Tipični slučajevi zvjezdanog i trokutnog spoja generatora, transformatora i električnih prijamnika obrađeni su u člancima "Dijagram spajanja zvijezda" i "Trokutni spojni dijagram". Prijeđimo sada na najvažnije pitanje. o moći sa spojevima zvijezda i trokut, budući da je za rad svakog mehanizma, pokretanog elektromotorom ili generatora ili transformatora, u konačnici važno upravo snaga.
U AC mrežama postoje:
puna (prividna) snaga S = E × ja ili S = U × ja;
aktivna snaga P = E × ja× cos φ
ili P = U × ja× cos φ
;
jalove snage P = E × ja× grijeh φ
ili P = U × ja× grijeh φ
,
gdje E- elektromotorna sila (emf); U- napon na stezaljkama električnog prijemnika; ja- Trenutno; φ - fazni kut između struje i napona 1 .
Prilikom određivanja snage generatora, formule uključuju e. d.s., pri određivanju snage električnih prijemnika - napona na njihovim stezaljkama. Prilikom određivanja snage elektromotora uzima se u obzir i faktor učinkovitosti, budući da je snaga na njegovoj osovini naznačena na pločici motora.
Ako faza snage S a ( P a , P a); S b( P b, P b); S c( P c , P c) su isti i, prema tome, jednaki S f, P f i P f, tada je snaga trofaznog sustava, izražena u fazama, jednaka zbroju snaga triju faza i iznosi:
potpuni S= 3× S f;
aktivan P= 3× P f;
reaktivan P= 3× P f.
Snaga kada je spojena na zvijezdu
Kada je spojen na zvijezdu, linijske struje ja i fazne struje ja f su jednaki, a između faza
i linearnih napona postoji odnos U= √3 × U f, gdje U f = U / √3.
Uspoređujući ove formule, vidimo da su moći izražene u linearnim veličinama kada su spojene na zvijezdu jednake:
potpuni S= 3× S f = 3 × ( U/ √3) × ja= √3 × U × ja;
aktivan P= √3 × U × ja× cos φ
;
reaktivan P= √3 × U × ja× grijeh φ
.
Delta snaga
Kada je spojen u delta, linearni U i faza U f naponi su jednaki, a između fazne i linearne struje postoji odnos ja= √3 × ja f, gdje ja f = ja / √3.
Stoga su, izražene linearnim veličinama kada su spojene na trokut, snage jednake:
potpuni S= 3× S f = 3 × U × ( ja/ √3) = √3 × U × ja;
aktivan P= √3 × U × ja× cos φ
;
reaktivan P= √3 × U × ja× grijeh φ
.
Važna nota. Isti tip formule snage za spoj zvijezda i trokut ponekad uzrokuje nesporazume, jer nedovoljno iskusne ljude navodi na pogrešan zaključak da je vrsta veza uvijek ravnodušna. Pokažimo na jednom primjeru koliko je takvo gledište pogrešno.
Elektromotor je bio spojen u trokut i radio iz mreže od 380 V pri struji od 10 A punom snagom
S= 1,73 x 380 x 10 = 6574 VA.
Zatim je električni motor ponovno spojen na zvijezdu. Pritom je svaki fazni namot imao 1,73 puta manji napon, iako je napon u mreži ostao isti. Niži napon doveo je do činjenice da se struja u namotima smanjila za 1,73 puta. Ali ni ovo nije dovoljno. Kada je spojena u trokut, linearna struja je bila 1,73 puta veća od fazne struje, a sada su fazna i linearna struja jednake.
Dakle, linearna struja pri ponovnom spajanju na zvijezdu 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, naime:
S 1 = 1,73 x 380 x (10 / 3) = 2191 VA.
Iz ovog primjera slijedi da kada se elektromotor ponovno spoji s trokuta na zvijezdu i napaja iz iste mreže, snaga koju razvija elektromotor smanjuje se za 3 puta.
Što se događa pri prelasku sa zvijezde na delta i natrag u najčešćim slučajevima?
Propisujemo da se ne radi o unutarnjim ponovnim spajanjima (koja se izvode u tvornici ili u specijaliziranim radionicama), već o ponovnim spajanjima na oklopima uređaja, ako su na njima prikazani počeci i krajevi namota.
1. Prebacivanje od zvijezde do trokut namota generatora ili sekundarnih namota transformatora napon u mreži pada za 1,73 puta, na primjer, s 380 na 220 V. Snaga generatora i transformatora ostaje ista. Zašto? Budući da napon svakog faznog namota ostaje isti i struja u svakom faznom namotu je ista, iako se struja u linearnim žicama povećava za 1,73 puta.
Prilikom prebacivanja namoti generatora ili sekundarni namoti transformatora od trougao do zvijezde javljaju se obrnuti fenomeni, odnosno linearni napon u mreži raste 1,73 puta, na primjer, s 220 na 380 V, struje u faznim namotima ostaju iste, struje u linearnim žicama smanjuju se za 1,73 puta.
To znači da su i generatori i sekundarni namoti transformatora, ako imaju svih šest krajeva, prikladni za mreže s dva napona koji se razlikuju 1,73 puta.
2. Prebacivanje svjetiljke od zvijezde do trokuta(pod uvjetom da su spojene na istu mrežu u kojoj pale svjetiljke koje je uključila zvijezda s normalnim žarom), žarulje će pregorjeti.
Prilikom prebacivanja svjetiljke od trokuta do zvijezde(pod uvjetom da svjetiljke, kada su spojene u trokut, gore s normalnom žarnom niti), svjetiljke će davati prigušeno svjetlo. To znači da svjetiljke, na primjer, za 127 V u mreži od 127 V trebaju biti povezane trokutom. Ako se moraju napajati iz mreže od 220 V, nužna je zvjezdasta veza s neutralnom žicom (detaljnije vidjeti u članku "Dijagram spajanja zvijezda"). Mogu se koristiti samo žarulje iste snage, ravnomjerno raspoređene između faza. biti spojen na zvijezdu bez neutralne žice, kao što je, na primjer, u kazališnim lusterima.
3. Sve što je rečeno o lampama vrijedi i za otpornost, električne pećnice i slični električni prijemnici.
4. Kondenzatori, iz kojeg 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 spojiti 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 trokuta, snaga naglo raste, ali u isto vrijeme elektromotor, ako nije predviđen za rad na danom naponu i trokutastom spoju, izgoriti.
Pokretanje kaveznog motora s preklopom zvijezda-trokut
koristi se za smanjenje početne struje, koja je 5 do 7 puta veća od radne struje motora. Za motore relativno velike snage početna struja je toliko visoka da može pregorjeti osigurače, isključiti stroj i dovesti do značajnog smanjenja napona. Smanjenje napona smanjuje sjaj svjetiljki, smanjuje zakretni moment elektromotora 2, može uzrokovati isključivanje kontaktora i magnetskih startera. Stoga nastoje smanjiti početnu struju, što se postiže na nekoliko načina. Svi se oni u konačnici svode na snižavanje napona u krugu statora za vrijeme pokretanja. Da biste to učinili, reostat, prigušnica, autotransformator se uvode u statorski krug za vrijeme pokretanja ili se namot prebacuje sa zvijezde na trokut. Doista, prije pokretanja i tijekom prvog razdoblja pokretanja, namoti su spojeni u zvijezdu. Stoga se svaki od njih napaja naponom koji je 1,73 puta manji od nazivnog napona, te će stoga struja biti znatno manja nego kada su namoti uključeni na puni napon mreže. Tijekom procesa pokretanja, motor povećava brzinu, a struja se smanjuje. Zatim se namoti prebacuju u trokut.
Upozorenja:
1. Prebacivanje sa zvijezde na trokut dopušteno je samo za motore s načinom jednostavnog pokretanja, budući da kada je spojen na zvijezdu, startni moment je otprilike polovica momenta nego kod izravnog pokretanja. To znači da ova metoda smanjenja početne struje nije uvijek prikladna, a ako je potrebno smanjiti početnu struju i istovremeno postići veliki startni moment, onda uzimaju elektromotor s faznim rotorom i startni reostat se uvodi u krug rotora.
2. Sa zvijezde na trokut je moguće prebaciti samo one elektromotore koji su predviđeni za rad kada su spojeni na trokut, odnosno imaju namote dizajnirane za mrežni napon mreže.
Prebacivanje s delte na zvijezdu
Poznato je da podopterećeni motori rade s 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, tada se povećava cos φ prelazak s delte na zvijezdu. Istodobno je potrebno 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 proporcionalan je kvadratu napona. Stoga, kada se napon smanji za 20%, moment se smanjuje ne za 20, već za 36% (1² - 0,82² = 0,36).
Danas su asinkroni elektromotori popularni zbog svoje pouzdanosti, izvrsnih performansi i relativno niske cijene. Motori ovog tipa dizajnirani su da izdrže teška mehanička opterećenja. Da bi se jedinica uspješno pokrenula, mora biti ispravno spojena. 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 utore uz obvezno poštivanje udaljenosti od 120 stupnjeva.
Princip rada motora je jednostavan - nakon uključivanja startera i napona na stator nastaje magnetsko polje koje uzrokuje rotaciju rotora. Oba kraja namota izvode se do razvodne kutije i raspoređuju u dva reda. Njihovi zaključci označeni su slovom "C" i dobivaju digitalnu oznaku u rasponu od 1 do 6.
Da biste ih povezali, možete koristiti jedan od tri načina:
- "Zvijezda";
- "Trokut";
- "Zvijezda-trokut".
Međutim, kombinirani krug se ne može koristiti ako je potrebno smanjiti početnu struju, ali je istodobno potreban veliki zakretni moment. U tom slučaju treba koristiti elektromotor s faznim rotorom opremljenim reostatom.
Ako govorimo o prednostima kombiniranja dvije metode povezivanja, tada se mogu primijetiti dvije:
- Meki start produžuje vijek trajanja.
- Možete stvoriti dvije razine snage jedinice.
Danas su najčešće korišteni elektromotori dizajnirani za rad u mrežama od 220 i 380 volti. O tome ovisi izbor sheme povezivanja. Dakle, "trokut" se preporučuje za korištenje na naponu od 220 V, a "zvijezdu" - na 380 V.
Danas su asinkroni elektromotori popularni zbog svoje pouzdanosti, izvrsnih performansi i relativno niske cijene. Motori ovog tipa dizajnirani su da izdrže teška mehanička opterećenja. Da bi se jedinica uspješno pokrenula, mora biti ispravno spojena. 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 utore uz obvezno poštivanje udaljenosti od 120 stupnjeva.
Princip rada motora je jednostavan - nakon uključivanja startera i napona na stator nastaje magnetsko polje koje uzrokuje rotaciju rotora. Oba kraja namota izvode se do razvodne kutije i raspoređuju u dva reda. Njihovi zaključci označeni su slovom "C" i dobivaju digitalnu oznaku u rasponu od 1 do 6.
Da biste ih povezali, možete koristiti jedan od tri načina:
- "Zvijezda";
- "Trokut";
- "Zvijezda-trokut".
Međutim, kombinirani krug se ne može koristiti ako je potrebno smanjiti početnu struju, ali je istodobno potreban veliki zakretni moment. U tom slučaju treba koristiti elektromotor s faznim rotorom opremljenim reostatom.
Ako govorimo o prednostima kombiniranja dvije metode povezivanja, tada se mogu primijetiti dvije:
- Meki start produžuje vijek trajanja.
- Možete stvoriti dvije razine snage jedinice.
Danas su najčešće korišteni elektromotori dizajnirani za rad u mrežama od 220 i 380 volti. O tome ovisi izbor sheme povezivanja. Dakle, "trokut" se preporučuje za korištenje na naponu od 220 V, a "zvijezdu" - na 380 V.
Trofazni elektromotor je električni stroj dizajniran za rad na izmjeničnu struju. Takav motor se sastoji od statora i rotora. Stator ima tri namota pomaknuta za sto dvadeset stupnjeva. Kada se u krugu namota pojavi trofazni napon, na polovima se stvaraju magnetski tokovi, a rotor se rotira. Elektromotori su sinkroni ili asinkroni. Trofazni su naširoko korišteni u industriji i svakodnevnom životu. Takvi motori su jednobrzinski, pri čemu su namoti motora spojeni prema shemi "zvijezda" ili "trokut", te višebrzinski. Posljednje jedinice su preklopne, u ovom slučaju postoji prijelaz s jedne sheme povezivanja na drugu.
Trofazni elektromotori podijeljeni su prema shemama spajanja namota. Postoje dvije sheme povezivanja - spoj zvijezda i trokut. Spajanje namota motora prema tipu "zvijezda" je spajanje krajeva namota motora na jednu točku (nulti čvor): dobiva se dodatni izlaz - nula. Slobodni krajevi spojeni su na faze električne mreže od 380 V. Izvana takva veza podsjeća na trokraku zvijezdu. Na slici je prikazan sljedeći dijagram: spoj "zvijezda" i "trokut". Spajanje namota motora prema tipu "trokut" je namotaj: kraj prvog spojen je na početak drugog namota, kraj drugog do početka trećeg, a kraj trećeg do početka prvog. Na priključne čvorove namota primjenjuje se trofazni napon. Ovim spojem namota nema izlaza nule. Izvana, podsjeća na trokut.
Veza "zvijezda" i "delta" jednako su česte, nemaju značajne razlike. Za spajanje namota prema tipu "zvijezda" (kada motor radi u nominalnom načinu rada), mrežni napon mora biti veći nego kod spajanja tipa "delta". Stoga u karakteristikama trofaznog motora navode kako slijedi: 220/380 V ili 127/220 V. Ako je potrebno, potrebno je spojiti nazivni namot u zvjezdasti tip, a nazivni napon od motor će biti 380/660 V (u tipu delta).
Treba napomenuti da se često koristi kombinirana veza zvijezda i trokut. To je učinjeno kako bi se motor lakše pokrenuo. Prilikom pokretanja koristi se spoj zvijezda, a zatim se poseban relej prebacuje na trokut, čime se smanjuje početna struja. Takve se sheme 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, spoj zvijezda i trokut može se zamijeniti dvostrukom, trostrukom zvijezdom, kao i druge mogućnosti povezivanja. Takve se metode koriste za višebrzinske (dva, četiri, itd.) elektromotore.
Asinkroni trofazni motori su učinkovitiji 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 vodljive namote. Namot statora položen je u utore magnetskog kruga s razmakom od 120 električnih stupnjeva. Počeci i krajevi namota 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 spojene su prema jednoj od shema:
- "trokut" (Δ);
- "zvijezda" (Y);
- kombinirana shema zvijezda-trokut (Δ/Y).
Veza preko kombinirana shema primjenjuje se na motore snage preko 5 kW.
« zvijezda»nazovite spoj svih krajeva namota statora u jednoj točki. Napajanje se dovodi do početka svakog od njih. Kada su namoti spojeni serijski u zatvorenu ćeliju, " trokut". Kontakti s terminalima raspoređeni su 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 namota statora stvara rotacijsko magnetsko polje koje pokreće rotor. Zakretni moment koji se javlja nakon , nije dovoljan za pokretanje. Za povećanje zakretnog momenta u mrežu su uključeni dodatni elementi.
Najjednostavniji i najčešći način povezivanja s kućanskim mrežama je spajanje pomoću kondenzatora za pomicanje faze.
Pri opskrbi naponom iz obje vrste električnih mreža, brzina rotora asinkronog motora bit će gotovo ista. Istodobno je snaga u trofaznim mrežama veća nego u sličnim jednofaznim mrežama. Sukladno tome, spajanje trofaznog elektromotora na jednofaznu mrežu neizbježno je popraćeno osjetnim gubitkom snage.
Postoje elektromotori koji izvorno nisu bili dizajnirani za spajanje na kućnu mrežu. Prilikom kupnje 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 s nazivnim naponom napajanja, asinkroni trofazni motori domaće proizvodnje podijeljeni su u dvije kategorije: za rad iz mreža 220/127 V i 380/220 V. Motori dizajnirani za rad iz mreža od 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 kada su spojene na "delta", visoke - isključivo u spojevima namota statora prema "zvijezdi" " shema.
Odnosno napon 220 V služio na " trokut», 380 V- na " zvijezda“, inače će motor brzo izgorjeti.
Glavne tehničke karakteristike jedinice, uključujući preporučenu shemu povezivanja i mogućnost promjene, prikazane su na oznaci motora i njegovoj tehničkoj putovnici. Prisutnost oznake oblika Δ / Y ukazuje na mogućnost povezivanja namota i sa "zvijezdom" i s "trokutom". Kako bi se smanjili gubici energije neizbježni pri radu iz jednofaznih kućanskih mreža, bolje je spojiti ovu vrstu motora s "trokutom".
Znak Y označava motore kod kojih nije predviđena mogućnost spajanja na "delta". U razvodnoj kutiji takvih modela, umjesto 6 kontakata, postoje samo tri, a druga tri se spajaju ispod kućišta.
Spajanje trofaznih s nazivnim naponom napajanja od 220/127 V na standardne jednofazne mreže provodi se samo prema tipu "zvijezda". Spajanje jedinice dizajnirane za niski napon napajanja na "trokut" brzo će ga učiniti neupotrebljivom.
Značajke rada elektromotora kada je spojen na različite načine
Spajanje elektromotora s "trokutom" i "zvijezdom" karakterizira određeni skup njegovih prednosti i nedostataka.
Spajanje namota motora u "zvijezdu" osigurava mekši početak. U ovom slučaju dolazi do značajnog gubitka snage jedinice. Prema ovoj shemi, svi elektromotori domaćeg porijekla na 380V su također povezani.
Delta spoj osigurava izlaznu snagu do 70% nazivne snage, ali početne struje dosežu značajne vrijednosti i motor može otkazati. Ova shema je jedina ispravna opcija za povezivanje uvezenih europskih elektromotora 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 spojen sa "zvjezdicom" kako bi se smanjila startna struja.
Kako motor ubrzava, on prelazi u delta kako bi dobio najveću moguću izlaznu snagu.
Korištenje kombinirane metode neizbježno je povezano sa strujnim udarima. U trenutku prebacivanja između krugova, struja se zaustavlja, brzina rotora se smanjuje, u nekim slučajevima naglo se smanjuje. Nakon nekog vremena, brzina vrtnje se vraća.
Primjeri spajanja zvijezda i trokut u videu
