Tipični slučajevi zvjezdanog i trokutnog spoja generatora, transformatora i prijemnika razmotreni su u člancima "Dijagram spajanja zvijezda" i "Trokutni spojni dijagram". Pređimo sada na najvažnije pitanje. o moći sa zvjezdastim i trokutastim vezama, jer je za rad svakog mehanizma, pokretanog elektromotorom ili generatora ili transformatora, krajnje važno tačno moć.
U AC mrežama postoje:
puna (prividna) snaga S = E × I ili S = U × I;
aktivna snaga P = E × I× cos φ
ili P = U × I× cos φ
;
reaktivna snaga Q = E × I× sin φ
ili Q = U × I× sin φ
,
gdje E- elektromotorna sila (emf); U- napon na stezaljkama električnog prijemnika; I– struja; φ - fazni ugao između struje i napona 1 .
Prilikom određivanja snage generatora, formule uključuju e. d.s., prilikom određivanja snage električnih prijemnika - napona na njihovim stezaljkama. Prilikom određivanja snage elektromotora uzima se u obzir i faktor efikasnosti, budući da je snaga na njegovom vratilu naznačena na pločici elektromotora.
Ako faza napaja S a( P a , Q a); S b( P b, Q b); S c( P c , Q c) su isti i, shodno tome, jednaki S f, P f i Q f, tada je snaga trofaznog sistema, izražena u faznim veličinama, jednaka zbiru snaga tri faze i iznosi:
kompletan S= 3× S f;
aktivan P= 3× P f;
reaktivan Q= 3× Q f.
Napajanje kada je spojeno na zvijezdu
Kada je spojen na zvijezdu, linijske struje I i fazne struje I f su jednake, a između faza
i linearni naponi postoji odnos U= √3 × U f, gdje U f = U / √3.
Upoređujući ove formule, vidimo da su snage izražene u linearnim veličinama kada su povezane sa zvijezdom jednake:
kompletan S= 3× S f = 3 × ( U/ √3) × I= √3 × U × I;
aktivan P= √3 × U × I× cos φ
;
reaktivan Q= √3 × U × I× sin φ
.
Delta Power
Kada je spojen u delta, linearni U i faza U f naponi su jednaki, a između fazne i linearne struje postoji veza I= √3 × I f, gdje I f = I / √3.
Prema tome, izražene kroz linearne veličine kada su spojene na trokut, snage su jednake:
kompletan S= 3× S f = 3 × U × ( I/ √3) = √3 × U × I;
aktivan P= √3 × U × I× cos φ
;
reaktivan Q= √3 × U × I× sin φ
.
Važna napomena. Isti tip formule snage za veze zvijezda i delta ponekad izaziva nesporazume, jer nedovoljno iskusne ljude navodi na pogrešan zaključak da je vrsta veza uvijek indiferentna. Pokažimo na jednom primjeru koliko je takvo gledište pogrešno.
Elektromotor je bio spojen u delta i radio iz mreže od 380 V na struju od 10 A punom snagom
S= 1,73 x 380 x 10 = 6574 VA.
Zatim je električni motor ponovo spojen na zvijezdu. Istovremeno, svaki fazni namotaj imao je 1,73 puta manji napon, iako je napon u mreži ostao isti. Niži napon doveo je do činjenice da se struja u namotajima smanjila za 1,73 puta. Ali ni ovo nije dovoljno. Kada je spojena u trougao, linearna struja je bila 1,73 puta veća od fazne struje, a sada su fazna i linearna struja jednake.
Dakle, linearna struja pri ponovnom povezivanju sa zvijezdom smanjila se za 1,73 × 1,73 = 3 puta.
Drugim riječima, iako se nova snaga mora izračunati po istoj formuli, ali ga treba zamijeniti druge količine, odnosno:
S 1 = 1,73 x 380 x (10 / 3) = 2191 VA.
Iz ovog primjera slijedi da kada se elektromotor ponovo spoji iz trokuta u zvijezdu i napaja iz iste mreže, snaga koju razvija elektromotor smanjuje za 3 puta.
Šta se dešava pri prelasku sa zvijezde na delta i nazad u najčešćim slučajevima?
Predviđeno je da se ne radi o unutrašnjim rekonekcijama (koje se izvode u fabrici ili u specijalizovanim radionicama), već o rekonekcijama na oklopima uređaja, ako su na njima prikazani počeci i krajevi namotaja.
1. Prebacivanje od zvijezda do trokut namotaja generatora ili sekundarnih namotaja transformatora napon u mreži pada za 1,73 puta, na primjer, sa 380 na 220 V. Snaga generatora i transformatora ostaje ista. Zašto? Zato što napon svakog faznog namotaja ostaje isti i struja u svakom faznom namotu je ista, iako se struja u linearnim žicama povećava za 1,73 puta.
Prilikom prebacivanja namotaji generatora ili sekundarni namoti transformatora od trougao do zvijezde javljaju se obrnuti fenomeni, odnosno linearni napon u mreži raste 1,73 puta, na primjer, sa 220 na 380 V, struje u faznim namotima ostaju iste, struje u linearnim žicama se smanjuju za 1,73 puta.
To znači da su i generatori i sekundarni namotaji transformatora, ako imaju svih šest krajeva, pogodni za mreže sa dva napona koji se razlikuju 1,73 puta.
2. Prebacivanje lampe od zvijezde do trougla(pod uslovom da su spojene na istu mrežu u kojoj gore lampe koje je palila zvijezda s normalnim žarom), lampe će pregorjeti.
Prilikom prebacivanja lampe od trougla do zvezde(pod uslovom da lampe, kada su spojene u trougao, gore sa normalnom žarnom niti), lampe će davati prigušeno svetlo. To znači da lampe, na primjer, za 127 V u mreži od 127 V trebaju biti povezane trokutom. Ako se moraju napajati iz mreže od 220 V, neophodna je zvjezdasta veza sa neutralnom žicom (detaljnije vidjeti u članku "Šema spajanja zvijezda"). Mogu se koristiti samo lampe iste snage, ravnomjerno raspoređene između faza. biti spojen na zvijezdu bez neutralne žice, kao što je, na primjer, u pozorišnim lusterima.
3. Sve što je rečeno o lampama važi i za otpor, električne pećnice i sličnih električnih prijemnika.
4. Kondenzatori, od kojih se sastavljaju baterije za povećanje cos φ , imaju nazivni napon koji označava mrežni napon na koji će se kondenzator spojiti. Ako je mrežni napon, na primjer, 380 V, a nazivni napon kondenzatora 220 V, treba ih povezati u zvijezdu. Ako su napon mreže i nazivni napon kondenzatora isti, kondenzatori su spojeni u trokut.
5. Kao što je gore objašnjeno, prilikom prebacivanja elektromotor od delta do zvijezde njegova snaga je smanjena za oko trećinu. Obrnuto, ako je električni motor uključen zvijezda do trougla, snaga se naglo povećava, ali u isto vrijeme elektromotor, ako nije predviđen za rad na datom naponu i delta spoju, spaliti.
Pokretanje kaveznog motora sa preklopom zvijezda-trokut
koristi se za smanjenje startne struje, koja je 5 do 7 puta veća od radne struje motora. Za motore relativno velike snage, startna struja je toliko visoka da može pregorjeti osigurače, isključiti stroj i dovesti do značajnog smanjenja napona. Smanjenje napona smanjuje sjaj lampi, smanjuje obrtni moment elektromotora 2, može uzrokovati isključivanje kontaktora i magnetnih startera. Stoga nastoje smanjiti početnu struju, što se postiže na nekoliko načina. Svi se oni na kraju svode na snižavanje napona u krugu statora za period pokretanja. Da biste to učinili, reostat, prigušnica, autotransformator se uvode u statorski krug za vrijeme pokretanja ili se namotaj prebacuje sa zvijezde na trokut. Zaista, prije pokretanja i tokom prvog perioda pokretanja, namotaji su povezani u zvijezdu. Stoga se svaki od njih napaja naponom koji je 1,73 puta manji od nazivnog napona, a samim tim i struja će biti mnogo manja nego kada su namoti uključeni na puni napon mreže. Tokom procesa pokretanja, motor povećava brzinu, a struja se smanjuje. Zatim se namotaji pretvaraju u trokut.
Upozorenja:
1. Prebacivanje sa zvezde na trokut je dozvoljeno samo za motore sa režimom lakog pokretanja, jer kada je povezan sa zvezdom, startni moment je otprilike polovina obrtnog momenta nego kod direktnog pokretanja. To znači da ovaj način smanjenja početne struje nije uvijek prikladan, a ako je potrebno smanjiti startnu struju i istovremeno postići veliki startni moment, onda uzimaju elektromotor s faznim rotorom i startnim reostat se uvodi u kolo rotora.
2. Sa zvijezde na trokut je moguće prebaciti samo one elektromotore koji su predviđeni da rade kada su spojeni na trougao, odnosno imaju namote predviđene za mrežni napon mreže.
Prebacivanje sa delta na zvijezdu
Poznato je da motori pod opterećenjem rade sa vrlo niskim faktorom snage cos φ . Stoga se preporuča zamijeniti podopterećene elektromotore manje snažnim. Ako je, međutim, nemoguće izvršiti zamjenu, a margina snage je velika, onda se povećava cos φ prelazak sa delta na zvijezdu. Istovremeno, potrebno je izmjeriti struju u krugu statora i osigurati da, kada je spojen na zvijezdu, ne prelazi nazivnu struju kada je opterećen; inače će se motor pregrijati.
1 Aktivna snaga se mjeri u vatima (W), reaktivna - u reaktivnim volt-amperima (var), prividna - u volt-amperima (VA). Vrijednosti 1000 puta veće nazivaju se kilovat (kW), kilovar (kvar), kilovolt-amper (kV×A).
2 Moment motora je proporcionalan kvadratu napona. Dakle, kada se napon smanji za 20%, obrtni moment se smanjuje ne za 20, već za 36% (1² - 0,82² = 0,36).
Danas su asinhroni elektromotori popularni zbog svoje pouzdanosti, odličnih performansi i relativno niske cijene. Motori ovog tipa dizajnirani su da izdrže teška mehanička opterećenja. Da bi se jedinica uspješno pokrenula, mora biti ispravno povezana. Za to se koriste spojevi zvijezda i trokut, kao i njihova kombinacija.
Vrste veze
Dizajn elektromotora je prilično jednostavan i sastoji se od dva glavna elementa - fiksni stator i smješten unutra, rotirajući rotor. Svaki od ovih dijelova ima svoje namote koji provode struju. Stator je položen u posebne žljebove uz obavezno poštivanje udaljenosti od 120 stepeni.
Princip rada motora je jednostavan - nakon uključivanja startera i dovođenja napona na stator, nastaje magnetsko polje koje uzrokuje rotaciju rotora. Oba kraja namotaja izvode se do razvodne kutije i raspoređuju u dva reda. Njihovi zaključci su označeni slovom "C" i dobijaju digitalnu oznaku u rasponu od 1 do 6.
Da biste ih povezali, možete koristiti jedan od tri načina:
- "Zvijezda";
- "Trougao";
- "Zvezda-trougao".
Međutim, kombinirani krug se ne može koristiti ako je potrebno smanjiti početnu struju, ali je istovremeno potreban veliki okretni moment. U tom slučaju treba koristiti električni motor s faznim rotorom opremljen reostatom.
Ako govorimo o prednostima kombiniranja dvije metode povezivanja, onda se mogu primijetiti dvije:
- Meki start produžava vijek trajanja.
- Možete kreirati dva nivoa snage jedinice.
Danas su najčešće korišteni elektromotori dizajnirani za rad u mrežama od 220 i 380 volti. Od toga ovisi izbor sheme povezivanja. Dakle, "trokut" se preporučuje da se koristi na naponu od 220 V, a "zvijezda" - na 380 V.
Danas su asinhroni elektromotori popularni zbog svoje pouzdanosti, odličnih performansi i relativno niske cijene. Motori ovog tipa dizajnirani su da izdrže teška mehanička opterećenja. Da bi se jedinica uspješno pokrenula, mora biti ispravno povezana. Za to se koriste spojevi zvijezda i trokut, kao i njihova kombinacija.
Vrste veze
Dizajn elektromotora je prilično jednostavan i sastoji se od dva glavna elementa - fiksni stator i smješten unutra, rotirajući rotor. Svaki od ovih dijelova ima svoje namote koji provode struju. Stator je položen u posebne žljebove uz obavezno poštivanje udaljenosti od 120 stepeni.
Princip rada motora je jednostavan - nakon uključivanja startera i dovođenja napona na stator, nastaje magnetsko polje koje uzrokuje rotaciju rotora. Oba kraja namotaja izvode se do razvodne kutije i raspoređuju u dva reda. Njihovi zaključci su označeni slovom "C" i dobijaju digitalnu oznaku u rasponu od 1 do 6.
Da biste ih povezali, možete koristiti jedan od tri načina:
- "Zvijezda";
- "Trougao";
- "Zvezda-trougao".
Međutim, kombinirani krug se ne može koristiti ako je potrebno smanjiti početnu struju, ali je istovremeno potreban veliki okretni moment. U tom slučaju treba koristiti električni motor s faznim rotorom opremljen reostatom.
Ako govorimo o prednostima kombiniranja dvije metode povezivanja, onda se mogu primijetiti dvije:
- Meki start produžava vijek trajanja.
- Možete kreirati dva nivoa snage jedinice.
Danas su najčešće korišteni elektromotori dizajnirani za rad u mrežama od 220 i 380 volti. Od toga ovisi izbor sheme povezivanja. Dakle, "trokut" se preporučuje da se koristi na naponu od 220 V, a "zvijezda" - na 380 V.
Trofazni elektromotor je električna mašina dizajnirana za rad na naizmjeničnu struju. Takav motor se sastoji od statora i rotora. Stator ima tri namotaja pomaknuta za sto dvadeset stepeni. Kada se u krugu namota pojavi trofazni napon, na polovima se formiraju magnetni tokovi, a rotor se rotira. Elektromotori su sinhroni ili asinhroni. Trofazni se široko koriste u industriji i svakodnevnom životu. Takvi motori su jednobrzinski, u kom slučaju su namotaji motora povezani prema shemi "zvijezda" ili "trokut" i višebrzinski. Posljednje jedinice su preklopne, u ovom slučaju postoji prijelaz s jedne sheme povezivanja na drugu.
Trofazni elektromotori su podijeljeni prema shemama povezivanja namota. Postoje dvije šeme povezivanja - veza zvijezda i trokut veza. Spajanje namotaja motora prema tipu "zvijezda" je spajanje krajeva namotaja motora u jednu tačku (nulti čvor): dobiva se dodatni izlaz - nula. Slobodni krajevi su spojeni na faze električne mreže od 380 V. Izvana takva veza podsjeća na trokraku zvijezdu. Na fotografiji je prikazan sljedeći dijagram: veza "zvijezda" i "trokut" Povezivanje namotaja motora prema tipu "trokut" je namotaj: kraj prvog je spojen na početak drugog namotaja, kraj drugog do početka trećeg, a kraj trećeg do početka prvog. Na priključne čvorove namotaja primjenjuje se trofazni napon. Sa ovim povezivanjem namotaja, nema izlaza nule. Izvana liči na trokut.
Veza "zvijezda" i "delta" su podjednako česte, nemaju bitne razlike. Za spajanje namotaja prema tipu "zvijezda" (kada motor radi u nazivnom režimu), mrežni napon mora biti veći nego kada je spojen prema tipu "delta". Stoga, u karakteristikama trofaznog motora, oni označavaju sljedeće: 220/380 V ili 127/220 V. Po potrebi je potrebno spojiti na nazivni namotaj u tipu zvijezde, a nazivni napon od motor će biti 380/660 V (u tipu delta).
Treba napomenuti da se često koristi kombinovana veza zvezda i trokut. Ovo se radi kako bi se motor lakše pokrenuo. Prilikom pokretanja koristi se veza zvijezda, a zatim se poseban relej prebacuje na trokut, čime se smanjuje startna struja. Takve sheme se preporučuju za pokretanje elektromotora velike snage koji zahtijevaju veliku startnu struju. Važno je zapamtiti da u ovom slučaju početna struja premašuje nazivnu struju sedam puta.
Postoje i druge kombinacije pri povezivanju elektromotora, na primjer, veza zvijezda i trokut može se zamijeniti dvostrukom, trostrukom zvijezdom, kao i druge mogućnosti povezivanja. Takve metode se koriste za višebrzinske (dva, četiri, itd.) elektromotore.
Asinhroni trofazni motori su efikasniji od jednofaznih motora i mnogo su češći. Električni uređaji koji rade na motornu vuču najčešće su opremljeni trofaznim elektromotorima.
Elektromotor se sastoji od dva dijela: rotacionog rotora i fiksnog statora. Rotor se nalazi unutar statora. Oba elementa imaju provodne namotaje. Namotaj statora položen je u žljebove magnetnog kruga na udaljenosti od 120 električnih stupnjeva. Počeci i krajevi namotaja izvode se i fiksiraju u dva reda. Kontakti su označeni slovom C, svakom je dodijeljena digitalna oznaka od 1 do 6.
Faze namota statora kada su spojene na mrežu su povezane prema jednoj od shema:
- "trougao" (Δ);
- "zvijezda" (Y);
- kombinovana šema zvezda-trokut (Δ/Y).
Veza preko kombinovana šema primjenjuje se na motore snage preko 5 kW.
« zvijezda» nazovite vezu svih krajeva namotaja statora u jednoj tački. Napajanje se dovodi do početka svakog od njih. Kada su namoti povezani serijski u zatvorenu ćeliju, " trougao". Kontakti s terminalima su raspoređeni na takav način da su redovi pomaknuti jedan u odnosu na drugi, C1 se nalazi nasuprot izlaza C6, itd.
Napon napajanja iz trofazne mreže do namotaja statora stvara rotirajuće magnetsko polje koje pokreće rotor. Obrtni moment koji se javlja nakon , nije dovoljan za pokretanje. Da bi se povećao obrtni moment, dodatni elementi su uključeni u mrežu.
Najjednostavniji i najčešći način povezivanja na kućne mreže je povezivanje pomoću kondenzatora za pomjeranje faze.
Pri opskrbi naponom iz obje vrste električnih mreža, brzina rotora asinhronog motora bit će gotovo ista. U isto vrijeme, snaga u trofaznim mrežama je veća nego u sličnim jednofaznim mrežama. Sukladno tome, spajanje trofaznog elektromotora na jednofaznu mrežu neizbježno je praćeno primjetnim gubitkom snage.
Postoje elektromotori koji prvobitno nisu bili dizajnirani za povezivanje na kućnu mrežu. Prilikom kupovine elektromotora za kućnu upotrebu, bolje je odmah potražiti modele s kaveznim rotorom.
Spajanje motora sa "zvijezdom" i "delta" u mrežama s različitim nazivnim naponom
U skladu sa nazivnim naponom napajanja, asinhroni trofazni motori domaće proizvodnje dijele se u dvije kategorije: za rad iz mreže 220/127 V i 380/220 V. Motori dizajnirani za rad iz mreža 220/127 V imaju malu snagu - danas je njihova upotreba ozbiljno ograničena.
Električni motori dizajnirani za nazivni napon od 380/220 V su sveprisutni.
Bez obzira na nazivni napon, pri ugradnji motora primjenjuje se pravilo: niže vrijednosti napona koriste se pri spajanju na "delta", visoke - isključivo u priključcima namota statora prema "zvijezdi" "šema.
Odnosno, napon 220 V služio na " trougao», 380 V- na " zvijezda“, inače će motor brzo izgorjeti.
Glavne tehničke karakteristike jedinice, uključujući preporučenu šemu povezivanja i mogućnost njene promjene, prikazane su na oznaci motora i njegovom tehničkom pasošu. Prisutnost oznake oblika Δ / Y ukazuje na mogućnost povezivanja namotaja sa "zvijezdom" i "trokutom". Kako bi se minimizirali gubici energije neizbježni pri radu iz jednofaznih kućanskih mreža, bolje je povezati ovaj tip motora s "trouglom".
Znak Y označava motore kod kojih nije predviđena mogućnost povezivanja na "delta". U razvodnoj kutiji takvih modela, umjesto 6 kontakata, postoje samo tri, a druga tri se spajaju ispod kućišta.
Spajanje trofaznih sa nazivnim naponom napajanja od 220/127 V na standardne jednofazne mreže vrši se samo prema tipu "zvijezda". Spajanje jedinice dizajnirane za nizak napon napajanja na "trokut" brzo će ga učiniti neupotrebljivom.
Značajke rada elektromotora kada je povezan na različite načine
Povezivanje elektromotora s "trokutom" i "zvijezdom" karakterizira određeni skup njegovih prednosti i mana.
Spajanje namotaja motora u "zvijezdu" omogućava mekši start. U ovom slučaju dolazi do značajnog gubitka snage jedinice. Po ovoj šemi su povezani i svi elektromotori domaćeg porijekla na 380V.
Delta priključak daje izlaznu snagu do 70% nazivne snage, ali početne struje dostižu značajne vrijednosti i motor može pokvariti. Ova shema je jedina ispravna opcija za povezivanje uvezenih elektromotora europske proizvodnje dizajniranih za nazivni napon od 400/690 na ruske energetske mreže.
Funkcija pokretanja za sheme spajanja zvijezda-trokut koristi se samo za motore označene Δ/Y, u kojima su implementirane obje opcije povezivanja. Motor se pokreće kada je povezan sa "zvijezdom" kako bi se smanjila startna struja.
Kako motor ubrzava, on prelazi u delta kako bi dobio najveću moguću izlaznu snagu.
Upotreba kombinirane metode neizbježno je povezana sa strujnim udarima. U trenutku prebacivanja između krugova, struja se zaustavlja, brzina rotora se smanjuje, u nekim slučajevima naglo opada. Nakon nekog vremena, brzina rotacije se vraća.
Primjeri veza zvijezda i delta u videu
