Стартер звезда треугольник что это

Опубликовано: 05.07.2024

Видео: Запуск трехфазного двигателя с 220 без конденсаторов - проверка схемы 2021, Июль

Введение в стартер Star-Delta

Большинство асинхронных двигателей запускаются непосредственно в линию, но когда запускаются очень большие двигатели, они вызывают нарушение напряжения на линиях питания из-за больших скачков пускового тока.

Стартовая панель стартер-треугольник

Чтобы ограничить скачок пускового тока, большие асинхронные двигатели запускаются при пониженном напряжении, а затем снова подключаются к полному напряжению питания, когда они работают до близкой скорости вращения.

Стартовая панель стартера

Два метода, используемых для уменьшения пускового напряжения: Стартовый запуск треугольника и запуск автоматического трансформатора .

Принцип работы Star-Delta Starter

Это метод пуска пониженного напряжения. Уменьшение напряжения при пуске звезда-треугольник достигается путем физической перестройки обмоток двигателя, как показано на рисунке ниже. Во время пуска обмотки двигателя подключаются по звездообразной конфигурации, и это уменьшает напряжение на каждой обмотке 3. Это также уменьшает крутящий момент в три раза.

Схема - Принцип работы Star-Delta Starter

Через некоторое время обмотка реконфигурируется как дельта, и двигатель работает нормально. Стартеры Star / Delta, вероятно, являются наиболее распространенными пускателями пониженного напряжения. Они используются в попытке уменьшить пусковой ток, подаваемый на двигатель во время запуска, в качестве средства уменьшения помех и помех при электроснабжении.

Традиционно во многих регионах снабжения требовалось установить стартер с пониженным напряжением на все двигатели мощностью более 5 НР (4 кВт). Стартер / Дельта (или Уай / Дельта) стартер является одним из самых недорогих электромеханических пускателей пониженного напряжения, которые могут быть применены.

Стартер / Дельта стартер изготовлен из трех контакторов, таймера и тепловой перегрузки. Контакторы меньше одиночного контактора, используемого в прямом пусковом устройстве, поскольку они управляют токами обмотки. Токи через обмотку составляют 1 / корень 3 (58%) от тока в линии.

Есть два контактора, которые закрываются во время работы, часто называются основным подрядчиком и контактором треугольника. Это AC3 с номинальной мощностью 58% от номинальной мощности двигателя. Третий контактор представляет собой звезду-контактор и который только переносит ток звезды, когда двигатель подключен к звезде.

Ток в звезде составляет одну треть от тока в треугольнике, поэтому этот контактор может быть AC3, рассчитанным на одну треть (33%) от номинальной мощности двигателя.

Star-delta Starter Состоит из следующих блоков

Контакторы (главные, звездообразные и треугольные контакторы) 3 Нет (для стартера с открытым состоянием) или 4 Нет (закрытый переходный пускатель).
Временное реле (с задержкой) 1 №
Трехполюсное тепловое реле максимального тока 1 №
Элементы предохранителей или автоматические вырезы для основной цепи 3 №.
Элемент предохранителя или автоматический выключатель для цепи управления 1No.

Силовая цепь стартера Star Delta

Основным выключателем служит главный выключатель питания, который подает электроэнергию в силовой цепи.

Главный контактор подключает источник опорного напряжения R, Y, B на основной клемме двигателя U1, V1, W1.

При работе главный контактор ( KM3 ) и контактор звезды ( KM1 ) сначала закрываются, а затем через какое-то время звезда-контактор открывается, а затем дельта-контактор ( KM2 ) закрывается. Управление контакторами осуществляется с помощью таймера ( K1T ), встроенного в стартер. Звезда и Дельта электрически взаимосвязаны и предпочтительно механически взаимосвязаны.

Силовая цепь стартера Star-Delta

По сути, существует четыре состояния:

Стартовый контактор служит для первоначального замыкания вторичной клеммы двигателя U2, V2, W2 для последовательности пуска во время первоначального запуска двигателя из состояния покоя. Это обеспечивает треть тока DOL для двигателя, тем самым уменьшая высокий пусковой ток, свойственный двигателям большой мощности при запуске.

Управление взаимозаменяемым соединением звездой и дельта-соединением асинхронного двигателя переменного тока осуществляется с помощью схемы управления треугольником звезды или звезды. Цепь управления состоит из кнопочных выключателей, вспомогательных контактов и таймера.

Контрольная цепь Star-Delta Starter (открытый переход)

Схема - схема управления стартером Star-Delta (открытый переход)

Кнопка ON запускает схему, сначала активируя катушку Star Contactor (KM1) цепи звезды и цепь таймера (KT). При включении катушки контактора Star (KM1) главный и главный контакторы Star меняют свое положение от NO до NC.

Когда вспомогательный контактор Star (1) (который размещен на контуре катушки основного контактора) становится НЕТ к ЧПУ, он завершен. Цепь катушки основного контактора (KM3), поэтому основной контактор катушки и основной и вспомогательный контакторы основного контактора меняют свое положение от NO до NC. Эта последовательность происходит в трение времени.

После нажатия на кнопочный переключатель ON вспомогательный контакт основной катушки контактора (2), который соединен параллельно с кнопкой ON, станет НЕТ NC, тем самым обеспечивая защелку, удерживающую катушку основного контактора, которая в конечном итоге поддерживает цепь управления активна даже после отпускания переключателя ON.

Когда главный контактор Star (KM1) закроет свое соединение, электродвигатель подключается к STAR, и он подключен в STAR до момента задержки. Дополнительный контакт KT (3) превращается в NC в NO.

Как только время задержки достигнет указанного времени, вспомогательные контакты таймера (KT) (3) в цепи Star Coil изменят свое положение от NC до NO и в Вспомогательном контакторе в то же время (KT) в цепи катушки Delta (4) его положение от NO до NC, поэтому питание катушки Delta и основной контактор Delta становятся НЕТ К NC. Теперь соединение клемм мотора переключается от соединения звезда-треугольник.

Обычно замыкающий вспомогательный контакт как от звездообразных, так и от дельта-контакторов (5 и 6) также помещен напротив катушек звездой и треугольником, эти блокировочные контакты служат в качестве предохранительных переключателей, чтобы предотвратить одновременную активацию как звёздочных, так и треугольных катушек контактора, так что нельзя активируется без деактивации первой. Таким образом, катушка контактора треугольника не может быть активна, когда катушка контактора звезды активна, и аналогичным образом катушка контактора звезды также не может быть активной, в то время как катушка контактора дельта активна.

Схема управления выше также обеспечивает два прерывающих контакта для выключения двигателя. Выключатель OFF выключает цепь управления и двигатель, когда это необходимо. Термический контакт перегрузки является защитным устройством, которое автоматически открывает цепь управления STOP в случае, если ток перегрузки двигателя определяется тепловым реле перегрузки, это предотвращает горение двигателя в случае чрезмерной нагрузки, превышающей номинальную мощность двигателя. обнаруженный тепловым реле перегрузки.

В какой-то момент во время запуска необходимо перейти от подключенной к звезду обмотки к дельта-подключенной обмотке. Цепи питания и управления могут быть организованы таким образом одним из двух способов: открытый переход или закрытый переход.

Что такое открытый или закрытый переход

1. Открытые стартеры

Обсудить упоминание выше называется переключением с открытым переходом, потому что между состоянием звезды и дельта-состоянием существует открытое состояние.

При открытом переключении питание отключается от двигателя, в то время как обмотка реконфигурируется посредством внешнего переключения.

Когда двигатель приводится в движение подачей, либо на полной скорости, либо на частичной скорости, в статоре есть вращающееся магнитное поле. Это поле вращается с частотой линии. Поток из поля статора индуцирует ток в роторе, а это, в свою очередь, приводит к магнитному полю ротора.

Когда двигатель отсоединен от источника питания (открытый переход), в статоре есть вращающийся ротор, а ротор имеет магнитное поле. Из-за низкого импеданса контура ротора постоянная времени довольно длинная, и действие поля вращающегося ротора внутри статора соответствует действию генератора, который генерирует напряжение на частоте, определяемой скоростью ротора.

Когда двигатель подключается к источнику питания, он повторно закрывается на несинхронизированный генератор, и это приводит к очень сильному току и крутящему моменту. Величина переходного процесса зависит от фазового соотношения между генерируемым напряжением и линейным напряжением в точке закрытия, может быть намного выше, чем ток и крутящий момент DOL, и может привести к электрическим и механическим повреждениям.

Открытый запуск перехода проще всего реализовать в терминах или стоимости и схемах, и если время переключения хорошо, этот метод может работать хорошо. На практике, хотя трудно установить необходимое время для правильной работы, и отсоединение / переподключение питания может привести к значительным переходным процессам напряжения / тока.

В открытом переходе есть четыре состояния:

OFF Состояние : все контакторы открыты.
Состояние звезды: Контакторы Main (KM3) и Star (KM1) закрыты, а контактор дельта (KM2) открыт. Двигатель подключен в звезду и произведет одну треть крутящего момента DOL на одной трети тока DOL.
Открытое состояние: этот тип операций называется переключением с открытым переходом, поскольку между состоянием звезды и дельта-состоянием существует открытое состояние. Главный подрядчик закрыт, а контакторы Delta и Star открыты. На одном конце обмоток двигателя есть напряжение, но другой конец открыт, так что ток не течет. Двигатель имеет вращающийся ротор и ведет себя как генератор.
Состояние дельта: Контакторы Main и Delta закрыты. Контактор Star открыт. Двигатель подключен к полному линейному напряжению, а мощность и крутящий момент доступны

2. Закрытая стартовая звезда / дельта-стартер

Существует методика уменьшения величины переходных переходных процессов. Это требует использования четвертого контактора и набора из трех резисторов. Резисторы должны быть рассчитаны таким образом, чтобы значительный ток мог протекать в обмотках двигателя, когда они находятся в цепи.

Вспомогательный контактор и резисторы подключаются через дельта-контактор. При работе, незадолго до того, как звезда-контактор открывается, вспомогательный контактор закрывается, в результате чего ток протекает через резисторы в звезду. Как только звезда контактор открывается, ток может протекать вокруг обмоток двигателя к источнику питания через резисторы. Затем эти резисторы замыкаются контактором дельта.

Если сопротивление резисторов слишком велико, они не будут подпитывать напряжение, генерируемое двигателем, и не будут иметь никакой цели.

При закрытом переходе мощность всегда поддерживается двигателем.

Это достигается за счет введения резисторов для подачи тока во время смены обмотки. Четвертый подрядчик должен установить резистор в цепь перед открытием звездообразного контактора, а затем удалить резисторы после того, как контактор треугольника будет закрыт.

Эти резисторы должны быть рассчитаны на перенос тока двигателя. В дополнение к требованию большего количества коммутационных устройств, схема управления более сложна из-за необходимости выполнять коммутацию резисторов

При близком переходе есть четыре состояния:

ВЫКЛ. Все контакторы открыты
Звездное государство. Контакторы Main (KM3) и Star (KM1) закрыты, а контактор дельта (KM2) открыт. Двигатель подключен в звезду и произведет одну треть крутящего момента DOL на одной трети тока DOL.
Звездное переходное государство. Двигатель подключен в звезду, а резисторы подключаются через делительный контактор через контактор aux (KM4).
Закрытое переходное государство. Контактор Main (KM3) закрыт, а контакторы Delta (KM2) и Star (KM1) открыты. Ток протекает через обмотки двигателя и переходные резисторы через KM4.
Дельта-государство. Контакторы Main и Delta закрыты. Переходные резисторы замыкаются. Контактор Star открыт. Двигатель подключен к полному линейному напряжению, и доступны полная мощность и крутящий момент.

Влияние переходного процесса в стартере (открытый переходный стартер)

Важно: пауза между контактором звезда-контактора выключена и переключатель контактора Delta включен правильно. Это связано с тем, что контактор Star должен быть надежно отсоединен до активации контактора Delta. Также важно, чтобы пауза переключения не была слишком длинной.

Для 415v Star Напряжение подключения эффективно снижается до 58% или 240 В. Эквивалент 33%, который получается при запуске Direct Online (DOL).

Если соединение Star имеет достаточный крутящий момент для работы до 75% или% от максимальной скорости загрузки, то двигатель можно подключить в режиме Delta.

При подключении к конфигурации Delta фазное напряжение увеличивается на отношение V3 или 173%. Фазовые токи увеличиваются на одинаковое соотношение. Ток линии увеличивается в три раза по сравнению с его звездным соединением.

Во время переходного периода переключения двигатель должен работать свободно с небольшим замедлением. В то время как это происходит «Побережье», оно может генерировать собственное напряжение, а при подключении к источнику питания это напряжение может произвольно добавлять или вычитать из приложенного линейного напряжения. Это известно как переходный ток . Только в течение нескольких миллисекунд он вызывает скачки напряжения и всплески. Известен как переходный переход.

Размер каждой части стартера Star-Delta

1. Размер избыточного реле нагрузки

Для пускателя звезда-треугольник есть возможность установить защиту от перегрузки в двух положениях, в линии или в обмотках .

Реле перегрузки в линии:

В строке это то же самое, что и перегрузка перед двигателем, как с помощью пускателя DOL.

Рейтинг перегрузки (In Line) = FLC двигателя.

Недостаток: если перегрузка установлена в FLC, то она не защищает двигатель, когда он находится в дельте (настройка слишком высока на 1, 132).

Реле перегрузки в обмотке:

В обмотках означает, что перегрузка помещается после точки, где проводка контакторов разделена на основную и треугольную. Перегрузка затем всегда измеряет ток внутри обмоток.

Установка реле перегрузки (в обмотке) = 0, 58 X FLC (линейный ток).

Недостаток: мы должны использовать отдельные меры защиты от короткого замыкания и перегрузки.

2. Размер основного и дельта-подрядчика

Размер основного контактора = IFL x 0, 58

3. Размер Подрядчика Звезды

Третий контактор представляет собой звезду-контактор и который только переносит ток звезды, когда двигатель подключен к звезде. Ток в звезде равен 1 / √3 = (58%) от тока в дельта, поэтому этот контактор может быть AC3, рассчитанным на одну треть (33%) от номинальной мощности двигателя.

Размер контактора звезды = IFL x 0, 33

Характеристики запуска двигателя Star-Delta Starter

Доступный пусковой ток: 33% полного тока нагрузки.
Пиковый пусковой ток: от 1, 3 до 2, 6 Полный ток нагрузки.
Пиковый крутящий момент: 33% крутящего момента полной нагрузки.

Преимущества стартера Star-Delta

Работа метода звезда-дельта проста и прочная
Это относительно дешево по сравнению с другими методами пониженного напряжения.
Хороший крутящий момент / текущая производительность.
Он потребляет 2-кратный пусковой ток полного тока подключенного двигателя

Недостатки стартера Star-Delta

Низкий пусковой момент (крутящий момент = (квадрат напряжения) также уменьшается).
Перерыв в поставке - возможные переходные процессы
Требуется шесть терминальных двигателей (с подключением Delta).
Для этого требуется 2 набора кабелей от стартера до двигателя.
,
Он обеспечивает только 33% пускового момента, и если нагрузка, подключенная к двигателю-испытуемому, требует более стартового крутящего момента во время запуска, чем очень тяжелые переходные процессы, а напряжения возникают при изменении от соединений звезда-треугольник, и из-за этих переходных процессов и напряжений много электрических и происходит механическое разрушение.
,
В этом методе пуска первоначально двигатель подключается в звезду, а затем после изменения двигателя подключается в дельта. Дельта двигателя формируется в стартере, а не на клеммах двигателя.
,
Высокие пики передачи и тока: при запуске насосов и вентиляторов, например, крутящий момент нагрузки низкий в начале старта и увеличивается с квадратом скорости. При достижении ок. 80-85% от номинальной скорости двигателя крутящий момент нагрузки равен крутящему моменту двигателя, и ускорение прекращается. Для достижения номинальной скорости необходим переход в дельта-положение, и это очень часто приводит к высоким скоростям передачи и току. В некоторых случаях текущий пик может достигать значения, которое даже больше, чем для начала DOL.
,
Применение с крутящим моментом нагрузки выше 50% от номинального момента двигателя не сможет начать использование пускового дельта-стартера.
,
Низкий пусковой момент: метод пуска звезда-треугольник (звезда-треугольник) определяет, настроены ли свинцовые соединения от двигателя в электрическом соединении звезда или треугольник. Первоначальное соединение должно быть в виде звезды, что приводит к уменьшению линейного напряжения в 1 / √3 (57, 7%) к двигателю, а ток снижается до 1/3 тока при полном напряжении, но пусковой момент также уменьшается от 1/3 до 1/5 от пускового момента DOL.
,
Переход от перехода от звезды к дельта обычно происходит, как только номинальная скорость достигается, но иногда выполняется до 50% от номинальной скорости, которая создает переходные искры.

Особенности запуска звезды-треугольника

Для низкомощных трехфазных двигателей.
Уменьшенный пусковой ток
Шесть соединительных кабелей
Уменьшенный пусковой момент
Текущий пик при переходе от звезды к дельта
Механическая нагрузка при переходе от звезды к дельта

Применение Star-Delta Starter

Метод звезда-дельта обычно применяется только для двигателей с малым и средним напряжением и пусковым моментом .

Полученный пусковой ток составляет около 30% от пускового тока при прямом запуске линии, а пусковой момент уменьшается до примерно 25% от момента, имеющегося при запуске DOL. Этот метод запуска работает только тогда, когда приложение загружается во время запуска.

Если двигатель слишком сильно загружен, не будет достаточного крутящего момента, чтобы ускорить двигатель до скорости до перехода в дельта-положение.

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.

Рисунок 1 — Схема подключения «звезда»

При соединении обмоток статора «звездой», соотношение между линейным и фазным напряжениями выражается формулой:

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.

Рисунок 2 — Схема подключения «треугольник»

Однако ток в линии (сети) больше, чем ток в фазе, что описывается формулой:

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:

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:

Фазный ток равен линейному току и равен:

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:

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.

Рисунок 3 — Временная диаграмма реле времени 80.82

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.

Рисунок 4 — Силовая часть схемы «звезда-треугольник»

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.

По схеме подключения двигателей “звезда-треугольник” написано предостаточно. Рассказываю, полагаясь на свой опыт и понимание вопроса. Как всегда, буду давать теорию и показывать, как это выглядит на практике.

Для начала, если кто совсем не в теме, из какой области знаний вообще это всё? Речь идёт об одном из распространенных способов подключения трехфазного асинхронного электродвигателя, при котором обмотки двигателя сначала подключаются к питающей сети по схеме “звезда”, а потом – по схеме “треугольник”. В молодых пытливых умах сразу возникнет вопрос – “Зачем это нужно?” Рассказываю подробно.

Зачем нужна схема “Звезда – Треугольник”?

Корень проблемы кроется в пусковых токах и чрезмерных нагрузках, которые испытывает двигатель, когда на него подают питание напрямую. Да что там двигатель – весь привод при пуске скрежещет и содрогается!

Особенно это критично там, где нет понижающей передачи – редуктора или ремня на шкивах.
Особенно это важно там, где на валу двигателя насажено что-то массивное – крыльчатка или центрифуга.
Особенно это значимо там, где мощность двигателя – более 5 кВт, а скорость вращения большая (3000 об/мин).

Так вот, для того, чтобы уменьшить мощность на валу двигателя во время пуска, его включают сначала на пониженное напряжение, он не спеша разгоняется, а потом врубают по полной, на номинальную мощность. Реализуется это не изменением напряжения реостатами и трансформаторами, а более хитро. Но по порядку.

Схемы “Звезда” и “Треугольник”

У любого классического трехфазного двигателя есть три обмотки статора. Они могут иметь разную конфигурацию в пространстве, дополнительные выводы, но их три.

Как подключить все эти 6 выводов, если у нашего источника питания всего 3 фазы?

Это простейшая логическая задача, у которой есть два решения – “Звезда” и “Треугольник”:

В результате имеем у каждой схемы три вывода, которые можно подключать к источнику питания. А вот почему напрямую подключать не всегда возможно, об этом статья.

Эти схемы также имеют названия “ Delta ” и “ Star “, и могут обозначаться на схемах как D и S . Но чаще обозначение идёт от вида схем – Δ и Υ . Или D и Y .

На обратной крышке борно обычно указывают схемы подключения и обозначения выводов:

По по схемам мы плотно пройдёмся ниже.

И ещё немного теории.

Мощность на валу при подаче номинального напряжения будет одинакова хоть в Звезде, хоть в Треугольнике. А токи разные, ведь P=UI . Это происходит потому, что Напряжение питания в этих схемах отличается в √3 раз, ток – тоже. В “звезде” напряжение питания двигателя (линейное) больше номинала катушки, а в “треугольнике” ток питания двигателя больше тока катушки в 1,73 раза.

Другими словами, если “базовое” рабочее напряжение катушки равно 220 В, то напряжение в “Звезде” будет 1,73 · 220 = 380 В. Другими словами, Uл=1,73Uф , где Uф – это номинальное напряжение катушки, Uл – номинальное напряжение питания. Для треугольника ситуация повторяется, но только для тока.

Таким образом, если написано одно из напряжений, можно легко узнать другое напряжение и ток:

Вот этот же двигатель, вид на клеммы в коробке:

В данном случае на шильде приведён только треугольник, но чудес не бывает – этот двигатель может работать и в звезде, главное переключить правильно обмотки. Напряжение “Звезды” будет 1,73 · 400 = 690 В, ток в то же число меньше.

Кто хочет копнуть поглубже – в конце выложу для скачивания умные книги.

Звезда / Треугольник: работа схемы

Хорош теорию, даёшь практику! Как же реализован алгоритм работы схемы подключения? Если очень коротко, схема “Звезда-Треугольник” работает так.

1. Подается питание (а напряжение питания у нас во всех режимах 380 В) на выводы U1, V1, W1, а выводы U2, V2, W2 соединяются в одной точке. Реализуется схема “Звезда”, в которой вместо номинала 660 В подается 380 В:

Первый момент запуска. Обмотки в “Звезде”. Около обмоток указано “380” – это номинал. Реально в данном случае на катушках будет действовать напряжение 220 В!

2. Так двигатель работает несколько секунд (от 5 с до нескольких минут, зависит от тяжести пуска). Это время задается таймером (реле времени), который входит в состав схемы.

3. Далее питание полностью снимается на время второго таймера, двигатель по инерции вращается несколько периодов напряжения (время от 50 до 500 мс). Этот защитный интервал необходим для гарантированной безаварийной работы схемы. Контактор “звездного” режима должен успеть выключиться, прежде чем включится “треугольный” контактор. Ведь время выключения у контакторов всегда в несколько раз больше, чем время включения, из-за явлений намагничивания. К сожалению, эта пауза технически реализуется далеко не всегда…

4. После второго таймера включается основной режим, “Треугольник”, в котором двигатель получает нормальное питание и работает, пока его не выключат:

Схема включения треугольник – работа на крейсерской скорости. На катушках – номинальное напряжение.

Всё, если коротко. Дальше будут временные диаграммы, будет всё понятно.

Есть варианты и без второго таймера, но с обязательной блокировкой включения “Треугольника”, пока не выключится “Звезда”.

Теперь о том, как реализуется этот алгоритм. Для удобства разделим схему на две части, которые могут даже иметь разное питание – силовую и управляющую.

Реализация силовой части схемы

Понятно, что включение двигателя производится контакторами. Их нужно три.

КМ1 – это общий контактор, он подаёт питание на выводы U1, V1, W1 сразу и навсегда.
КМ2 – контактор “Звезды”, он соединяет выводы U2, V2, W2 в одну точку на время разгона.
КМ3 – контактор “Треугольника”, он подает питание на выводы U2, V2, W2 для дальнейшей работы в номинальном режиме.

Следите за цветами, буду и дальше их соблюдать для простоты восприятия:

общий контактор КМ1 – синий,
контактор “Звезды” КМ2 – зеленый,
контактор треугольника КМ3 – красный.

Реализация части управления

Включать и выключать эти три контактора можно разными способами, вот несколько:

Три тумблера. Самый простой и дешевый способ. А что? Главное соблюсти алгоритм!
Специальный переключатель 0 – Y – Δ. Его можно купить или собрать самостоятельно, из любого галетного или кулачкового, типа ПКП.
Релейная схема с таймером. Её рассмотрим ниже.
Управление от специализированного реле . Это отдельная статья, следите за новостями .
Управление от универсального контроллера (PLC). Тут рассматривать нечего – это тот же 1 или 2 вариант, только управляет не человек, а программа.

Слаботочная часть может быть вообще гальванически развязана от силовой, например через трансформатор 380 /110 В или блок питания 220 / 24 VDC. Более того, вообще питаться от аккумулятора 12 В. Главное, чтобы напряжение катушек пускателей соответствовало. Что такое гальваническая развязка и почему она безопасна – читайте про систему заземления IT .

Короче, вот простейшая схема:

Что такое КМ1, КМ2, КМ3, вы уже знаете, а вот КА1 – это реле времени с задержкой при включении. Реле может быть любым, хоть электронным, хоть пневматическим типа ПВЛ. Главное, чтобы контакты переключались из исходного состояния через время задержки после подачи питания на КА1.

Подавать питание на схему (запускать двигатель) можно любыми способами – хоть тумблером, хоть через классическую схему с самоподхватом .

Минус такой схемы – есть опасность конфликта между КМ2 и КМ3. Поэтому я не очень люблю такую схему, т.к. она работает “на грани”, и её безаварийность очень зависит от механики и конструкции контакторов. Из-за этого могут подгорать контакты, а может и выбивать вводной автомат. Поэтому обязательно необходима блокировка (электрическая и желательно механическая):

Блокировка реализована на НЗ контактах, подробно об этом и не только в статье про подключение двигателя при помощи магнитного пускателя . Между катушками показана механическая блокировка, не путать со схемой “Треугольник”!

Это реальная схема, можно её применять. Если что не понятно – спрашивайте.

Да, ещё замечание. Иногда включение питания общего контактора КМ1 реализуют не напрямую, а через НО контакт “Звезды” КМ2, затем КМ1 становится на самоподхват через свой НО контакт. Это необходимо для дополнительной проверки работоспособности реле времени КА1.

Временные диаграммы работы схемы “Звезда-Треугольник”

С привязкой к моей схеме управления, диаграммы включения контакторов:

Временные диаграммы схемы управления звезда-треугольник

Тут вроде всё понятно, но есть одно важное замечание. Ещё раз. Между зеленой и красной областями обязательно нужен небольшой зазор (пауза). Его может не быть (пауза = 0), но эти области могут налазить друг на друга, если используются контакторы с катушкой постоянного тока (=24 VDC). В особенности при использовании обратновключенного диода (а он обязателен!), время выключения может быть больше времени включения в 7-10 раз!

Это я к тому, что однажды мучался с такой схемой, в ней выбивал периодически вводной автомат. Поставили спец.реле с паузой, проблема была решена!

Я постарался максимально раскрыть тему, но если вам нужны академические знания, пожалуйста:

• В.Л.Лихачев. Асинхронные электродвигатели. 2002 г. / Книга представляет собой справочник, в котором подробно описано устройство, принцип работы и характеристики асинхронных электродвигателей. Приводятся справочные данные на двигатели прошлых лет выпуска и современные. Описываются электронные пусковые устройства (инверторы), электроприводы., djvu, 3.73 MB, скачан: 3987 раз./

• Беспалов, Котеленец - Электрические машины / Рассмотрены трансформаторы и электрические машины, используемые в современной технике. Показана их решающая роль в генерации, распределении, преобразовании и утилизации электрической энергии. Даны основы теории, характеристики, режимы работы, примеры конструкций и применения электрических генераторов, трансформаторов и двигателей., pdf, 16.82 MB, скачан: 628 раз./

• М.М. Кацман - Электрические машины / Некоторые говорят, что это лучший учебник по электротехнике. В книге рассматриваются теория, принцип действия, устройство и анализ режимов работы электрических машин и трансформаторов как общего, так и специального назначения, получивших распространение в различных отраслях техники., pdf, 22.12 MB, скачан: 138 раз./

• Каталог двигателей Электромаш / Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором - каталог производителя, pdf, 3.13 MB, скачан: 268 раз./

• Каталог двигателей ВЭМЗ / Параметры и каталог двигателей, pdf, 3.53 MB, скачан: 224 раз./

• Дьяков В.И. Типовые расчеты по электрооборудованию / Практические расчеты по электрооборудованию, теоретические сведения, методики расчета, примеры и справочные данные., zip, 1.53 MB, скачан: 622 раз./

• Карпов Ф.Ф. Как проверить возможность подключения нескольких двигателей к электрической сети / В брошюре приведен расчет электрической сети на колебание напряжения при пуске и самозапуске асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором и синхронных двигателей с асинхронным пуском. Рассмотрены условия, при которых допустим пуск и самозапуск двигателей. Изложение методов расчета иллюстрируется числовыми примерами. Брошюра предназначена для квалифицированных электромонтеров в качестве пособия при выборе типа электродвигателей, присоединяемых к коммунальной или промышленной электросети., zip, 1.9 MB, скачан: 234 раз./

• Руководство по эксплуатации асинхронных двигателей / Настоящее руководство содержит наиболее важные указания по транспортировке, приемке, хранению, монтажу, пусконаладке, эксплуатации, техническому обслуживанию, поиску неисправностей и их устранению для электродвигателей производства «Электромашина». Руководство по эксплуатации предназначено для трехфазных асинхронных электродвигателей низкого и высокого напряжений серий А, АИР, МТН, МТКН, 4МТМ, 4МТКМ, ДА304, А4., pdf, 7.54 MB, скачан: 839 раз./

• Каталог двигателей АИР / Каталог двигателей АИР - мощность от 0,12 до 315 кВт; частота вращения 3000, 1500, 1000, 750 об/мин; напряжение сети 220/380 В, 380/660 В;, pdf, 1.07 MB, скачан: 171 раз./

P.S. Про использование специализированного реле времени “Звезда-Треугольник” читайте следующую статью .

Ещё некоторые мои статьи на Дзене про электродвигатели:

Как узнать обороты асинхронника по обмотке
Пример установки ПЧ Delta с регулировкой скорости в полировочный станок
Как затормозить электродвигатель
Выбор ПЧ насоса
Как правильно охлаждать силовой шкаф
Как измерить пусковой ток электродвигателя
Как определить направление вращения ротора
Про температуру двигателя

Интересно? Ставьте лайк, подписывайтесь, задавайте вопросы!

Если интересны темы канала, заходите также на мой сайт - и в группу ВК -

Обращение к читателям, которым есть, что сказать: Если Вы готовы стать Автором, я могу предоставить страницы своего сайта!

Обращение к хейтерам: за оскорбление Автора и Читателей канала - отправляю в баню.

Хотя в наше время в промышленность уже прочно вошли софтстартеры и частотные преобразователи, до сих пор еще нередко встречаются подключения электродвигателей по схеме звезда-треугольник. Для чего она применяется я расскажу в этой статье.

В случае подключения двигателя «звездой» пусковой ток, который может превосходить в 3 — 8 раз номинальный ток, меньше чем при при подключении «треугольником», но при этом и мощность двигателя будет меньше, чем заявленная паспортная. В схеме «треугольник» все происходит наоборот — двигатель работает на полную паспортную мощность, но при этом для этого типа подключения характерны высокие пусковые токи.

Для того чтобы уменьшить пусковой ток, но при этом сохранить и полную заявленную мощность двигателя и применяют переключение со «звезды» на «треугольник». При такой схеме изначальный запуск электродвигателя происходит по схеме «звезда», а после того, как двигатель разгонется и наберет обороты, происходит переключение на «треугольник». Обычно такую схема используется для двигателей большой мощности, где пусковые токи особенно высоки, что может привести к просадке напряжения в сети.

По схеме звезда-треугольник можно подключать только те двигатели, у которых обмотки рассчитаны на напряжение сети 380/660В. Также необходимо учитывать, что такая схема применима только для двигателей с легким режимом пуска, т.е центробежные насосы, вентиляторы, станки и т.д, так как в начальный момент запуска звездой до момента переключения на треугольник крутящий момент сопротивления рабочей машины, независимо от скорости вращения, должен оставаться меньшим, чем крутящий момент электродвигателя, собранного в звезду.

Схема подключения звезда-треугольник

Рассмотрим простую и наиболее часто встречающуюся схему подключения со «звезды» на «треугольник».

В данной схеме применяются:

Автомат защиты двигателей (мотор-автомат) Q1 со встроенной тепловой защитой

Контакторы K1-K3 с доп. контактами

Реле времени KT4

Предохранитель F1

Стоповая кнопка S1

Пусковая кнопка S2

Электродвигатель M1

При нажатии кнопки S2 ток поступает на катушку контактора K1, замыкаются силовые контакты K1 и нормально разомкнутый контакт K1.1, который реализует самоподхват пусковой кнопки. Также подается питание на катушку реле времени K1, после чего замыкается контактор K3. Происходит запуск двигателя по схеме «звезда».

По истечении заданного времени контакт K4.1 разомкнется, обесточив катушку контактора K3, а контакт K4.2 после заданной выдержки времени замкнется, таким образом питание придет на катушку контактора K2 и произойдет переключение на «треугольник».

Контакты K2.2 и K3.2 служат для электрической блокировки, то есть для защиты от одновременного включения контакторов K2 и K3. Также для контакторов K2 и K3 желательно использовать механическую блокировку, дублирующую электрическую ( на схеме не показана). Контакт Q1 мотор-автомата служит для защиты от перегрузки двигателя.

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.

Различия между «звездой» и «треугольником»

Исходя из теории и практических знаний основ электротехники, способ подключения «звезда», позволяет электродвигателю работать плавнее и мягче. Но при этом данный способ не позволяет выйти двигателю на всю мощность, представленную в технических характеристиках.

Соединив фазные обмотки по схеме «треугольник», двигатель способен быстро выйти на максимальную рабочую мощность. Это позволяет использовать по полной КПД электродвигателя, согласно техпаспорта. Но у такой схемы соединения есть свой недостаток: большие пусковые токи. Для уменьшения значения токов применяют пусковой реостат, позволяя осуществить более плавный пуск двигателя.

Соединение «звездой» и его преимущества

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.

Основные преимущества применения схемы «звезда»:

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

Соединение «треугольником» и его преимущества

При соединении «треугольником» на каждой из обмоток, присутствует линейное напряжение равное 220В или 380В.

Основные преимущества применения схемы «треугольник»:

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.

Метод соединения обмоток двигателя «треугольником» широко используется при работе с мощными механизмами и наличия высоких пусковых нагрузок. Большой вращающий момент создается за счет увеличения показателей ЭДС самоиндукции, вызванных протекающими большими токами.

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети по схеме треугольник

Тип соединения «звезда-треугольник»

В сложных механизмах, зачастую используется комбинированная схема «звезда-треугольник». При таком переключении резко вырастает мощность, и если двигатель по техническим характеристикам не предназначен для работы по методу «треугольника», то он перегреется и сгорит.

Схемы подключения звездой и треугольником

В этом случае напряжение на соединении каждой обмотки будет в 1,73 раза меньше, следовательно, будет меньше и протекающий в этот период ток. Дальше происходит увеличение частоты и продолжение снижения показания тока. Тогда применяя релейно-контактную схему, произойдет переключение со «звезды» на «треугольник».

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

Переключение «звезда-треугольник» допустимо для электродвигателей с облегченным режимом пуска. Этот метод неприменим, если необходимо понизить ток пуска и одновременно не снижать большой пусковой момент. В этом случае применяют двигатель с фазным ротором с пусковым реостатом.

Основные преимущества комбинации:

Увеличение срока службы. Плавный пуск позволяет избежать неравномерности нагрузки на механическую часть установки;

Возможность создания двух уровней мощности.

Читайте также:


Ремонт втягивающего реле стартера газель

Киа каренс 3 схема предохранителей

Замена подшипника компрессора кондиционера мерседес w203

Стартер бад ф3 как снять

Замена стартера газель 406 карбюратор