Содержание
в чем разница соединений и что лучше
Когда говорят о подключении треугольником или звездой, то имеют в виду самые распространенные схемы обмотки трехфазного асинхронного электродвигателя. Если подавать питание на двигатель напрямую, то переизбыток пускового тока или чрезмерная нагрузка приведет к быстрому износу. Чтобы уменьшить этот показатель относительно вала двигателя, во время пуска используют специальные схемы подключения, которые позволяют наращивать мощность поэтапно.
Содержание
Что такое – соединение звездой и треугольником
Подключение двигателя с обмоткой представляет собой последовательное соединение проводов в трехфазной электросети. Результатом обмотки становится получение замкнутой электрической сети.
Структура подключения проводов – это удобные варианты обмотки, применяемые для электродвигателей, трансформаторов и другого электрооборудования.
Звезда и треугольник принцип подключения. Особенности и работа
В электротехнике схемы включения обмоток под названием «звезда и треугольник» относятся к трехфазным сетям, обеспечивающим питанием силовые установки того или иного типа. Под последними понимается электротехническое оборудование, содержащее двигательные установки, трехфазные трансформаторы, нагревательные элементы и т.
п.
Особенности схем подключения типа «звезда и треугольник» удобнее всего рассмотреть на примере двигателя с КЗ ротором, так называемым «беличьим колесом». В состав электрических машин этого класса входят три независимые катушки, каждая из которых формирует магнитное поле с фиксированным вектором э/м напряженности. В реальных агрегатах количество таких обмоток значительно больше, но общее их число обязательно кратно количеству фаз (то есть трем).
Важно отметить, что у каждой из этих катушек имеется конец и начало, которое на схеме обозначается жирной точкой. Поскольку питающих проводов в силовых цепях на один больше (три фазных и одна нейтраль) – закономерен вопрос об их правильной коммутации при построении рабочих схем.
При выборе способов включения намоточных элементов генераторов на 380 В традиционно используется вариант их подсоединения по схемам звезда и треугольник. Эти решения применимы и для большинства трехфазных нагрузок, таких, к примеру, как силовые трансформаторы или электропечи.
Соединение «Звезда»
При объединении катушек по схеме «звезда» к начальным точкам каждой из них подсоединяются фазные шины. На схеме они обозначены (А.В.С.). Концы этих катушек объединяются в одной точке (ее называют «нейтралью»(N)). К ней же обычно подсоединяется нулевой провод, если это требуется по условиям эксплуатации системы электропитания.
Схема «Треугольник»
При этом способе коммутации начало каждой последующей и конец предыдущей обмотки объединяются между собой, образуя замкнутую треугольную фигуру. На ней имеются три соединительные точки, к которым подключаются фазные провода (А.В.С.). В данном случае при обустройстве и эксплуатации питающей линии обходятся без нулевого или нейтрального проводника.
Разновидности подключений
Звезда и треугольник – это базовые схемы включения, имеющие несколько вариантов исполнения в условиях эксплуатации источников 3-х фазного напряжения и потребителей.
Они отличаются не только сочетанием схем, но и отсутствием или наличием в линии нейтральной жилы.
В общем случае возможны следующие сочетания схемных решений источника, генерирующего 380 В, и потребителя:
- Звезда – звезда с нулевой жилой.
- То же самое, но без нейтрального провода.
- Треугольник – треугольник.
- Звезда – треугольник.
- Треугольник – звезда.
При проектировании трехфазных цепей направление токов в линейных шинах выбирается от генератора в сторону активной или реактивной нагрузки. В нейтральной или нулевой жиле (при ее наличии) оно меняется на противоположное – от потребителя к генератору.
Способы включения и электрические параметры цепей
Перечисленные схемы подключения (звезда и треугольник) используются для любого силового оборудования, работающего в трехфазных сетях. Вот почему так важно рассмотреть характер распределения токов и напряжений при подключении нагрузок тем или иным способом.
В электрических силовых цепях различают два типа напряжений. Это фазное 220 В и линейное, равное 380 В. Второе по величине больше первого в 1,73 раза, что соответствует значению квадратного корня из 3.
К примеру, во вторичных обмотках силовых трансформаторов или электродвигателей (ЭД), соединенных звездой, между фазной шиной и нейтралью действуют 220 В. А между каждой из трех фаз при измерении прибор показывает 380 В. Токи в силовых цепях и нагрузке также подразделяются на фазные и линейные. В рассматриваемой схеме они равны по величине: Iл=Iф.
При включении «треугольником» картина распределения основных показателей меняется на противоположную. В этом случае напряжения разного вида равны по величине, а соответствующие им токи связаны формулой: Iл=1,73Iф.
Показатели мощности для каждой из рассматриваемых схем будут одинаковы по величине и равны соответственно:
- Полная S = 3*Sф = 3*(Uл/√3)*I = √3*Uл*I.
- Активная составляющая P = √3*Uл*I*cos φ.
- Реактивная мощность Q = √3*Uл*I*sin φ.
Все эти величины используются для расчета силовых цепей при работе на нагрузку соответствующего типа.
Практическое применение схем звезда и треугольник
Профессиональные электрики обычно имеют дело с электрическими цепями, в которых действуют 220/380 В. Это вынуждает их заранее определиться с тем, какая схема подойдет для подключения двигателя, например, к конкретной электрической сети. При этом обязательно учитывается одна важная особенность электроприводов.
ЭД по способу подключения в электросеть делятся на агрегаты, в которых можно изменять порядок коммутации обмоток и на те, где этой возможности не предусмотрено. В первом случае на клеммнике электродвигателя имеется шесть контактных мест, используя которые удается подобрать нужную схему подключения. Ее выбор зависит от действующего в данной электросети напряжения.
Коммутируемые обмотки образуют нужную схему посредством небольших медных шинок, размещаемых на клеммнике:
На нем же посредством значков С1, С2, С3, С4, С5 и С6 указывается соответствие начальных и конечных точек положениям перемычек при двух вариантах коммутации (звезда и треугольник).
Иногда расположение контактов и их соответствие концам и началам обмоток указывается на крышке клеммника.
Если на него выведено только три контактных места – это означает, что обмотки уже соединены внутри корпуса двигателя. Тогда для проведения запланированных коммутаций придется вскрыть механизм и отыскать их концы. Затем необходимо разомкнуть их и соединить по нужной схеме (звезда или треугольник).
Выбор требуемой схемы
Выбор возникает в следующих ситуациях:
- Когда требуется подключить 3-х фазный электродвигатель к однофазной сети. (При подключении электродвигателя на 380 В к однофазной сети используется схема «треугольник»).
- При необходимости включить его в цепи с различными напряжениями питания (220/380 В).
- Если по условиям эксплуатации двигатель требуется подсоединить к частотному преобразователю.
Перед подсоединением обмоток к сетям 220 или 380 В следует выбрать схему, соответствующую рабочему напряжению электродвигателя.
Оно указывается на шильдике агрегата в виде условной записи типа «Δ/Y 220/380».
Последняя означает, что при напряжении 220 В выбирается вариант включения «треугольником», а при 380 В – «звездой». В случае, когда нагрузку предполагается подключать к однофазной сети с балластным конденсатором – также выбирается «треугольник». Если на бирке указывается лишь одно напряжение с обозначением конкретной схемы – выбор и смена способа соединения в этом изделии не предусмотрены.
Во время пуска электрического мотора ток запуска имеет повышенную величину, которая больше его номинального значения в несколько раз. Если это механизм с низкой мощностью, то защита может и не сработать. При включении мощного электромотора защита обязательно сработает, отключит питание, что обусловит на некоторое время падение напряжения и перегорание предохранителей, или отключение электрических автоматов. Электродвигатель будет работать с малой скоростью, которая меньше номинальной.
Видно, что имеется немало проблем, возникающих из-за большого пускового тока.
Необходимо каким-либо образом снижать его величину.
Для этого можно применить некоторые методы:
- Подключить на запуск электродвигателя реостат, дроссель, либо трансформатор.
- Изменить вид соединения обмоток ротора электродвигателя.
В промышленности в основном применяют второй способ, так как он наиболее простой и дает высокую эффективность. Здесь работает принцип переключения обмоток электромотора на такие схемы, как звезда и треугольник. То есть, при запуске мотора его обмотки имеют соединение «звезда», после набора эксплуатационных оборотов, схема соединения изменяется на «треугольник». Этот процесс переключения в промышленных условиях научились автоматизировать.
В электромоторах целесообразно применение сразу двух схем — звезда и треугольник. К нулевой точке необходимо подключить нейтраль источника питания, так как во время использования таких схем возникает повышенная вероятность перекоса фазных амплитуд. Нейтраль источника компенсирует эту асимметрию, которая возникает вследствие разных индуктивных сопротивлений обмоток статора.
Последствия неправильного подключения
Разобраться с последствиями неправильного выбора схемы подключения обмоток поможет сравнение мощности, рассеиваемой в трехфазных нагрузках. Согласно приведенным формулам этот показатель подразделяется на полную, активную и реактивную составляющие.
Предположим, что в качестве нагрузки в стандартной 3-х фазной сети 380 В, используются три лампочки накаливания, рассчитанные на напряжение 220 В. Затем оценим, что с ними произойдет, если спутать схему включения (вместо звезды подключить их треугольником).
При варианте включения звездой на каждую из лампочек приходится примерно 190 В. Рассеиваемая на них мощность при номинальном токе также будет в допустимых пределах. При таком включении лампочки будут нормально работать в течение всего периода эксплуатации.
При рассмотрении варианта соединения ламп в треугольник сразу видно, что на каждую из них в трехфазной сети приходится по 380 В. Даже при фиксированной величине тока в нагрузке будет выделяться мощность, в 1,73 раза превышающая номинальную.
Понятно, что при таком режиме лампочки проработают совсем недолго (их спирали быстро перегорят).
При включении реактивной нагрузки (например, трех обмоток асинхронного электродвигателя на 220 В) наблюдается примерно та же картина. Включением звездой ЭД будет работать в штатном режиме и прослужит достаточно долго (в пределах гарантийного срока). При ошибочном включении треугольником на каждую из катушек вместо расчетных 220 подается 380 В, что приведет к быстрому их сгоранию.
Похожие темы:
- Последовательное и параллельное соединение. Применение и схемы
- Проверка обмоток электродвигателя. Неисправности и методы проверок
- Схемы подключения трехфазного двигателя. К 3-х и 1-о фазной сети
Разница между соединениями «звезда» и «треугольник»
В основном мы используем термины «звезда» и «треугольник» в электрических системах при обсуждении трехфазных цепей переменного тока и электродвигателей. Ниже приведена таблица, в которой сравниваются соединения «звезда» и «треугольник», которая показывает точную разницу между соединениями «звезда» (Y) и «треугольник» (Δ) .
Соединение звездой:
Соединение звездой «Y» получается путем соединения одинаковых концов витков либо «начальным», либо конечным. Другие концы присоединяются к линейным проводам. Общая точка называется нейтральной или звездной точкой. Эта трехфазная 4-проводная система используется в распределительных сетях, трансформаторах и небольших бытовых и жилых помещениях.
Соединение треугольником
Соединение треугольником или Сетчатое соединение «Δ» получается путем соединения начального конца первого витка с конечным концом второго витка и т. д. (для всех трех витков), которые формируются как замкнутый контур или сетчатый контур. Эта трехфазная трехпроводная система используется для передачи электроэнергии, трансформаторов и крупномасштабных промышленных и коммерческих приложений.
В обеих системах напряжение между двумя фазами (фаза-линия) называется линейным напряжением, а напряжение между фазой и нейтралью (фаза-нейтраль) называется фазным напряжением.
Напряжение между любой линией (или фазой) и нейтралью является однофазным, а напряжение между всеми тремя линиями (или фазами) известно как трехфазное напряжение. Имейте в виду, что мощность в обеих системах всегда одинакова и одинакова, поскольку это игра с разными уровнями напряжения и тока, используемая только в разных системах в зависимости от требований.
- Связанный пост: Преобразование звезды в дельту и дельты в звезду. Преобразование Y-Δ
В следующей таблице лучше представлены различия и сравнение соединений типа «звезда» и «треугольник».
| Соединение «звезда» (Y) | Соединение треугольником (Δ) |
В STAR Connection начальные или конечные концы (аналогичные концы) трех катушек соединены вместе, образуя нейтральную точку в форме буквы «Y». Общий провод выведен из нейтральной точки, которая известна как нейтральный провод. |
В DELTA Connection противоположные концы трех катушек соединены вместе, что образует форму греческого алфавита «Δ». Другими словами, конец каждой катушки соединяется с точкой начала другой катушки, а общие соединения образуют три фазных провода. |
| Есть Нейтральная или Звездная точка . | Нет нейтральной точки в соединении треугольником. |
| Четыре проводника в соединении звездой (3 фазных провода + 1 нейтральный провод). | В соединении треугольником есть три проводника (3-фазные провода, например, все фазы). |
| Трехфазная четырехпроводная система получена от Star Connections ( 3-фазная, 4-проводная система ). 3-фазная 3-проводная система также возможна при соединении звездой, поскольку нейтраль не является обязательной, если в ней нет необходимости. | Трехфазная трехпроводная система получена от Delta Connections ( 3-фазная, 3-проводная система ). т. е. 3-фазная, 4-проводная система невозможна при соединении треугольником из-за отсутствия нейтрального провода. |
Линейный ток равен фазному току. то есть
|
Линейный ток в √3 раза больше фазного тока. то есть
|
Линейное напряжение в √3 раза больше фазного напряжения. то есть
|
Линейное напряжение равно фазному напряжению. то есть
|
В Star Connection общую мощность, подаваемую тремя фазами, можно найти по формуле:
|
В Delta Connection общую мощность трех фаз можно найти по формуле:
|
Скорость двигателей, соединенных звездой, ниже, поскольку они получают напряжение 1/√3. |
Скорости двигателей, соединенных треугольником, высоки, потому что на каждую фазу приходится общее линейное напряжение. |
| При соединении звездой можно добиться плавного пуска и работы с номинальной мощностью и нормальной работы без перегрева. | При соединении треугольником двигатель получает максимальную выходную мощность. |
| В режиме «звезда» фазное напряжение составляет 1/√3 линейного напряжения. Следовательно, ему требуется небольшое количество витков, что позволяет экономить медь. | При соединении треугольником фазное напряжение равно линейному напряжению, поэтому требуется больше витков, что увеличивает общую стоимость. |
| Требуется слабая изоляция, так как фазное напряжение ниже, чем у Delta. | Требуется дополнительная изоляция, так как фазное напряжение = линейное напряжение. |
Соединение звездой предпочтительнее для передачи и распределения на большие расстояния, поскольку оно требует низкой изоляции и имеет нейтраль, которая помогает сбалансировать цепь. |
предпочтительнее для передачи и распределения на короткие расстояния, поскольку оно требует большей изоляции и имеет проблемы с несимметричными токами. |
| Два различных уровня напряжения могут быть достигнуты с помощью соединения звездой, т. е. однофазного и трехфазного питания. (3 фазы и фаза + N). | При соединении треугольником, например трехфазное питание по трем фазным проводникам. |
| Соединение звездой предпочтительно используется в домашних условиях для однофазного питания (линия или фаза + нейтраль = 230 В переменного тока — IEC) и трехфазного питания (три фазы = 400 В переменного тока — IEC). Но дело обстоит иначе и сложно в США – NEC). | обычно используется в промышленных и коммерческих приложениях для трехфазного питания (три фазы = 400 В переменного тока — IEC). Эта роль неприменима в США — NEC, поскольку они предлагают разные уровни напряжения в зависимости от системных требований). |
| Соединение звездой обычно используется для устройств, которым требуется меньший пусковой ток, например, для электродвигателей. приложения с небольшой нагрузкой. | обычно используется для приложений с высоким пусковым моментом, например. большие электродвигатели в промышленности и т. д. |
| Star Connection — это обычная и общая система, которая используется как для однофазной, так и для трехфазной передачи и распределения электроэнергии. | Delta Connection — типичная система, обычно используемая в распределительных сетях и системах, а также в промышленности. |
Для справки можно загрузить следующую таблицу в формате изображения для последующего использования, в которой показаны различия между конфигурациями «звезда» и «треугольник».
Нажмите на изображение, чтобы увеличить
Похожие сообщения:
- Соединение треугольником (Δ): 3-фазная мощность, напряжение и значения тока
- Соединение звездой (Y): значения трехфазной мощности, напряжения и тока
- Значения трехфазного тока в трехфазной системе
- Осветительные нагрузки, соединенные по схеме «звезда» и «треугольник»
- Метод запуска стартера со звездой-треугольником без таймера
- Соединения трансформаторов с открытым треугольником
- Как подключить 240 В, 208 В и 120 В, 1- и 3-фазную, главную панель треугольника с высокой ногой?
URL-адрес скопирован
Показать полную статью
Связанные статьи
Кнопка «Вернуться к началу»
Сравнение соединений по схеме «звезда» и «треугольник» в трехфазных системах
Соединения по схеме «звезда» и «треугольник» — это два типа соединений в трехфазных цепях.
Соединение «звезда» — это 4-проводная система, а соединение «треугольник» — 3-проводная система.
Перед тем, как вдаваться в подробности о соединении звездой и соединением треугольником и сравнивать их, давайте сделаем очень краткое замечание о трехфазном электричестве.
Однофазная система состоит всего из двух проводников (проводов): один называется фазным (иногда линейным, токоведущим или горячим), по которому протекает ток, а другой называется нейтральным, который действует как обратный путь для завершения схема.
В трехфазной системе у нас есть как минимум три проводника или провода, передающие переменное напряжение. Более экономично передавать мощность с использованием трехфазного источника питания по сравнению с однофазным источником питания, поскольку трехфазный источник питания может передавать в три раза больше мощности всего по трем проводникам по сравнению с двухпроводным однофазным источником питания. .
Таким образом, большая часть вырабатываемой и распределяемой электроэнергии на самом деле является трехфазной (но большинство домохозяйств будет получать однофазное питание).
Чтобы узнать больше об однофазных и трехфазных источниках питания, прочитайте учебник «Разница между однофазными и трехфазными источниками питания».
Далее, трехфазная система электроснабжения может быть устроена двумя способами. Это: звезда (также называемая Y или звезда) и дельта (Δ).
Схема
Соединение звездой
При соединении звездой 3 фазных провода соединяются с общей точкой или точкой звезды, и нейтраль берется из этой общей точки. Из-за своей формы соединение «звезда» иногда также называют соединением «звезда» или «звезда».
Если используются только трехфазные провода, то это называется трехфазной трехпроводной системой. Если также используется нейтральная точка (что часто бывает), то это называется 3-фазной 4-проводной системой. На следующем изображении показано типичное звездообразное соединение.
Соединение треугольником
В соединении треугольником имеется только 3 провода для распределения, и все 3 провода являются фазами (в соединении треугольником нейтраль отсутствует).
На следующем изображении показано типичное дельта-соединение.
Сравнение соединений «звезда» и «треугольник»
Давайте узнаем больше об этих соединениях, используя следующее сравнение соединений «звезда» и «треугольник».
| |
|
|---|---|
| Соединение «звезда» представляет собой 4-проводное соединение (в некоторых случаях 4-й провод не является обязательным) | Соединение треугольником — это 3-проводное соединение. |
| Возможны два типа систем соединения звездой: 4-проводная 3-фазная система и 3-проводная 3-фазная система. | В соединении треугольником возможна только 3-проводная 3-фазная система. |
| Из 4 проводов 3 провода являются фазами и 1 провод является нейтральным (общая точка 3 проводов). | Все 3 провода являются фазами соединения треугольником. |
| При соединении звездой один конец всех трех проводов соединяется с общей точкой в форме буквы Y, так что все три открытых конца трех проводов образуют три фазы, а общая точка образует нейтраль. | В соединении треугольником каждый провод соединяется с двумя соседними проводами в форме треугольника (Δ), и все три общие точки соединения образуют три фазы. |
| Общая точка Звездного Соединения называется Нейтральной или Звездной Точкой. | Нет нейтрали в Delta Connection |
| Линейное напряжение (напряжение между любыми двумя фазами) и фазное напряжение (напряжение между любой фазой и нейтралью) различаются. | Линейное напряжение и фазное напряжение совпадают. |
| Линейное напряжение равно умноженному на корень фазному напряжению, т. е. VL = √3 VP. Здесь VL — линейное напряжение, а VP — фазное напряжение. | Линейное напряжение равно фазному напряжению, т. е. VL = VP. |
При соединении звездой вы можете использовать два разных напряжения, поскольку VL и VP различаются. Например, в системе 230/400 В напряжение между любым фазным проводом и нейтральным проводом составляет 230 В, а напряжение между любыми двумя фазами составляет 400 В. |
В соединении треугольником мы получаем только одну величину напряжения. |
| Линейный ток и фазный ток совпадают. | Линейный ток в три раза превышает фазный ток. |
| В звездообразном соединении IL = IP. Здесь IL — линейный ток, а IP — фазный ток. | В соединении треугольником, IL = √3 IP |
| Общая трехфазная мощность при соединении звездой может быть рассчитана с использованием следующих формул. P = 3 x VP x IP x Cos(Φ) или P = √3 x VL x IL x Cos(Φ) |
Общая трехфазная мощность в соединении треугольником может быть рассчитана с использованием следующих формул. P = 3 x VP x IP x Cos(Φ) или P = √3 x VL x IL x Cos(Φ) |
Поскольку линейное напряжение и фазное напряжение различаются (VL = √3 VP), при соединении звездой требуется меньше изоляции для каждой фазы.
от Метки: Комментарии |
Добавить комментарий