Jak správně implementovat zapojení do trojúhelníku v třífázovém motoru?

U elektromotorů bude volba typu zapojení vinutí znamenat možnost provozu v konkrétní síti. Podívejme se blíže na hlavní rozdíly mezi zapojením do hvězdy a do trojúhelníku u elektromotorů a na to, jak je správně provádět.

Jak vytvořit hvězdicové spojení:

• Pomocí speciální propojky jsou konce tří vinutí spojeny v jednom bodě.
• Na počáteční konce vinutí je přiváděno třífázové síťové napětí.
• Fázové napětí vinutí je 220 V a lineární napětí mezi dvěma fázovými vinutími je 380 V.

Když je zapojení vinutí asynchronního motoru hvězdicové, provoz bude plynulý a rozběh pozvolný. Krátkodobé přetížení jsou přijatelné.

Jak vytvořit trojúhelníkové spojení:

• Zapojení do trojúhelníku je provedeno pro lineární síť s napětím 220V.
• Konec vinutí pro fázi A (U2) musí být spojen se začátkem vinutí pro fázi B (V1).
• Konec vinutí B (V2) musí být spojen se začátkem vinutí C (W1).
• Konec vinutí C (W2) by měl být spojen se začátkem vinutí A (U1).
• Připojovací body musí být připojeny k odpovídajícím fázím třífázového napájecího napětí.
• Napětí na třífázovém vinutí a síťové napětí by mělo být 220 V.

Pokud je pro asynchronní motor provedeno zapojení do trojúhelníku, lze dosáhnout maximálního výkonu. Největší význam budou mít proudy při spouštění. Takto připojené motory se mohou zahřívat.

Je třeba poznamenat, že pro asynchronní motory s průměrným výkonem a vyšším je lepší použít hvězdicový obvod. A když je dosaženo jmenovité frekvence, automaticky se přepne na obvod „trojúhelník“.

Co je lepší: zapojení do hvězdy nebo do trojúhelníku?

Obě konfigurace zapojení do hvězdy a trojúhelníku se u asynchronních elektromotorů vyskytují přibližně stejně, protože každá má své výhody.

• Motory využívající zapojení vinutí do hvězdy mají hladký rozběh a hladký chod. Ale zároveň motor nemůže pracovat na plný výkon.
• Při použití zapojení do trojúhelníku může motor pracovat na plný výkon, který deklaruje výrobce dle datového listu. To zvyšuje výkon přibližně 1,5krát ve srovnání s připojením do hvězdy. Současně je podle tohoto schématu vysoký startovací proud. Trojúhelníková konfigurace nemá nulový vodič, takže všechny vysokonapěťové systémy používají tento konkrétní obvod.

Kdy zapojit podle obvodu „trojúhelník“ a kdy „hvězdu“?

Princip činnosti elektromotoru na základě použité konstrukce vinutí. Základní obvody pro třífázové elektromotory jsou hvězda a trojúhelník. Používají se pro energetická zařízení, která pracují v třífázových sítích.

Existuje několik možností propojených obvodů pro napájecí zdroje 380 V:

• Hvězda-star používající nulové jádro.
• Hvězda-hvězda bez nulového vodiče.
• Trojúhelník-trojúhelník.
• Hvězda-trojúhelník.
• Trojúhelník-hvězda.

Zapnutí elektromotoru podle obvodu „hvězda“ při nízkých rychlostech umožňuje snížit zapínací proudy při spouštění a při dosažení vysokých rychlostí se přepne na trojúhelníkový obvod.

Startování v trojúhelníkovém vzoru vám umožní dosáhnout maximálního točivého momentu a přepnutí na hvězdicový vzor vám umožní pokračovat v provozu v nominálním režimu poté, co motor již nabral otáčky.

Před nastartováním motoru stojí za zvážení zatížení hřídele, protože u hvězdicového okruhu je startovací moment oslaben. Tato možnost není vhodná pro připojení přetížených motorů, protože to může vést k poškození elektromotoru.

Výběr schématu zapojení může být nezbytný, když je potřeba připojit třífázový elektromotor k jednofázové síti. Pokud je motor na 380 V připojen k jednofázové síti, použije se zapojení do trojúhelníku.

Proč potřebujete přejít z hvězdy na trojúhelník?

Většina velkých průmyslových podniků používá výkonné asynchronní elektromotory. Startovací proud výkonných elektromotorů je 3-8krát vyšší než jmenovitý proud, který je nezbytný pro stabilní provoz zařízení.

Takto vysoké zapínací proudy jsou nutné k roztočení rotoru z klidového stavu. Při dalším provozu již není potřeba takové množství proudu pro udržení rychlosti.

Univerzálním způsobem, jak využít výhody hvězdicových a trojúhelníkových obvodů, je jejich kombinace. Používá se kombinované schéma zapojení hvězda-trojúhelník. V něm se startování provádí podle schématu „hvězda“ a při dosažení vysokých otáček motoru se automaticky přepne na schéma „trojúhelník“.

Kombinované obvody hvězda-trojúhelník se nejčastěji používají na průmyslových zařízeních, kde je spínací proces plně automatizován. To může výrazně zlepšit účinnost elektromotorů.

Společnost Tekhnosphere LLC nabízí velký výběr elektromotorů pro průmyslový, potravinářský, chemický průmysl, zdravotnická zařízení atd. Zde najdete vybavení předních značek od výrobce se zárukou za nejlepší ceny.

Asynchronní motory jsou rozšířené, protože mají mnoho výhod oproti jiným typům zařízení. Ale spojují se různými způsoby. A není vždy okamžitě jasné, jaké schéma připojení je v konkrétním případě vhodné.

Z pozadí

Zpočátku se asynchronní motor nazýval asynchronní stroj. Dostalo toto jméno na základě principu svého působení:

• proud statorového vinutí vytváří magnetické pole;
• jeho rychlost otáčení se liší od rychlosti rotoru.

To znamená, že neexistuje žádná synchronicita.

V tomto případě se v režimu generátoru rotor otáčí rychleji než magnetické pole, zatímco v pohybu – méně.

O asynchronním motoru se začalo mluvit na konci 19. století. Jeho struktura a princip fungování byly popsány a publikovány ve vědecké publikaci. Autor článku, Galileo Ferraris, se po přesném popisu motoru mýlil ohledně jeho použití a schopností.

Faktem je, že autor nevzal v úvahu skutečnou účinnost takových zařízení – prezentoval ji jako extrémně nízkou. A toto tvrzení doplnil závěrem o zbytečnosti používání střídavých modelů.

Mnoho vynálezců a inženýrů s formulací otázky nesouhlasilo. A vložili veškeré své úsilí do vytváření vylepšených možností motoru. Obrovský příspěvek k vývoji asynchronních elektromotorů přinesl ruský inženýr Michail Osipovič Dolivo-Dobrovolsky. V roce, kdy článek vyšel, si jej přečetl a došel k závěru, že zařízení bylo značně podceněno. Vývojem vlastního modelu strávil asi rok a získal na něj patent. Motor využíval klecový rotor typu „veverka“. O rok později získal vynálezce dva nové patenty. Nyní elektromotor používal vinutý rotor.

Dá se říci, že tyto modely zahájily éru asynchronních strojů. Začaly se používat všude ve výrobě. Na počátku 20. století byla pod vedením Dolivo-Dobrovolského spuštěna plnohodnotná výrobní dílna s třífázovou střídavou sítí.

Zajímavé je, že zařízení ruského vynálezce se ukázalo být tak dokonalé, že stále patří k nejoblíbenějším. Moderní modely se navíc od původní verze příliš neliší – doznaly jen drobných designových změn.

Vlastnosti motoru

Asynchronní motory mají řadu bezpodmínečných výhod, pro které jsou vybrány:

• vysoký výkon;
• dostupné náklady;
• spolehlivost;
• trvanlivost;
• udržovatelnost;
• nenáročnost v provozu;
• snadnost údržby.

Zařízení navíc vydrží i tu nejvyšší zátěž bez negativních následků.

Většina výhod vyplývá z konstrukčních vlastností motoru. Aniž bychom zacházeli do technických detailů, je třeba poznamenat jednu věc – konstrukce elektromotoru je co nejjednodušší, což znamená, že k poruchám a poruchám dochází jen zřídka, když se zařízení opotřebovává.

Nemůžete mluvit o asynchronním motoru, aniž byste zmínili jeho nevýhody:

• vysoká citlivost na parametry a změny v síti;
• nízký rozběhový moment s vysokým rozběhovým proudem;
• potíže s hladkým nastavením (pro tyto účely je nutná instalace samostatného převodníku);
• Během provozu lze pozorovat pokles síťového napětí.

Je třeba také poznamenat, že zařízení spotřebovává jalový výkon. Proto má limit použití. Měří se výkonem konkrétního napájecího systému a vztahuje se k jednotlivým indikátorům.

Jedna z klíčových vlastností elektromotorů určuje provozní podmínky. Normální provoz třífázového zařízení je možný pouze tehdy, když:

• stabilita napětí;
• proudová stabilita v každé fázi elektrické sítě.

Proto se motory velmi „bojí“ přestávek. Následky takových incidentů, dokonce i v případě jedné fáze, mohou být pro elektromotor velmi katastrofální:

• okamžitá ztráta většiny výkonu;
• úplné zastavení a selhání.

Navíc pro poruchu stačí jen padesát procent běžného zatížení hřídele. A při vážnější zátěži se pravděpodobnost úspěšné opravy blíží nule.

Potíže s připojením zařízení jsou způsobeny skutečností, že při spuštění spotřebovává proud nejméně 5krát vyšší, než je jmenovitá úroveň. A tato spotřeba energie je udržována až do dosažení požadované rychlosti. Jakmile rotace rotoru dosáhne požadované rychlosti, spotřeba energie se normalizuje.

S ohledem na popsanou vlastnost jsou také vybrány způsoby připojení motoru.

Nuance připojení

U třífázových motorů řemeslníci nejčastěji volí jeden z následujících dvou způsobů připojení (dvoufázové zařízení vyžadují různé obvody):

• “hvězda” (Y);
• “trojúhelník” (Δ).

Jaký je mezi nimi rozdíl? Jednoduše řečeno, rozdíly spočívají v připojení vinutí k síti.

Pro „hvězdu“ se používá schéma, ve kterém:

• některé konce jsou spojeny dohromady;
• ostatní jsou připojeny k fázovým vodičům, čímž jsou integrovány do sítě.

Pro „trojúhelník“ je k dispozici jiný algoritmus – sériové připojení. To znamená, že tři vinutí jsou vzájemně spojena. Konec jednoho vede k začátku druhého. V tomto případě není napětí aplikováno chaoticky, ale přísně do oblasti připojení.

Ke svorkovnici lze vést různý počet vodičů. Optimální a nejběžnější možností jsou 3 dráty. To je způsobeno tím, že motor bude připojen k napájení pouze třemi vodiči a více bude matoucí začátečníky.

K bloku jsou často připojeny tři páry vinutí, což odpovídá šesti vodičům. Ani při této konfiguraci nedochází k porušení řádu připojení – prakticky se použijí pouze tři vodiče.

Na první pohled se zdá, že schémata připojení jsou jednoduchá – jedna z možností je vybrána v závislosti na vlastnostech zařízení a výkonu sítě. V praxi ale může být potřeba kombinovaná možnost, o které mnozí ani nevědí.

Při instalaci motoru do výkonných zařízení by neměla uniknout klíčová vlastnost asynchronních elektromotorů – odběr proudu při startu je několikanásobně větší, než bylo původně plánováno. Pro snížení zatížení systému se používá kombinované schéma připojení, které je velmi složité. Znamená to následující:

• při spuštění se připojení ke zdroji energie řídí obvodem „hvězda“;
• Po nabrání rychlosti se přepne na trojúhelník.

Je důležité vzít v úvahu, že popsané typy zapojení vyžadují různá napětí pro výrobu stejného výkonu – hvězda vyžaduje 3x větší proud než trojúhelník.

Před připojením elektromotoru se musíte rozhodnout, zda je možné libovolné přepínání vinutí. Pokud je to přípustné, pak bude informace vytištěna na typovém štítku v určité podobě – ​​jako označení provozního napětí. Významy jsou celkem snadno čitelné:

• „220/380“ – tato digitální kombinace se čte jako „trojúhelník/hvězda“, tzn. při připojení vinutí podle obvodu “trojúhelníku” je nutné dodat napětí 220V a při připojení “hvězdy” – napětí 380V.

Obecně připojení k napájení zvládne i začátečník. Ale stále je třeba vzít v úvahu některé jemnosti v práci.

Hvězdné schéma: co potřebujete vědět

Hlavní významnou výhodou této možnosti jsou nízké zapínací proudy. Toho lze dosáhnout speciálním spojením vinutí, ve kterém je sdružené napětí (380 V) rozděleno na dvě vinutí.

Zajímavý! Schéma zapojení napájení dostalo svůj název kvůli své vizuální podobnosti s hvězdou. Když se podíváte pozorně, všimnete si, jak tři vinutí spojená na jednom konci k sobě připomínají schematický obrázek hvězdičky.

Takové připojení je relevantní pro síť 220/380 V Podstata napájení je následující:

• každé vinutí samostatně přijímá 220 V;
• Pro 2 vinutí zapojené do série je potřeba 380 V.

Schéma je relevantní pro průmyslová odvětví, která jsou nucena šetřit elektrickou energií. To je způsobeno skutečností, že „hvězda“ výrazně omezuje výkon motoru, a proto je vhodná pouze pro slabá zařízení.

“Trojúhelník”: klíčové body

Tento algoritmus vyžaduje sériové spojení vinutí k sobě – ​​začátek jednoho na konec druhého.

Název schématu také pochází z jeho vizuální podobnosti s geometrickým obrazcem. Po připojení tvoří dráty charakteristický trojúhelník. Můžete si to ověřit pohledem na libovolný obrázek diagramu.

Nejčastěji se tato možnost používá v sítích s napětím 220/380 V. Je třeba počítat s tím, že každé vinutí bude odebírat 380 V. Celková koncentrace proudu je díky tomu mnohem vyšší než u hvězdy. V této podobě se proto do sítě připojují výkonná zařízení určená pro velkou zátěž.

Je třeba také říci, že ne vždy se pracuje v třífázové síti 220V/380V. Kromě toho existují další typy AC sítí:

• jednofázové 220 V;
• třífázový 220 V;
• třífázový 380V/660V.

Druhá možnost ze seznamu se používá hlavně na říčních a námořních plavidlech. A má spoustu omezení a funkcí.

Algoritmus akcí při připojení

Aby nedošlo k omylu k poškození zařízení a odpojení celé sítě od napětí, je důležité při připojování motoru postupovat v přísném souladu s tradičním algoritmem:

1. Identifikace síťového napětí. Síť, ke které je zařízení připojeno, může mít různá napětí. Tento faktor bude klíčový při určování schématu zapojení.
2. Studium typového štítku na elektromotoru. Výrobce uvádí na štítku všechny informace potřebné pro master. Nejprve si musíte povšimnout přijatelných schémat zapojení. Jsou zobrazeny následovně – trojúhelník Δ, hvězda Y, trojúhelník Δ / hvězda Y. Níže nebo poblíž je optimální napětí pro každý okruh – 110V, 220V, 380V, 660V.
3. Připojení asynchronního motoru. Získané informace stačí ke správnému připojení zařízení k síti.
4. Zkouška. To se provádí zapnutím elektromotoru, pro který je napětí přiváděno do všech fází. Pokud je vše provedeno správně, zařízení se bez problémů zapne a v případě potřeby vypne.