы соединения. Выполненное в таком виде электрооборудование, для своего подключения не требует грамотных специалистов.

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети по схеме звезда

Увеличение до максимального значения мощности электрооборудования;
Использование пускового реостата;
Повышенный вращающийся момент;
Большие тяговые усилия.

Недостатки:

Повышенный ток пуска;
При длительной работе двигатель сильно греется.

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети по схеме треугольник

Схемы подключения звездой и треугольником

В итоге, используя данную комбинацию, получим максимальную надежность и эффективную продуктивность используемого электрического оборудования, не боясь вывести ее из строя.

Основные преимущества комбинации:

Увеличение срока службы. Плавный пуск позволяет избежать неравномерности нагрузки на механическую часть установки;
Возможность создания двух уровней мощности.

Предлагаем подробно изучить, что такое подключения звездой (star) и треугольником (дельта). Рассмотрим особенности асинхронного двигателя и вариаций его подключения к сети. Узнаем, почему комбинированное включение более практично и выгодно на мощных установках.

Асинхронный трехфазный электродвигатель

Асинхронная модель трехфазного исполнения применяется для преобразования электрической энергии в механическую. Конструктивно силовые устройства асинхронного типа состоят из трех частей:

Корпус. Предотвращает механические повреждения. Также служит для крепления подвижной и неподвижной части.
Статор. Статичный компонент конструкции. Состоит из станины и магнитопровода. Впрессованная в каркас магнитная составляющая формирует электромагнитное ядро. С его помощью выполняется намагничивание машины, создаются вращающиеся магнитные поля.
Ротор. Подвижная составляющая конструкции.

Магнитные обмотки расположены под углом относительно друг друга, что делает возможным вращение без дополнительных приспособлений.

Преимущества АД

Использование АД в производственных системах широко распространено в силу его положительных сторон:

Конструкция. В сравнении с другими разновидностями, асинхронная наиболее проста конструктивно. Это объясняется возможностью включения в стандартную трехфазную сеть, а также принципом эксплуатации. Простота делает АД наиболее дешевым среди конкурентов в аналогичной области.
Принцип запуска. Использование смещенных на 120 о обмоток позволяет формировать поле без применения дополнительных преобразующих устройств и элементов. Сама конструкция обуславливает вращение. Для его запуска достаточно подать питание любым подходящим способом (чаще – посредством контактора).
Использование. Эксплуатационные расходы на асинхронные конструкции небольшие, а обслуживание не требует особых навыков. Достаточно очищать систему от пыли и обеспечивать правильное подсоединение контактов электродвигателя при необходимости.

Также среди преимуществ устройств данного типа стоит отметить долговечность и надежность при широком диапазоне мощности. При правильных условиях эксплуатации и регулярном обслуживании подшипники менять придется не чаще, чем раз в 15 лет.

К преимуществам такого способа соединения можно отнести:

длительную работу силового агрегата без перерывов;
увеличение эксплуатационного периода техники, повышение ее надежности;
плавный, щадящий пуск;
устойчивость к коротким перегрузкам;
минимальный нагрев корпуса в процессе работы.

В некоторых моделях техники обмотки со стороны концевых выводов соединены изначально. Эта конструктивная особенность не позволяет применять другие способы организации – доступ есть только к начальным клеммам. Такой подход ограничивает варианты соединения, однако упрощает процесс подключения. Для его выполнения не потребуется особых навыков и специального образования.

Основным принципом способа является соединение конца одной обмотки с началом другой. В конечном итоге формируется контур неразрывного типа с особенной структурой монтажа. При изначальном проектировании оборудования для соединения таким способом, обмотки и их выводы располагаются соответствующим образом, что и создает форму, давшую название технике.

Для соединения дельтой линейное напряжение на каждой обмотке статора составляет 220В или 380В. Особенности данного типа включения обусловливают его преимущества:

достижение максимального показателя рабочей мощности техники;
применение пускового реостата;
увеличенный крутящий момент;
повышенное тяговое усилие.

Имеет такой способ соединения также свои минусы – повышенные пусковые токи, усиленный нагрев корпуса. Включение осуществляется исключительно по трехпроводной схеме, поскольку отсутствует общая точка.

Высоким ЭДС самоиндукции (из-за больших пусковых токов) обусловлен повышенный вращающий момент. Данное свойство делает подключение дельтой распространенным решением в агрегатах, рассчитанных на большую рабочую мощность.

В чем различия этих соединений

Именно второй вариант применяется в системах запуска электродвигателей. При пуске токовая величина в несколько раз превышает номинальную (показатель может быть кратным 8). Это крайне негативно влияет на состояние сети, а также способно сильно сократить эксплуатационный период подключенного оборудования.

Фазные, линейные величины

Сети питания трехфазного типа имеют 2 вида напряжения и тока – фазный, линейный. Напряжение фазной разновидности является величиной между началом, концом фазы приемника. Аналогичный ток протекает по одной фазе. Протекание этих показателей в разных вариантах подключения можно описать с помощью обозначений:

Звезда. Фазное напряжение представляют параметры Ua, Ub, Uc. Токи называются соответственно – Ia, Ib, Ic.
Треугольник. В таком варианте напряжение будет зависеть от последовательно соединенных обмоток – Uab, Ubc, Uca. Ток выражен иначе – Iac, Ibc, Ica.

Разница заключается в способе соединения.

При анализе показателей, а также расчете параметров трехфазной цепи особое внимание уделяют направлению ЭДС. Этот показатель оказывает решающее влияние на соотношение между диаграммными векторами.

Для чего используют комбинацию?

При запуске двигателя с подачей питания напрямую пусковые токи создают повышенные нагрузки, вызывающие вибрации разной амплитуды. Если мощность агрегата выше 5 кВт, содрогаться начинает весь привод. При наличии насаженного на вал тяжелого элемента (например, крыльчатка), колебания могут крайне негативно влиять на состояние, исправность всего комплекса.

Для снижения усилия на валу при пуске, включение производится несколькими этапами. Запуск выполняют на пониженных оборотах. После постепенного разгона производится переключение на номинальную мощность. Если использовать для этого реостаты, трансформаторы, система становится слишком перегруженной узлами. Поэтому применяются особые варианты подключения с учетом определенной последовательности.

При использовании комбинированного способа соединения получается достичь максимального показателя надежности, продуктивности. При этом риск выхода силового агрегата из строя минимален. Благодаря плавному пуску нагрузка равномерно распределяется по всей механической части, что повышает эксплуатационный период устройства. Также появляется возможность использовать двухуровневую мощность.

220/380В

380/660В

Оптимальный вариант напряжений для использования комбинации из двух последовательно используемых способов. Напрямую данный тип электродвигателя включается через дельту с использованием частотного преобразователя или контактора.

Технические характеристики каждого конкретного агрегата указываются на его бирке, описывается сопутствующей документацией. Там же можно найти предпочтительные схемы включения и возможность их переключения.

Принцип работы комбинированного подключения у всех двигателей функционирует одинаково. Используется данный алгоритм:

Это – простейшее описание принципа работы комбинированного способа подключения. С точки зрения схемы процесс регулируется 2 частями системы – силовой, управляющей. Каждая из них имеет свое устройство, может быть реализована несколькими вариантами в зависимости от конструкции и потребностей конкретного случая.

Силовая часть схемы

Процесс включения двигателя подразумевает участие 3 контакторов, каждый из которых имеет свои функции:

Благодаря своевременному переключению этих узлов схема работает без риска повреждения. Увеличивает ее срок службы и повышается надежность эксплуатации.

Управление схемой

Для включения правильного контактора в нужный момент может применяться несколько версий:

Тумблеры. Простейший вариант, позволяющий вручную управлять процессом. Требует скрупулезного соблюдения алгоритма.
Трехпозиционный переключатель. Есть в продаже, также может быть собран самостоятельно из стандартного кулачкового варианта.
Релейная система, таймер. Используется с включением реле времени. Оно может быть электронного или пневматического вида.
Специализированное реле.
Универсал. Управление такого исполнения передается программе, которая регулирует моменты переключения режимов контроллером.

Подача питания на схему управления может выполняться посредством тумблера или же в классическом варианте, с самоподхватом.

Релейное исполнение достаточно просто, а также не совсем надежно, поскольку возможны нестыковки между режимными контакторами. Проблема во времени срабатывания (отключения/включения). Ее стабильность, надежность во многом зависима от качества, конструкции контакторов. Для снижения риска аварийной ситуации рекомендуется использовать дополнительный блокиратор электрического или механического типа.

Пусковые реле

Есть много разновидностей таких реле. Они производятся в Украине, Италии, Австрии, Чехии. Система может быть модульной, съемной. Функционал включает программируемую работу с разными периодами эксплуатации – цикл, сутки, неделя. Различаться может функциональность, от узконаправленного действия до многофункционального устройства.

Использование обычного реле времени на современных системах не пользуется популярностью. Тому есть несколько причин:

Модели пневматического и механического типа отличаются чувствительностью к внешним факторам и перебоям питания.
При создании цепи необходимо включать второе реле, контролирующее паузу между сменой режимов. Данная опция часто упускается, из-за чего появляются конфликты между контакторами.
Стоимость установки универсального варианта практически не отличается от специализированных моделей.

Преимущества

Специализированные реле могут получать питание от разного напряжения (например, 220В и 24В), что дает больше возможностей по выбору контакторных катушек. Также это позволяет подобрать нужный режим питания для реле, исходя из параметров пускового контактора. Функционально устройство предоставляет возможность регулировать время разгона. Пауза устанавливается на промежуток от 1 секунды до 16 минут. На передней панели для этого есть специальные регуляторы и переключатели.

Принцип работы

Особенностью такого специализированного реле является возможность самостоятельно выбирать необходимый режим работы. За точностью и правильной последовательностью запуска следит программа, что исключает необходимость постоянного контроля питания со стороны оператора, а также сводит к минимуму вероятность аварийной ситуации.

Полезная информация

При включении асинхронного двигателя есть несколько моментов, которые необходимо знать:

Выводы

По рабочим характеристикам различий между двумя способами подсоединения электродвигателя к сети быть не может. При неправильном выборе пусковой электроток просто сожжет двигатель. Выделить один из методов, как лучший, также нельзя, поскольку каждый имеет свои особенности. Для правильного выбора важно тщательно изучать техническую документацию и шильдик на корпусе двигателя.

Звезда и треугольник — это основные виды соединений в установках трехфазного тока. Каждая схема обладает присущими только ей свойствами, и важно правильно ее применять или комбинировать.

Данный обзор ориентирован в первую очередь на широкую аудиторию, которая может не знать терминологии, особенностей расчетов, векторов и прочей узкоспециализированной информации. Да и ни к чему она, если нет понимания. А ретрансляция учебников и прочей электротехнической литературы без нормального пояснения — путь в никуда. Поэтому постараемся по возможности простыми словами рассмотреть основные особенности использования схем звезда и треугольник.

Где применяется соединение звезда и треугольник

Если проанализировать поисковую выдачу, то окажется, что чаще всего люди ищут информацию о схемах звезда и треугольник в контексте подключения асинхронного трехфазного двигателя. Естественно на бытовом уровне это наиболее частый случай применения той или иной схемы. И, естественно, особенности применения той или иной схемы при подключении трехфазного потребителя мы рассмотрим. Но прежде хотелось бы осветить не менее важное применение комбинаций звезды и треугольника при распределении электроэнергии от электростанции через трансформаторы к потребителям.

Казалось бы, зачем нам знать особенности трансформации электроэнергии? Однако, тема довольно-таки интересная, сложная и мало освещенная. Ведь все мы знаем, что электроэнергия вырабатывается на электростанции генераторами, трансформируется и поступает в наши дома. И если с последним звеном все более или менее понятно. То о первых двух звеньях информация чаще попадается расплывчатая, иногда противоречивая или сложная для восприятия. Поэтому рассмотрим простое объяснение трансформации электроэнергии через комбинации звезда-треугольник, треугольник-звезда. Но прежде приведем определения этих способов соединения.

Звезда, треугольник — определения

В зависимости от способа соединения обмоток генератора и нагрузки различают соединения звездой и треугольником. Каждая фазная обмотка генератора имеет два вывода, которые условно называют началом и концом. За начало обмотки принимается тот вывод, к которому направлена положительная ЭДС.

При соединении звездой концы всех фаз генератора соединяют в один узел. Его называют нейтральным узлом или нейтральной точкой. Нейтральные точки генератора и нагрузки часто соединяют нейтральным (нулевым) проводом. Остальные провода, соединяющие обмотки генератора с приемником, называют линейными.

При соединении треугольником начало одной фазной обмотки соединяют с концом следующей так, чтобы три обмотки образовали замкнутый треугольник.

На практике используют различные комбинации соединения фаз генератора и нагрузки: звезда-звезда, звезда-треугольник, треугольник-треугольник. Есть и комбинации с зигзагом, но в данном обзоре мы из затрагивать не будем.

Напряжения и токи в фазах генератора и нагрузки называют фазными и обозначают Uф, Ia. Напряжения между линейными проводами и токи в них называют линейными и обозначают Uл, Iл. Из рассмотренных выше схем следует, что при соединении звездой Iл = Iф, а при соединении треугольником Uл = Uф.

Если обмотки источника питания 220 Вольт соединены треугольником, соответственно фазные и линейные напряжения равны 220 Вольт. Соотношения же между линейными и фазными напряжениями при соединении звездой уже иные. Найти их можно при помощи векторной диаграммы или методом анализа синусоид трех фаз, как показано в следующем ролике:

Расчет линейного напряжения по векторам сводиться к анализу равнобедренного треугольника с углами при основании 30°. Также можно рассчитать разность векторов через комплексные числа. Подробно на данных способах останавливаться не будем. Отметим лишь следствие — при соединении звездой линейное напряжение Uл = √3 × Uф (380 = √3 × 220).

Трансформация напряжений при помощи комбинаций звезда и треугольник

При мощности генератора электростанции 500 МВт и напряжении 10 кВ сила тока в проводах составит 50 тысяч ампер. При передаче на большие расстояния провода, как нагрузка, имеют значительное сопротивление. Следовательно, большая часть тока будет уходить впустую на разогрев проводов. Чтобы минимизировать потери при транспортировке электроэнергии единственный действенный способ — увеличение напряжения, что приведет к снижению силы тока. А без распределительных трансформаторов (повышающих и понижающих) этого сделать нельзя.

Сейчас подробно останавливаться на принципе работы трансформатора не будем. Нас больше интересует особенность соединения его обмоток звездой или треугольником.

Моделировать будем в программе Multisim. А начнем отрисовку схемы с трехфазного генератора, обмотки которого соединены в звезду. Заземлим точку соединения обмоток. На этом этапе отметим, что несмотря на то, что генераторы на электростанциях вырабатывают напряжения в тысячи вольт и на всем пути трансформируют его увеличивая и уменьшая, мы возьмем генератор, вырабатывающий понятные нам 220 Вольт. Также не стоит сравнивать приведенные здесь схемы с реальной системой, так как путь от электростанции до потребителя намного сложнее.

Теперь добавим трансформатор. Точнее соберем его из трех трансформаторов таким образом, чтобы первичная обмотка была соединена в звезду, а вторичная — в треугольник. Повышать напряжение не будем, но посмотрим, какая трансформация произошла при соединении обмоток трансформатора по схеме звезда-треугольник.

При переключении со звезды в треугольник обмоток генераторов или вторичных обмоток трансформаторов происходит следующее:

Напряжение в сети понижается в 1,73 раза. В нашем случае линейное напряжение понижается с 380 до 220 Вольт.
Мощность генератора и трансформатора остается такой же. А все потому что напряжение каждой фазной обмотки остается таким же и ток в каждой фазной обмотке такой же, хотя ток в линейных проводах возрастает в 1,73 раза. Это мы покажем чуть позже, когда замкнем цепь через потребителей. Но прежде добавим в нашу схему еще один трансформатор со схемой треугольник звезда и подключим к нему нагрузку.

При переключении обмоток генераторов или вторичных обмоток трансформаторов с треугольника в звезду происходят обратные явления:

Линейное напряжение в сети повышается в 1,73 раза. В нашем случае с 220 до 380 Вольт.
Токи в фазных обмотках остаются теми же, токи в линейных проводах уменьшаются в 1,73 раза.

Теперь разберемся в причинах трансформаций простыми словами без использования векторов. Для этого рассмотрим движение свободных электронов в цепи и проанализируем потенциалы в конкретный момент времени. Такого объяснения вы наверно нигде не увидите, но оно, возможно, наиболее простое для восприятия.

Первое в нашей цепи — это генератор. Упрощенно в нем имеется три обмотки статора, смещенные на 120° относительно друг друга. При вращении ротора в обмотках статора возникает периодически изменяющаяся ЭДС с амплитудой приблизительно 312 Вольт. Это амплитудное значение напряжения, и переходить от него к действующему не будем. В момент, когда напряжение на одном из выводов генератора +312 Вольт, на двух других по -156 Вольт. Остановимся на этом моменте и перейдем к напряжениям обмоток трансформатора.

Напряжения в рассматриваемый момент времени как на первичной обмотке, так и на вторичной обмотке соответствуют выделенным выше +312, -156, -156 Вольтам. Так почему же токи в линейных проводах, отходящих от обмоток треугольника увеличиваются в корень из трех раз, а линейное напряжение во столько же раз уменьшается? Весь секрет в особенности соединения обмоток в треугольник, и далее мы наглядно продемонстрируем это перейдя к более упрощенной схеме.

Так как при соединении треугольником начало одной фазной обмотки соединяют с концом следующей, то напряжение обмотки +312 Вольт распределится между обмоткой с напряжением -156 Вольт и выводом. В результате на выводе обмотки с напряжением +312 Вольт будет +156 Вольт, а на выводе обмотки с напряжением -156 Вольт будет 0 Вольт. У нас остается третья обмотка с напряжением -156 Вольт, и на выводе у нее так и останется -156 Вольт. В результате получаем напряжения на выходе в рассмотренный нами момент +156, -156, 0 Вольт (а было +312, -156, -156 Вольт).

Получившееся линейное напряжение +156-(-156) = +312 Вольт (это амплитудное значение). После перевода в действующее значение получим 220 Вольт. Почему не рассматривается 0 Вольт? Нужно понимать что частота 50 Герц ни куда не пропала, и там где ноль, через мгновение будет +156, еще через мгновение -156. И такое чередование будет постоянным. Но вернемся к рассматриваемому моменту времени. С падением линейного напряжения с 380 до 220 Вольт разобрались. Теперь объясним, почему произошло увеличение силы тока. На самом деле все просто. Уменьшив напряжение для передачи первоначальной мощности нам нужно пропорционально увеличить силу тока.

При переходе с треугольника на звезду происходит обратная трансформация. Чтобы это увидеть на схеме, нужно найти напряжения обмоток на втором трансформаторе, подключенном по схеме треугольник звезда. Посчитав разности потенциалов начал и концов обмоток мы вернемся к изначальным +312, -156, -156 Вольт.

Для того чтобы подтвердить наши расчеты и наглядно увидеть сдвиг фаз вернемся к программе Multisim и подключим к фазам осциллограф.

К выводу A осциллографа xsc1 подключена фаза, идущая от генератора с обмотками по схеме звезда. К остальным трем выводам данного осциллографа подключены фазы после трансформации звезда треугольник. Как видно после трансформации синусоида фазы сместилась на 30°. И если подвести курсор к амплитудному значению ≈ +310 Вольт канала A, то на остальных каналах, относящихся к фазам после трансформации будет приблизительно +155, -155 и 0 Вольт. То есть то же, что мы просчитывали ранее, показал осциллограф.

Для анализа обратной трансформации к выводу A осциллографа xsc2 мы подключили ту же фазу от генератора, а остальные выводы соединили с фазами после трансформатора со схемой треугольник звезда. В результате пропал сдвиг и синусоиды фаз вернули свои амплитуды 312 Вольт. Правда если обратите внимание синусоиды фаз после трансформации отразились зеркально по отношению к синусоидам фаз после генератора. Для того, чтобы отразить обратно, достаточно поменять местами выводы обмоток по схеме звезда.

Подключение двигателя звездой или треугольником

После рассмотрения схем соединения обмоток трансформатора, важно не запутаться с напряжениями и токами применительно к асинхронным трехфазным двигателям, подключенным звездой или треугольником. Поэтому лучше сразу абстрагироваться от предыдущих схем.

Начать рассмотрения особенностей подключения асинхронного двигателя нужно с его паспортных данных:

Номинальная мощность	Pном, кВт
Номинальное напряжение (треугольник/звезда)	Uном, В
Номинальная частота тока	f, Гц
Номинальная частота вращения	nном, об/мин
Номинальный КПД	ηном, %
Номинальный коэффициент мощности	cosφном, д.е.
Кратность максимального момента	Ммакс/Мном
Кратность пускового момента	Мпуск/Мном

И здесь нас интересует номинальное напряжение трехфазного источника электроэнергии, к которому подключается асинхронный двигатель при разном способе соединения фаз обмотки статора.

При соединении обмоток двигателя в звезду линейные токи I и фазные токи I_ф равны, а между фазными и линейными напряжениями существует соотношение U = √3 × U_ф, откуда U_ф = U / √3. Соответственно получим следующие формулы определения мощности:

Полная S = 3 × S_ф = 3 × (U / √3) × I = √3 × U × I.
Активная P = √3 × U × I × cos φ;
Реактивная Q = √3 × U × I × sin φ.

При соединении обмоток двигателя в треугольник линейные напряжения U и фазные напряжения U_ф равны, а между фазными и линейными токами существует соотношение I = √3 × I_ф, откуда I_ф = I / √3. Соответственно получим следующие формулы определения мощности:

Полная S = 3 × S_ф = 3 × U × (I / √3) = √3 × U × I.
Активная P = √3 × U × I × cos φ.
Реактивная Q = √3 × U × I × sin φ.

Как видно формулы определения мощности при разных способах соединения обмоток одинаковые. И может показаться, что никакой разницы в мощности между звездой и треугольником нет. Так откуда взялось упоминавшееся выше падение мощности в три раза. Весь секрет кроется в соотношениях напряжения и силы тока. И для наглядности просчитаем мощности для уже рассмотренного асинхронного двигателя с маркировкой на табличке треугольник/звезда (220/380 В, 8,3/4,8 А).

Сначала нам нужно подключить обмотки двигателя по схеме треугольник. Для этого потребуется линейное напряжение 220 Вольт. Рассчитаем полную мощность:

S_{треугольник} = √3 × U × I = √3 × 220 × 8,3 = 3163 В×А.

Теперь подключим обмотки по схеме звезда. Линейное напряжение остается прежним 220 Вольт. И здесь важно понимать, что по сравнению с указанными на табличке 380 Вольтами для звезды, при линейном напряжении 220 Вольт на каждую фазную обмотку придется в 1,73 (√3) раза более низкое напряжение. Более низкое напряжение приведет к тому, что ток в обмотках уменьшится в 1,73 раза. Соответственно при расчете силу тока 4,8 А нужно будет разделить на √3. Теперь рассчитаем полную мощность:

S_звезда = √3 × U × I/√3 = √3 × 220 × 4,8/√3 = 1056 В×А.

Как видно из примера, при пересоединении электродвигателя с треугольника в звезду и питании его от той же электросети мощность, развиваемая электродвигателем, снижается в 3 раза. И наоборот, если электродвигатель переключить со звезды в треугольник, мощность резко возрастает, но при этом электродвигатель, если он не предназначен для работы при данном напряжении и соединении в треугольник, быстро выйдет из строя. Для того чтобы добиться одинаковой мощности, линейное напряжение при подключении звездой должно быть в √3 раз больше линейного напряжения, рассчитанного для треугольника, что и указывается в паспортных данных электродвигателя.

Читайте также: