Соединение по схеме звезда и треугольник. Соединение звездой и треугольником генераторных обмоток

Для работы электрического прибора, двигателя, трансформатора в трехфазной сети необходимо соединить обмотки по определенной схеме. Наиболее распространенными схемами соединения являются треугольник и звезда, хотя могут применяться и другие способы соединения.

Что представляет собой соединение обмоток звездой?

Трехфазный двигатель или трансформатор имеет 3 рабочих , независимых друг от друга обмоток. Каждая обмотка имеет два вывода — начало и конец. Соединение «звезда» подразумевает собой, что все концы трех обмоток соединяются в один узел, часто называемый нулевой точкой. Отсюда выходит и понятие — нулевая точка.

Начало каждой обмотки соединяются непосредственна с фазами питающей сети. Соответственно начало каждой обмотки соединяется с одной из фаз А, В, С. Между любыми двумя началами обмоток прилаживается фазное напряжение питающей сети, зачастую 380 или 660 В.

Что представляет собой соединение обмоток в треугольник?

Соединение обмоток в треугольник заключается в соединении конца каждой обмотки с началом следующей. Конец первой обмотки, соединяется с началом второй. Конец второй — с начало третей. Конец третей обмотки создает электрический контур, поскольку замыкает электрическую цепь.

При таком соединении к каждой обмотки прилаживается линейное напряжение, обычно равное 220 или 380 В. Такое соединение физически реализуется с помощью металлических перемычек, которые должны быть предусмотрены заводской комплектацией электрического оборудования.

Разница между соединением обмотки в треугольник и звезду

Основная разница заключается в том, что, используя одну питающую сеть, можно достигать разных параметров электрического напряжения и тока в приборе или аппарате. Конечно, данные способы соединения отличаются реализацией, но важна именно физическая составляющая отличия.

Наиболее часто применяется соединение обмоток в звезду, что объясняется щадящим режимом для электрического привода или трансформатора. При соединении обмоток в звезду, ток протекающий по обмоткам имеет меньшие значение нежели при соединении в треугольник. В тот момент, как напряжение больше на величину корня из 1,4.

Применение способа соединения треугольник, зачастую используется в случаях мощных механизмов и больших пусковых нагрузок. Имея большие показатели тока, протекающего по обмотки, двигатель получает большие показатели ЕДС самоиндукции, что в свою очередь гарантирует больший вращающий момент. Имея большие пусковые нагрузки и одновременно используя схему соединения звезда, можно нанести урон двигателю. Это связано с тем, что двигатель имеет меньшие значение тока, что приводит к меньшим показателям величины вращающегося момента.

Момент пуска такого двигателя и выход его на номинальные параметры может быть продолжительным, что может привести к тепловому воздействию тока, которые во время коммутации может превышать номиналы тока в 7-10 раз .

Преимущества соединения обмоток в звезду

Основные преимущества соединения обмоток в звезду заключаются в следующем:

• Понижения мощности оборудования с целью повышения надежности.
• Устойчивый режим работы.
• Для электрического привода такое соединение дает возможность плавного пуска.

Некоторое электрическое оборудование, которое не предназначены для работы на других способах соединения, имеет внутренне соединение концов обмоток. На клеммник выводится лишь три вывода, которые представляют собой начало обмоток. Такое оборудование легче в подключении и может монтироваться в отсутствии грамотных специалистов.

Преимущества соединения обмоток в треугольник

Основными преимуществами соединения обмоток в треугольник являются:

1. Повышения мощности оборудования.
2. Меньшие пусковые токи.
3. Большой вращающийся момент.
4. Увеличенные тяговые свойства.

Оборудование с возможностью переключения типа соединения со звезды на треугольник

Зачастую электрическое оборудование имеет возможность работать как на звезде, так и на треугольнике. Каждый пользователь должен самостоятельно определить необходимость соединения обмоток в звезду или треугольник.

В особо мощных и сложных механизмах, может применяться электрическая схема с комбинированием треугольника и звезды . В таком случае, в момент пуска, обмотки электрического двигателя соединяются в треугольник. После выхода двигателя на номинальные показатели, с помощью релейно-контакторной схемы треугольник переключается на звезду. Таким способом достигается максимальная надежность и продуктивность электрической машины, без риска нанести ей урон или вывести её из строя.

Посмотрите так-же интересное видео на эту тему:

Сегодня асинхронные электромоторы пользуются популярностью благодаря надежности, отличной производительности и сравнительно невысокой стоимости. Двигатели этого типа обладают конструкцией, способной выдерживать сильные механические нагрузки. Чтобы пуск агрегата прошел успешно, его необходимо правильно подключить. Для этого используется соединения типа «звезда» и «треугольник», а также их комбинация.

Виды соединений

Конструкция электромотора достаточно проста и состоит из двух главных элементов —

неподвижного статора и расположенного внутри, вращающегося ротора . Каждая из этих частей имеет собственные обмотки, проводящие ток. Статорная уложена в специальные пазы при обязательном соблюдении расстояния в 120 градусов.

Принцип работы двигателя прост — после включения пускателя и подачи напряжения на статор возникает магнитное поле, заставляющее ротор вращаться. Обе оконечности обмоток выводятся в распределительную коробку и располагаются в два ряда. Их выводы маркируются буквой «С» и получают цифровое обозначение в пределах от 1 до 6.

Чтобы их соединить, можно использовать один из трех способов:

• «Звезда»;
• «Треугольник»;
• «Звезда-треугольник».

Однако комбинированную схему нельзя использовать, если необходимо уменьшить показатель пускового тока, но одновременно требуется большой крутящий момент. В таком случае следует применять электромотор с фазным ротором, оснащенный реостатом.

Если говорить о преимуществах сочетания двух методов подключения, то можно отметить два:

• Благодаря плавному пуску увеличивается срок эксплуатации.
• Можно создать два уровня мощности агрегата.

Сегодня наиболее широко применяются электромоторы, рассчитанные на работу в сетях на 220 и 380 вольт. Именно от этого и зависит выбор схемы подключения. Таким образом, «треугольник» рекомендуется использовать при напряжении в 220 В, а «звезду» — при 380 В.

Двигатели асинхронного типа имеют целый набор безусловных достоинств. Среди плюсов асинхронных двигателей в первую очередь хочется назвать высокую производительность и надежность их эксплуатации, совсем небольшую стоимость и неприхотливость ремонта и обслуживания двигателя, а также способность переносить достаточно высокие перегрузки механического типа. Все эти достоинства, которыми обладают асинхронные двигатели, обусловлена тем, что данный тип двигателей имеет очень простую конструкцию. Но, не смотря на большое число достоинств, асинхронным двигателям присущи и их определенные отрицательные моменты.

В практической работе принято использовать два основных способа подключения трёхфазных электродвигателей к электросети. Эти способы подключения носят названия: «подключение методом звезды» и «подключение методом треугольника».

Когда выполняется соединение трёхфазного электродвигателя по типу подключения «звезда», тогда соединение концов обмоток статора электродвигателя происходит в одной точке. При этом трехфазное напряжение подают на начала обмоток. Ниже, на рисунке 1, наглядно проиллюстрирована схема подключения асинхронного двигателя «звездой».

Когда выполняется соединение трёхфазного электродвигателя по типу подключения «треугольник», тогда обмотки статора электродвигателя присоединяются последовательно друг за другом. При этом начало последующей обмотки соединяется с концом предыдущей обмотки и так далее. Ниже, на рисунке 2, наглядно проиллюстрирована схема подключения асинхронного двигателя «треугольником».

Если не вдаваться в теоретические и технические основы электротехники, то можно принять на веру тот факт, что работа тех электродвигателей, у которых обмотки подключены по схеме «звезда», является более мягкой и плавной, чем у электродвигателей, обмотки которых соединены по схеме «треугольник».

Но тут же стоит обратить внимание на ту особенность, что электродвигатели, обмотки которых подключены по схеме «звезда», не способны развить полную мощность, заявленную в паспортных характеристиках. В том случае, если соединение обмоток выполнено по схеме «треугольник», то электродвигатель работает на максимальную мощность, которая заявлена в техническом паспорте, но при этом имеют место быть очень высокие значения пусковых токов. Если произвести сравнение по мощности, то электродвигатели, чьи обмотки будут соединены по схеме «треугольник», способны выдавать мощность в полтора раза выше, чем те электродвигатели, обмотки которых подключены по схеме «звезда».

Основываясь на всем вышеописанном, для того, чтобы снизить токи при запуске, целесообразно применять подключение обмоток по комбинированной схеме «треугольник-звезда». Особенно такой тип подключения актуален для электродвигателей, обладающих большей мощностью. Таким образом, в связи с соединением по схеме «треугольник- звезда» изначально запуск выполняется по схеме «звезда», а после того, как электродвигатель «набрал обороты», выполняется переключение в автоматическом режиме по схеме «треугольник».

Схема управления электродвигателем представлена на рисунке 3.

Рис. 3 Схема управления

Еще один вариант схемы управления электродвигателем заключается в следующем (рис. 4).

Рис. 4 Схема управления двигателем

На контакт NC (нормально закрытый) реле времени K1, а также на контакт NC реле K2, в цепи катушки пускателя КЗ, подаётся напряжение питания.

После того, как произойдет включение пускателя КЗ, нормально закрытыми контактами КЗ расцепляются цепи катушки пускателя K2 (запрет случайного включения). Контакт КЗ в цепи питания катушки пускателя K1 замыкается.

Когда запускается магнитный пускатель K1, в цепи питания его катушки замыкаются контакты K1. Реле времени включается в то же самое время, контакт этого реле K1 в цепи катушки пускателя КЗ размыкается. А в цепи катушки пускателя K2 – замыкается.

При отключении обмотки пускателя КЗ, замкнётся контакт КЗ в цепи катушки пускателя K2. После того, как пускатель K2 включится, он размыкает своими контактами K2 цепь питания катушки пускателя КЗ.

Трёхфазное напряжение питания подаётся на начало каждой из обмоток W1, U1 и V1 с помощью силовых контактов пускателя K1. Когда срабатывает магнитный пускатель КЗ, тогда при помощи его контактов КЗ выполняется замыкание, посредством которого между собой соединяются концы каждой из обмоток электродвигателя W2, V2 и U2. Таким образом, выполняется подключение обмоток электродвигателя по схеме соединения «звезда».

Реле времени, объединенное с магнитным пускателем K1, сработает спустя определенное время,. При этом происходит отключение магнитного пускателя КЗ и одновременное включение магнитного пускателя K2. Таким образом силовые контакты пускателя K2 замкнутся и напряжение питания будет подано на концы каждой из обмоток U2, W2 и V2 электродвигателя. Иными словами, электродвигатель включается по схеме подключения «треугольник».

Для того, чтобы электродвигатель запустить по схеме соединения «треугольник-звезда», различные изготовители производят специальные пусковые реле. Данные реле могут носить разнообразные названия, например, реле «старт-дельта» или «пусковое реле времени», а также и некоторые другие. Но назначение всех этих реле заключается в одном и том же.

Типовая схема, выполненная с реле времени, предназначенном для запуска, то есть реле «треугольник-звезда», для осуществления управления запуска трехфазного электродвигателя асинхронного типа представлена на рисунке 5.

Рис.5 Типовая схема с пусковым реле времени (реле «звезда/треугольник») для управления запуском трехфазного асинхронного двигателя.

Итак, подытожим все вышеописанное. Для того, чтобы понизить пусковые токи осуществлять запуск электродвигателя требуется в определенной последовательности, а именно:

1. сперва электродвигатель запускают на пониженных оборотах соединённым по схеме «звезда»;
2. затем электродвигатель соединяют по схеме «треугольник».

Первоначальный запуск по схеме «треугольник» создаст максимальный момент, а последующее соединение по схеме «звезда» (для которой в 2 раза меньше пусковой момент) с продолжением работы в номинальном режиме, когда двигатель «набрал обороты», произойдёт переключение на схему соединения «треугольник» в автоматическом режиме. Но не стоит забывать о том, какая нагрузка создается перед запуском на валу, так как вращающий момент при соединении по схеме «звезда» ослаблен. По этой причине маловероятно, что данный метод запуска будет приемлем для электродвигателей с высокой нагрузкой, так как они в таком случае могут потерять свою работоспособность.

Содержание:

Конструкция трехфазного электродвигателя представляет собой электрическую машину, для нормальной работы которой необходимы трехфазные сети переменного тока. Основными частями такого устройства являются статор и ротор. Статор оборудован тремя обмотками, сдвинутыми между собой на 120 градусов. Когда в обмотках появляется трехфазное напряжение, на их полюсах происходит образование магнит ных потоков. За счет этих потоков, ротор двигателя начинает вращаться.

В промышленном производстве и в быту практикуется широкое применение трехфазных асинхронных двигателей. Они могут быть односкоростными, когда производится соединение звездой и треугольником обмоток электродвигателя или многоскоростными, с возможностью переключения с одной схемы на другую.

Соединение обмоток звездой и треугольником

У всех трехфазных электродвигателей обмотки соединяются по схеме звезды или треугольника.

При подключении обмоток по схема звезда, их концы соединяются в одной точке в нулевом узле. Поэтому, получается еще один дополнительный нулевой вывод. Другие концы обмоток соединяются с фазами сети 380 В.

Соединение треугольником заключается в последовательном соединении обмоток. Конец первой обмотки соединяется с начальным концом второй обмотки и так далее. В конечном итоге, конец третьей обмотки, соединится с началом первой обмотки. Подача трехфазного напряжения осуществляется в каждый узел соединения. Подключение по схеме треугольник отличается отсутствием нулевого провода.

Оба вида соединений получили примерно одинаковое распространение и не имеют между собой значительных отличительных особенностей.

Существует и комбинированное подключение, когда используются оба варианта. Такой способ применяется достаточно часто, его целью является плавный запуск электродвигателя, которого не всегда можно добиться при обычных подключениях. В момент непосредственного пуска, обмотки находятся в положении звезда. Далее, используется реле, которое обеспечивает переключение в положение треугольника. За счет этого происходит уменьшение пускового тока. Комбинированная схема, чаще всего, применяется во время пуска электродвигателей, обладающих большой мощностью. Для таких двигателей требуется и значительно больший пусковой ток, превышающий номинальное значение примерно в семь раз.

Электродвигатели могут подключаться и другими способами, когда применяется двойная или тройная звезда. Такие подключения используются для двигателей с двумя и более регулируемыми скоростями.

Запуск трехфазного электродвигателя с переключением со звезды на треугольник

Данный способ применяется для того, чтобы снизить пусковой ток, который может примерно в 5-7 раз превышать номинальный ток электродвигателя. Агрегаты со слишком большой мощностью имеют такой пусковой ток, при котором легко перегорают предохранители, отключаются автоматы и, целом, значительно понижается напряжение. При таком уменьшении напряжения снижается накаливание ламп, происходит снижение вращающего момента других электродвигателей, самопроизвольно отключаются и контакторы. Поэтому, применяются разные способы, с целью уменьшения пускового тока.

Общим для всех способов является необходимость снижения напряжения в обмотках статора на время непосредственного пуска. Чтобы уменьшить пусковой ток, цепь статора на время пуска может дополняться дросселем, реостатом или автоматическим трансформатором.

Наибольшее распространение получило переключение обмотки из звезды в положение треугольника. В положении звезды напряжение становится в 1,73 раза меньше, чем номинальное, поэтому и ток будет меньше, чем при полном напряжении. Во время пуска частота вращения электродвигателя увеличивается, происходит снижение тока и обмотки переключаются в положение треугольника.

Такое переключение допускается в электродвигателях, имеющих облегченный режим пуска, так как происходит снижение пускового момента, примерно в два раза. Данным способом переключаются те двигатели, которые конструктивно могут соединяться в треугольник. У них должны быть обмотки, способные работать при .

Когда нужно переключаться с треугольника в звезду

Когда необходимо выполнить соединение звездой и треугольником обмоток электродвигателя, следует помнить о возможности переключения с одного вида на другой. Основным вариантом является схема переключения звезда треугольник. Однако, при необходимости, возможен и обратный вариант.

Всем известно, что у электродвигателей, загруженных не полностью, происходит снижение коэффициента мощности. Поэтому, такие двигатели желательно заменять устройствами с меньшей мощностью. Однако, при невозможности замены и большом запасе мощности, производится переключение треугольник-звезда. Ток в цепи статора не должен превышать номинала, иначе произойдет перегрев электродвигателя.

Трехфазный электродвигатель — это электрическая машина, предназначенная для работы в переменного тока. Такой двигатель состоит из статора и ротора. Статор имеет три обмотки, сдвинутые на сто двадцать градусов. При появлении в цепи обмоток трехфазного напряжения на полюсах образуются магнитные потоки, происходит вращение ротора. Электродвигатели бывают синхронными и асинхронными. Трехфазные получили широкое применение в промышленности и в быту. Такие двигатели бывают односкоростными, в таком случае обмотки двигателя соединяют по схеме «звезда» или «треугольник», и многоскоростными. Последние агрегаты переключаемые, в таком случае происходит переход с одной схемы подключения на другую.

Трехфазные электродвигатели разделяют по схемам соединения обмоток. Существует две схемы подключения — соединение «звездой» и «треугольником». Подключение обмоток двигателя по типу «звезда» представляет собой соединение концов обмоток двигателя в одну точку (нулевой узел): получается дополнительный вывод — нулевой. Свободные концы подключаются к фазам сети электрического тока 380 В. Внешне такое подключение напоминает трехконечную звезду. На фото показана следующая схема: соединение «звездой» и «треугольником».Подключение обмоток электродвигателя по типу «треугольник» представляет собой обмоток: конец первой соединяют с началом второй обмотки, конец второй — с началом третьей, а конец третьей с началом первой. На узлы соединения обмоток подается трехфазное напряжение. При таком подключении обмоток нулевой вывод отсутствует. Внешне оно напоминает треугольник.

Соединение «звездой» и «треугольником» одинаково распространены, они не имеют значительных отличий. Для соединения обмоток по типу «звезда» (при работе двигателя в номинальном режиме) линейное напряжение должно быть больше, чем при подключении по типу «треугольник». Поэтому в характеристиках трехфазного двигателя указывают следующим образом: 220/380 В либо 127/220 В. В случае необходимости с номинальным обмотки требуется соединять по типу «звезда», а номинальным напряжением двигателя будет 380/660 В (по типу «треугольник»).

Следует отметить, что часто используется комбинированное подключение «звездой» и «треугольником». Это делается с целью более плавного пуска электродвигателя. При пуске используется подключение типа «звезда», а затем с помощью специального реле происходит переключение на «треугольник», таким образом, уменьшается пусковой ток. Подобные схемы рекомендуется применять для пуска электродвигателей большой мощности, требующих большого пускового тока. Важно помнить, что при этом пусковой ток превышает номинальный в семь раз.

Существуют и другие комбинации при подключении электродвигателей, например соединение «звездой» и «треугольником» может заменяться двойной, тройной «звездой», а также иными вариантами подключения. Такие способы применяют для многоскоростных (двух-, четырех- и т. д.) электродвигателей.

Области применения разных схем соединения обмоток

СИЛОВЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ 10(6)/0,4 КВ

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗНЫХ СХЕМ СОЕДИНЕНИЯ ОБМОТОК

Отсутствие у изготовителей и заказчиков четкого представления о принципиальных отличиях свойств силовых трансформаторов малой мощности с разными схемами соединения обмоток приводит к ошибкам в их применении. Причем неправильный выбор схемы соединения трансформаторных обмоток не только ухудшает технические показатели электроустановок и снижает качество электроэнергии, но и приводит к серьезным авариям.
Об этом напоминают нижегородские проектировщики Алевтина Ивановна Федоровская и Владимир Семенович Фишман, которые в своем материале акцентируют внимание на разнице в реакции трансформаторов на несимметричные токи, содержащие составляющую нулевой последовательности.

СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ ОБМОТОК И СВОЙСТВА ТРАНСФОРМАТОРОВ

В соответствии с ГОСТ 11677-85 [1] силовые трансформаторы 10(6)/0,4 кВ мощностью от 25 до 250 кВА могут изготавливаться со следующими схемами соединения обмоток:

«звезда/звезда» – Y/Yн;

«треугольник–звезда» – Д/Yн;

«звезда–зигзаг» – Y/Zн.

Принципиальное отличие технических характеристик трансформаторов с различными схемами соединений обмоток заключается в разной реакции на несимметричные токи, содержащие составляющую нулевой последовательности. Это прежде всего однофазные сквозные короткие замыкания, а также рабочие режимы с неравномерной загрузкой фаз. 
Как известно, силовые трансформаторы 6(10)/0,4 кВ имеют трехстержневой стальной сердечник, на каждом стержне которого располагаются первичная и вторичная обмотки соответствующей фазы – А, В и С. Магнитные потоки трех фаз в симметричных режимах работы циркулируют в стальном сердечнике трансформатора и за его пределы не выходят. 
Что происходит при нарушении симметрии с преобладанием нагрузки одной из фаз на стороне 0,4 кВ? Такие режимы работы исследуются с использованием теории симметричных составляющих [2]. Согласно этой теории любой несимметричный режим работы трехфазной сети представляется в виде геометрической суммы трех симметричных составляющих тока и напряжения: это составляющие прямой, обратной и нулевой последовательностей.
Рассмотрим режим максимальной однофазной несимметрии – режим однофазного короткого замыкания (ОКЗ) на стороне 0,4 кВ трансформатора со схемой соединения обмоток Д/Yн.  
Картина токов симметричных составляющих в обмотках в этом режиме представлена на рис. 1. В неповрежденных фазах на стороне 0,4 кВ геометрическая сумма трех симметричных составляющих тока равна нулю (рабочей нагрузкой фаз пренебрегаем), а в поврежденной фазе эта сумма максимальна и равна току ОКЗ. Его величина определяется известной формулой:

 

где Uл – линейное напряжение;
R1, R0, X1, Х0 – соответственно активные и реактивные сопротивления прямой и нулевой последовательности.

СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРЯМОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

Сопротивления прямой последовательности R1 и X1 трансформаторов с разными схемами соединения обмоток определяются одними и теми же формулами и отличаются незначительно:

Заглянув в каталоги, нетрудно убедиться, что входящие в эти формулы известные величины Ркз и Uк от схем соединения обмоток трансформатора практически не зависят, а следовательно, от них не зависят и сопротивления прямой последовательности. 
В отличие от этих сопротивлений, сопротивления нулевой последовательности трансформаторов с разными схемами соединения обмоток отличаются принципиально.

СОПРОТИВЛЕНИЯ НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

Рассмотрим картину векторов токов и магнитных потоков в трансформаторе со схемой соединения обмоток Д/Yн (рис. 2).
В таких трансформаторах токи прямой, обратной и нулевой последовательностей протекают как в первичной, так и во вторичной обмотках. При этом токи нулевой последовательности в первичной обмотке замыкаются внутри нее и в сеть не выходят. Создаваемые токами нулевой последовательности первичных и вторичных обмоток намагничивающие силы (ампер-витки) направлены встречно и почти полностью компенсируют друг друга, что обуславливает небольшую величину реактивных сопротивлений трансформатора. При этом сопротивления прямой и нулевой последовательностей приблизительно равны: R1 = R0; Х1 = Х0.
В трансформаторах со схемой соединения обмоток Y/Zн в аналогичном режиме ОКЗ токи нулевой последовательности протекают лишь по вторичной обмотке трансформатора, однако магнитного потока нулевой последовательности они не создают, что объясняется особенностью схемы Zн – «зигзаг».  
Эта особенность состоит в том, что на каждом стержне трансформатора расположено по одной вторичной полуобмотке двух разных фаз (рис. 3). В режиме ОКЗ намагничивающие силы, создаваемые токами нулевой последовательности в этих полуобмотках, направлены встречно и друг друга взаимно компенсируют. При этом токи нулевой последовательности в первичной обмотке отсутствуют. В таких трансформаторах сопротивления нулевой последовательности оказываются меньше сопротивлений прямой последовательности: R0 < R1; Х0 < Х1.

Рис. 1. Токи симметричных составляющих в обмотках трансформатора в режиме однофазного короткого замыкания

IA21, IA22, IA20, IB21, IB22, IB20, IC21, IC22, IC20 – токи фаз А, В, С прямой, обратной и нулевой последовательностей вторичной обмотки;
IA11, IA12, IA10, IB11, IB12, IB10, IC11, IC12, IC10 – токи фаз А, В, С прямой, обратной и нулевой последовательностей первичной обмотки.

Рис. 2. Направления токов и магнитных потоков нулевой последовательности в трансформаторе со схемой соединения обмоток Д/Yн

Рис. 3. Направления токов и магнитных потоков нулевой последовательности в трансформаторе со схемой соединения обмоток Y/Zн 

Как следует из формулы (1), это обеспечивает большую величину тока ОКЗ у трансформаторов со схемами Y/Zн по сравнению с трансформаторами со схемами Д/Yн.
Теперь обратимся к трансформаторам со схемой соединения обмоток Y/Yн. Как известно, в обмотках, соединенных в звезду без выведенной нулевой точки, токи нулевой последовательности протекать не могут. Поэтому в режиме ОКЗ токи этой последовательности протекают только во вторичной обмотке трансформатора.
Совпадающие по фазе магнитные потоки нулевой последовательности, создаваемые токами вторичной обмотки, выходят за пределы магнитного сердечника и замыкаются через металлический кожух трансформатора (рис. 4). Это определяет значительно большую величину сопротивлений нулевой последовательности таких трансформаторов: R0 >> R1; X0 >> X1.

Рис. 4. Направления токов и магнитных потоков нулевой последовательности в трансформаторе со схемой соединения обмоток Y/Yн

Следует отметить, что в отличие от сопротивлений прямой последовательности трансформаторов, которые можно рассчитать, сопротивления нулевой последовательности трансформаторов со схемами соединения обмоток Y/Yн расчету не поддаются. Их можно определить только экспериментально. Величина этих сопротивлений во многом зависит от конструкции кожуха трансформатора, от величины зазоров между сердечником и кожухом и т.п. 
Схема замера сопротивлений нулевой последовательности приведена в ГОСТ 3484.1-88 [3]. К сожалению, в этом документе указано, что такие замеры предприятия-производители проводят по просьбе заказчиков. Вероятно, в последние годы таких просьб от заказчиков не поступает, а изготовители эти замеры самостоятельно не производят, считая, что в них нет необходимости. В результате проектировщики при выполнении расчетов пользуются старыми справочными данными. Однако использовать устаревшую информацию надо чрезвычайно осторожно, ведь конструкции современных трансформаторов, в частности кожухов, а также материалы, из которых они изготовлены, существенно изменились.
Кроме того, имеющиеся на сегодня данные по сопротивлениям нулевой последовательности трансформаторов крайне скудны и противоречивы. Так, согласно замерам Минского трансформаторного завода, выполненным много лет назад, реактивные сопротивления нулевой последовательности трансформаторов со схемами соединения обмоток Y/Yн превышают сопротивления прямой последовательности в среднем в 10 раз. В то же время в ГОСТ 3484.1-88 имеется фраза о том, что эти сопротивления могут отличаться на два порядка. И этим сегодня противоречия не исчерпываются[4].

ПОЧЕМУ НЕОБХОДИМО ЗНАТЬ РЕАЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЙ

Реальные значения сопротивлений нулевой последовательности знать необходимо, поскольку они определяют величину тока ОКЗ. Чем больше эти сопротивления, тем меньше ток ОКЗ, соответственно труднее осуществить защиту трансформатора. 
В нормальных режимах работы большие сопротивления нулевой последовательности при неравномерной загрузке фаз трансформатора на стороне 0,4 кВ приводят к ухудшению качества электроэнергии у потребителя. 
Так, если принять R1 = R0, X1 = X0, что характерно для трансформаторов со схемами соединения обмоток Д/Yн, то получим:

Таким образом, при этих условиях ток ОКЗ на выводах 0,4 кВ трансформатора будет равен току трехфазного КЗ.
Однако, если R0>>R1 и X0>>X1, что характерно для трансформаторов со схемами соединения обмоток Y/Yн, то величина тока ОКЗ оказывается значительно меньше тока трехфазного КЗ, то есть Iокз << I3фкз. Какие при этом могут возникнуть трудности с защитой, особенно если она выполнена со стороны обмотки ВН предохранителями 6(10) кВ, можно показать на конкретном примере. 
На рис. 5 изображена схема подключения трансформатора 100 кВА, 6/0,4 кВ питания собственных нужд (ТСН) ПС 110/35/6 кВ. На ПС с переменным оперативным током такие трансформаторы устанавливаются на ОРУ и подключаются к воздушному вводу, идущему от силового трансформатора к вводной ячейке ЗРУ-6(10) кВ. Защита трансформатора, включая кабель 0,4 кВ до щита 0,4 кВ, выполняется предохранителями 6 кВ. Токи КЗ в конце защищаемой предохранителями зоны – при вводе на щит 0,4 кВ приведены в табл. 1. Как из нее видно, минимальное значение тока КЗ через предохранители 6 кВ имеет место при однофазном замыкании на стороне 0,4 кВ.

Таблица 1. Токи короткого замыкания в конце защищаемой предохранителями зоны за трансформатором 100 кВА, 6/0,4 кВ, Д/Yн при вводе на щит 0,4 кВ

Рис. 5. Схема подключения трансформатора 100 кВА, 6/0,4 кВ для питания собственных нужд ПС 110/35/6 кВ

Согласно существующим рекомендациям по условиям отстройки от броска тока намагничивания трансформатора мощностью 100 кВА номинальный ток предохранителей принимается равным Iн. пр = (2 ÷ 3) Iн.тр. В данном случае Iн.пр  2 ·10 А  20. Принимаем Iн.пр = 20 А.

Минимальный отключаемый ток предохранителем типа ПКТ-6 кВ, 20 А согласно каталожным данным составляет Iмин.откл.пр = 240 А, что значительно больше токов КЗ, приведенных в табл. 1.
Таким образом, защита предохранителями типа ПКТ 6 кВ оказывается нечувствительной. Более того, при протекании тока КЗ ниже минимально отключаемого, предохранитель не только не защищает оборудование, но и разрушается сам, вызывая аварию. 
В качестве защитного аппарата можно рассмотреть возможность использования предохранителей зарубежных фирм, например марки Merlin Gerin. Номинальный ток предохранителя специалисты компании рекомендуют выбирать из условия Iпр. 0,1с  12 Iном.тр.Пользуясь времятоковой зависимостью, приведенной в [5], определяем, что этому условию удовлетворяет предохранитель Fusarc c номинальным током 20 А, минимальный ток отключения которого равен 55 А. Казалось бы, этот предохранитель надежно защищает электрооборудование, т. к. минимально отключаемый им ток меньше минимального тока КЗ: 62 А  55 А. Однако время отключения данным предохранителем тока КЗ, равного 62 А, составляет 7 с. При таком длительном времени необходимо учитывать эффект спада тока, вызванный увеличением активного сопротивления кабеля вследствие его нагрева [6]. В результате спада тока его значение приближается к минимальному току отключения предохранителя –55 А, что делает защиту ненадежной.
Улучшить надежность защиты можно путем применения силового трансформатора 6/0,4 кВ со схемой соединения обмоток Y/Zн. В этом случае минимальный ток короткого замыкания через предохранители увеличивается до 80 А, а время его отключения предохранителем сокращается до 0,6 с и защита становится достаточно надежной.
Если же в рассмотренном примере будет применен трансформатор со схемой соединения обмоток Y/Yн, то минимальный ток КЗ через предохранители составит лишь 22 А. Очевидно, что защитить электрооборудование предохранителями 6 кВ при таком токе невозможно. Недостатки трансформаторов со схемой соединения обмоток Y/Yн проявляются и в нормальных режимах работы при неравномерной загрузке фаз. Потери напряжения в более загруженной фазе могут резко возрасти по сравнению с менее за-груженными фазами, особенно при большой загрузке трансформатора и низком cos f нагрузки.
Однако означает ли всё вышесказанное, что трансформаторы со схемой соединения обмоток Y/Yн не должны изготавливаться вообще? Представляется, что это не так. Не всегда большая величина сопротивления нулевой последовательности трансформатора является недостатком. Например, при применении трансформаторов более 1000 кВА может возникнуть проблема устойчивости однофазной коммутационной аппаратуры 0,4 кВ к току ОКЗ. В этом случае большая величина сопротивления нулевой последовательности трансформатора со схемой Y/Yн поможет решить эту проблему.
Что же касается защиты таких трансформаторов, то она решается с помощью релейной защиты и выключателя 6(10) кВ, а с низкой стороны – с помощью вводного автомата.

ВЫВОДЫ

Для трансформаторов малой мощности (от 25 до 250 кВА), защищаемых предохранителями со стороны ВН, безусловное преимущество имеет схема соединения обмоток Y/Zн. Несколько меньший эффект дает схема Д/Yн. Схему Y/Yн для таких трансформаторов применять не следует.
Схема соединения обмоток трансформаторов Y/Yн может применяться в сравнительно редких случаях для более мощных трансформаторов при необходимости ограничения тока однофазного КЗ с целью повышения устойчивости коммутационной аппаратуры.
Предприятиям-изготовителям силовых трансформаторов следует в обязательном порядке производить замеры их сопротивлений нулевой последовательности.

ЛИТЕРАТУРА

1. ГОСТ 11677-85. Трансформаторы силовые. Общие технические условия.
2. Ульянов С.А. Короткие замыкания в электрических системах. – М.: Госэнергоиздат, 1952. – 280 с.
3. ГОСТ 3484.1-88 (СТ СЭВ 1070-78). Трансформаторы силовые. Методы электромагнитных испытаний.
4. Справочник по проектированию электроснабжения, линий электропередачи и сетей / Под ред. Большама Я.М., Круповича В.И., Самовера М.Л. и др. – М.: Энергия, 1975. – 696 с.
5. Каталог на предохранители Fusarc Merlin Gerin (стандарт DIN).
6. ГОСТ 28249-93. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ.

По данным: http://www.news.elteh.ru/arh/2006/41/09.php

Что такое «звезда» и «треугольник» в электродвигателе | ЭТМ для профессионалов

Понятия «звезда» и «треугольник» неразрывно связаны с системами трёхфазного переменного тока, и начинающие электрики или люди далёкие от электричества не понимают значения этих слов и практического различия этих параметров. В этой статье мы поговорим о том, что такое звезда и треугольник в электродвигателе.

Теория и схемы

Чтобы избежать путаницы давайте рассматривать этот вопрос на примере трёхфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором как самого распространенного из электрических машин в быту и на производстве. Как правило, у такого двигателя 3 обмотки, также встречаются многоскоростные двигатели и там количество обмоток больше трёх, но кратное этому числу.

У каждой обмотки есть начало и конец, а на схеме начало обмотки обычно обозначается точкой.

Но питающих провода в трёхфазной сети у нас 3 или 4. Отсюда возникает вопрос: «Как правильно соединить шесть концов обмоток с тремя питающими проводами?». Вот здесь как раз и всплывают эти «геометрические фигуры» — звезда и треугольник.

Итак, звезда и треугольник – это названия схем соединения потребителей в трёхфазной электросети как обмоток электродвигателей, трансформаторов, так и любой другой нагрузки.

«Звезда»

При соединении обмоток звездой к началам обмоток присоединяют питающие провода (на схемах обозначены цветами), а концы обмоток соединяют между собой в одну точку, при этом подключение нулевого проводника в точку соединения концов обмоток необязательно так как это симметричная нагрузка. В свою очередь, точка соединения концов обмоток также называется нейтралью.

Есть два варианта представления этого соединения на электрических схемах, как в наглядном виде, действительно напоминающем трёхлучевую звезду (А), так и в более классическом для схем представлении (Б). Вас не должно смущать это отличие, когда вы читаете схему.

«Треугольник»

По схеме треугольника начало следующей и конец предыдущей обмотки соединяются между собой, то есть: конец первой обмотки соединяется с началом второй, конец второй обмотки соединяется с началом третьей, а конец третьей с началом первой обмотки, а питающие провода подключаются к точкам соединения обмоток.

Итого у нас получается три точки соединения начал и концов обмоток и, соответственно, возможно подключение только трёх питающих фазных проводов без нулевого.

На схеме такое соединение также может быть нарисовано по-разному — наглядным и похожим на треугольник, или в горизонтальном или вертикальном исполнении.

Если говорить о подключении другой нагрузки, не относящейся к трансформаторам и электроприводу, то понятия «начало» и «конец» там нет, поэтому провода подключаются произвольно, но с сохранением логики соединения этих схем.

Мощность, ток и напряжение

Всем известно, что в электросети есть два напряжения: фазное — 220В и линейное — 380В. Здесь линейное напряжение больше фазного в 1.73 раза (корень квадратный из 3). Дело в том, что вторичная обмотка питающего трансформатора соединяется звездой и между фазой и нейтралью получаются те самые 220В, а между двумя разноименными фазами — 380В.

Но это справедливо не только для питающей сети, но и при распределении напряжения между потребителями. Поэтому давайте рассмотрим подробнее схему соединения обмоток звездой — как в ней распределяются токи и напряжения.

Как мы уже отметили выше в «звезде» есть два напряжения — фазное (Uф) и линейное (Uл), и при этом они соотносятся следующим образом:

Uл=1,73*Uф

Токи также бывают фазными и линейными, и в схеме звезды они равны.

Iл=Iф

В «треугольнике» дела обстоят подобным образом, но здесь, наоборот — линейное (Uл) и фазное (Uф) напряжения равны, но при этом линейный ток превышает фазный в 1,73 раза.

Uл=Uф

Iл=1,73*Iф

Распределение токов и напряжений между элементами цепи в схемах звезды и треугольника

Распределение токов и напряжений между элементами цепи в схемах звезды и треугольника

На рисунке выше важно выделить, что при соединении обмоток звездой на каждую обмотку приходится напряжение в 1.73 раза меньше линейного напряжения в питающей сети, то есть для 380В – 220, для 220В – 127, для 660 — 380 вольт. Запомните это, чуть позже мы вернемся к этому вопросу.

Формулы мощности для цепей соединенной по схеме звезды и по схеме треугольника не отличаются.

· полная S = 3*Sф = 3*(Uл/√3)*I = √3*Uл*I;

· активная P = √3*Uл*I*cos φ;

· реактивная Q = √3*Uл*I*sin φ.

Практика – для чего нужны эти схемы

Большинство электриков работают с электрическими сетями напряжением 220/380 вольт, поэтому давай рассмотрим, какую схему соединения обмоток выбрать для подключения электродвигателя к такой электросети.

Трёхфазные асинхронные двигатели по способу подключения к электросети условно можно разделить на 2 больших группы: с возможностью изменения схемы соединения обмоток и без неё.

В первом случае на клеммник в брно электродвигателя выведено 6 проводов, и вы можете, в зависимости от напряжения в электросети, к которой подключаете выбрать нужную схему соединения обмоток.

Внешний вид клеммника в брно электродвигателя с тремя (сверху) и с шестью выводами (внизу)

Внешний вид клеммника в брно электродвигателя с тремя (сверху) и с шестью выводами (внизу)

При этом обмотки соединяются в ту или иную схему с помощью медных шинок (или перемычек из провода, если шины потеряли), клеммы расположены таким образом, что с помощью всего трёх перемычек может быть собрана нужная схема (см. рисунок ниже).

Соответствие начал и концов обмоток клеммам, и соответствие положения перемычек между клеммами схемам подключения (звезде и треугольнику)

Соответствие начал и концов обмоток клеммам, и соответствие положения перемычек между клеммами схемам подключения (звезде и треугольнику)

Хоть и это должен помнить и знать каждый электрик, тем не менее производители зачастую отливают либо же клеят этикетку с указанием положения перемычек для каждой из схем на крышке брно.

Собранные схемы звезды (сверху) и треугольника (снизу), обратите внимания положение перемычек указано на крышке (в правой части фотографий).

Собранные схемы звезды (сверху) и треугольника (снизу), обратите внимания положение перемычек указано на крышке (в правой части фотографий).

Если же в брно выведено всего 3 провода, то обмотки двигателя уже соединены по какой-то схеме внутри его корпуса, и для переключения звезды и треугольника нужно вскрывать корпус, искать концы обмоток, разъединять их и соединять так, как вам нужно. Но это скорее процедура из «народного хозяйства», нежели часто встречающаяся производственная необходимость.

Какую схему выбрать и какая лучше?

Итак, как соединить обмотки звездой и треугольником мы разобрались, но здесь как раз и начинается «все самые интересные вопросы», причем эти вопросы у людей возникают чаще всего либо при подключении трёхфазного двигателя к однофазной сети, либо при подключении двигателя к частотному преобразователю с однофазным входом и линейными 220В на выходе и в других ситуациях.

Возможность изменения схемы соединения обмоток нужна для того, чтобы один и тот же двигатель мог эксплуатироваться в электросетях с различным напряжением.

Какую схему лучше выбрать? Вопрос не корректный, нужно соединять обмотки в ту схему, номинальное напряжение которой соответствует напряжению в электросети. Эта информация указана на шильдике электродвигателя.

Номинальные напряжения для треугольника и звезды на шильдике

Номинальные напряжения для треугольника и звезды на шильдике

Если на шильдике вашего двигателя указано как на фото выше «Δ/Y 220/380» — это значит что если линейное напряжение в питающей сети 220В – нужно соединять обмотки треугольником, если 380В – звездой. Если вы будете его подключать к однофазной сети 220В с конденсаторами – обмотки также соединяются треугольником.

Если на шильдике указано только одно напряжение и значок схемы (см. рисунок ниже), то возможности изменить схему соединения нет, и в брно, скорее всего, выведено будет 3 провода.

Встречаются и двигатели, которые в сети 380В работают, соединенными по схеме треугольника, схема звезды в этом случае рассчитана на работу в сети 660В, что вы можете наблюдать на следующей фотографии.

Но зачастую такие двигатели используются для пуска с переключением со звезды на треугольник, это делают для понижения пусковых токов.

660В – это линейное напряжение в схеме звезды, а 380В – фазное, то есть каждая из обмоток такого двигателя рассчитана на 380В. Это наглядно показано на рисунке «Распределение токов и напряжений между элементами цепи схемах звезды и треугольника» приведенного в первой половине статьи.

В этом случае напряжение 380В подаётся сначала на обмотки соединенные по схеме звезды, так как номинальное напряжение для этой схемы 660В двигатель в момент пуска питается от пониженного напряжения и к каждой из обмоток прикладывается всего по 220В.

Когда обороты двигателя возрастают, происходит переключение на треугольник. И уже к каждой обмотке прикладываются их номинальные 380В.

Схема подключения электродвигателя с переходом со звезды на треугольник при пуске

Схема подключения электродвигателя с переходом со звезды на треугольник при пуске

Схема подключения электродвигателя с переходом со звезды на треугольник при пуске

Что будет если перепутать звезду и треугольник?

Чтобы ответить на этот вопрос вспомним формулы мощности трёхфазной нагрузки:

· полная S = 3*Sф = 3*(Uл/√3)*I = √3*Uл*I;

· активная P = √3*Uл*I*cos φ;

· реактивная Q = √3*Uл*I*sin φ.

Для упрощения представим, что у нас есть сеть с каким-то определенным напряжением, пусть это будет 220/380 вольт, а также есть 3 лампы накаливания с номинальным напряжением 220В. И еще раз посмотрим на рисунок с распределением напряжений и токов в звезде и треугольнике.

Так как линейное напряжение у нас 380В, а в «звезде» фазное в 1.73 раза ниже линейного, то делаем вывод, что для работы в номинальном режиме нужно подключить эти лампочки звездой, тогда к каждой из них будет приложено 220В.

Теперь соединим их в треугольник, и что получится? Первое что бросается в глаза – к каждой лампе приложено уже 380В вместо 220В номинальных.

Несложно догадаться, что в этом случае наши лампочки просто сгорят, то же самое произойдет и с обмоткой двигателя.

Что при этом происходит с мощностью?

Если питающее напряжение и нагрузка неизменны, то при переключении со звезды на треугольник мощность, выделяемая на этой самой нагрузке, возрастёт в 3 раза. Это происходит потому, что напряжение на каждой лампе увеличилось в 1.73 раза, за ним настолько же вырос и ток.

Формулы для вычисления мощности в обоих случаях одинаковые, но цифры в них различаются, давайте проведем 1 расчет для примера.

Допустим, ток нагрузки в схеме звезды у нас был 1А, тогда полная мощность в звезде равна:

S = √3*Uл*Iл;

S=1.73*380В*1А=657,4 ВА

При этом мощность одной лампы в этом случае равна 220 ВА.

В треугольнике к каждой лампе приложено напряжение в 1.73 раза выше – 380В, соответственно и ток через лампу (фазный ток) возрастет на столько же. При этом не забывайте, что линейный ток в звезде и так будет в 1.73 раза больше, чем фазный. Найдем полную мощность по трём фазам:

S=√3*Uл*Iл=1.73*380В*(1.73А*1.73) = 1.73*380В*3А=1972 ВА

А на одной лампе выделится мощность равная:

W=380В*1.73А=657 ВА

Но это не значит, что при соединении по схеме треугольника двигатель будет выдавать в 3 раза большую мощность, при питании от номинального для этой схемы напряжения двигатель будет выдавать свою номинальную мощность.

Небольшое отступление от автора — я неоднократно сталкивался с фразами на форумах типа «на треугольнике двигатель работает мягче», «на звезде лучше тянет» или подобные. Однако эти фразы не несут за собой подкрепления какими-либо техническими или научными комментариями. И мне так и не удалось найти, откуда это пошло и почему, никто объяснить так и не смог (если вы можете аргументировано ответить о причинах таких высказываний – пишите об этом в комментариях, интересно почитать).

Алексей Бартош специально для ЭТМ

Схема подключения пускателя звезда-треугольник

В этом учебном пособии мы покажем метод пуска трехфазного асинхронного электродвигателя по схеме звезда-треугольник с помощью автоматического пускателя по схеме звезда-треугольник с таймером со схематическим управлением мощностью и схемой подключения, а также покажем, как работает пускатель звезда-треугольник, и их применения с преимуществами и недостатками. Все производители панелей используют только этот рисунок.

То, что я привел на этой схеме подключения, будет использоваться во многих промышленных.

Вы можете найти дополнительную информацию на схеме ниже

Проводка управления пускателем со звездой-треугольником . Короткое видео, показывающее, как подключить пускатель электродвигателя треугольником. Схема подключения пускателя звезда-треугольник. Этот рисунок имеет два контура.

Цепь питания и управления.Здесь вы увидите практическую схему подключения пускателя звезда-треугольник. Найдите идеи о базовой электропроводке.

Используется 8-контактный таймер. Y d с таймером для трехфазного асинхронного двигателя, схема подключения проводки звезда-треугольник пускателя схемы управления мощностью. Как подключить пускатель звезда-треугольник к трехфазным двигателям переменного тока.

Больше электрических советов и схем wwwaboutelectricitycouk как подписаться и не пропускать рекламу.Цепь управления размыканием цепи пускового устройства звезда-треугольник Схема управления размыканием пускателя звезда-треугольник кнопка включения запускает цепь путем первоначального включения катушки контактора звезды km1 цепи звезды и цепи катушки таймера kt. Схема цепи управления пускателем звезда-треугольник на приведенной выше схеме подключения цепи управления пускателем звезда-треугольник с таймером и кнопкой нормально разомкнутой кнопки нормально разомкнутым кнопочным переключателем.

Как подключить пускатель двигателя звезда-треугольник.Привет, Досто это видео, я хм, сикхендж ки, каисе, звезда, треугольник, стартер, ки, проводка управления, карте хай. Схема управления пускателем звезда-треугольник.

Теперь поделимся схемами управления мощностью трехфазного двигателя стартер-дельта без таймера. Isme aap схема управления звезда-треугольник ki wiring sikh sakte hai соединение звезда-треугольник схема звезда-треугольник. 30 июля 2019 г. Схема управления схемой управления пускателем со звезды на треугольник. Электрические информационные фото.

Схема управления пускателем звезда-треугольник Схема управления звезда-треугольник электродвигатель звезда-треугольник кон. На схеме управления все катушки магнитных контакторов рассчитаны на 220 В переменного тока. Привет, друзья, сегодня вы смотрите здесь, как подключить проводку управления пускателем по схеме звезда-треугольник. Больше видео подписаться на yk electric.

Одна цепь питания, другая цепь управления.Когда на катушку контактора звезды km1 подано напряжение, главный и вспомогательный контакторы звезды меняют свое положение с no на nc. Подключение трехфазного двигателя со звездой-треугольником без использования таймера и схемы подключения управления мощностью, поскольку мы уже рассказали о методе пуска трехфазного двигателя звезда-треугольник с помощью автоматического пускателя со звезды на треугольник с таймером.

Цепь управления пускателем по схеме звезда-треугольник, электрическая информация Фото Видео Соответствие питания таймера стартера по схеме звезда-треугольник и питания Plc для программы Star Delta Motor Starter Plc Лестница двигателя Пускатель звезда-треугольник Y D Управление питанием и проводка стартера Как мне управлять пускателем со звездой-треугольник с двухпроводным управлением Электросхема стоп-старта Цепь управления звезда-треугольник Схема подключения управления звезда-треугольник Цепь управления звезды Стартер звезда-треугольник Y D Управление питанием и проводка стартера Цепь управления пускателем звезда-треугольник Принципиальная электрическая схема цепи управления Электросхема Звезда Delta Pass Y D Рекомендуемая автоматика Автоматический пускатель электродвигателя со звездой-треугольником Электротехника Подключение проводов управления пускателем по схеме «звезда-треугольник» Подключение электродвигателя «звезда-треугольник» Центр электротехники Проблема в пускорегулирующем аппарате звезда-треугольник в электрическом компрессоре

Выключатель пускателя двигателя звезда-треугольник — электрические схемы 12

Выберите вашу страну…Global сайт —————- CanadaChinaCroatiaCzech RepublicGermanyFranceItalyPolandRomaniaRussian FederationSpainSwitzerlandTurkeyUnited Арабские EmiratesUnited KingdomUnited Штаты —————- AfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua И BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia И HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийский океан TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCape VerdeCayman IslandsCentral африканских RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongoCongo, Демократическая Республика TheCook IslandsCosta RicaCote D’ivoireCroatiaCubaCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEast TimorEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland (Мальвинские) острова Фарерские IslandsFijiFinlandFranceFrench GuianaFrench PolynesiaFrench Южный Territor iesGabonGambiaGeorgiaGermanyGhanaGibraltarGreeceGreenlandGrenadaGuadeloupeGuamGuatemalaGuineaGuinea-bissauGuyanaHaitiHeard остров и МакДональда IslandsHoly See (Vatican City State) HondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIran, Исламская Республика OfIraqIrelandIsraelItalyJamaicaJapanJordanKazakstanKenyaKiribatiKorea, Корейская Народно-Демократическая Республика OfKorea, Республика OfKosovoKuwaitKyrgyzstanLao Народная Демократическая RepublicLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyan Арабская JamahiriyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacauMacedonia, бывшая югославская Республика OfMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia, Федеративные Штаты OfMoldova, Республика OfMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Марианские островаНорвегияОманПакистанПалауПалестинская территория, оккупированнаяПанамаПапуа-Новая ГвинеяПарагвайПеруФилиппиныПиткэрнP olandPortugalPuerto RicoQatarReunionRomaniaRussian FederationRwandaSaint HelenaSaint Киттс И NevisSaint LuciaSaint Пьер и MiquelonSaint Винсент и GrenadinesSamoaSan MarinoSao Фолиант И PrincipeSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth Джорджия и Южные Сандвичевы IslandsSouth SudanSpainSri LankaSudanSurinameSvalbard и Ян MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwan, провинция ChinaTajikistanTanzania, Объединенная Республика OfThailandTogoTokelauTongaTrinidad И TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks И Кайкос IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited Араб ЭмиратыВеликобританияСоединенные ШтатыМалые отдаленные острова СШАУругвайУзбекистанВануатуВенесуэлаВьетнамВиргинские острова, Британские Виргинские острова, СШАs.Wallis And Futuna, Западная Сахара, Йемен, Замбия, Зимбабве,

Глобальный |

Схема подключения пускателя

звезда-треугольник | Электропроводка цепи управления

Пускатель звезда-треугольник

Введение:
Согласно принципу электромагнитной индукции, после подключения источника питания к трехфазному асинхронному двигателю в статоре создается вращающееся магнитное поле. , это свяжет и перережет стержни ротора, которые, в свою очередь, будут индуцировать токи ротора и создать поле ротора, которое будет взаимодействовать с полем статора и начнет вращаться.Конечно, это означает, что трехфазный асинхронный двигатель полностью способен запускаться самостоятельно.

Потребность в стартере: Поэтому необходимости в пускателе нет, но в случае трехфазного асинхронного двигателя пускатель должен обеспечивать плавный пуск, снижать большие пусковые токи, обеспечивать защиту от перегрузки и обесточивания.

Способы запуска трехфазных асинхронных двигателей: Существует ряд различных типов пускателей для запуска трехфазных асинхронных двигателей. Они перечислены ниже

1.Прямой он-лайн стартер.

2. Стартер звезда-треугольник,

3. Автотрансформатор и

4. Сопротивление ротора.

Стартер звезда-треугольник:
В этом разделе мы собираемся изучить метод пуска звезда-треугольник.

Это наиболее распространенный способ запуска трехфазных асинхронных двигателей. Эффективное снижение пускового тока достигается за счет первоначального соединения обмотки статора звездой, что позволяет эффективно соединить любые две фазы последовательно через источник питания.Пуск звездой снижает не только пусковой ток двигателя, но и пусковой момент. При достижении определенной рабочей скорости таймер задержки включения меняет расположение обмоток со звезды на треугольник, после чего достигается полный рабочий крутящий момент.

Такое расположение означает, что концы всех обмоток статора должны быть подведены к концам за пределами корпуса двигателя.

Клемма двигателя

Основные части пускателя звезда-треугольник:
1.Трехполюсные контакторы: а) главный, б) звезда и в) треугольник, 3 №
2. Таймер задержки включения 1 №.
3. Трехполюсный биметаллический расцепитель тепловой защиты 1No.
4. Предохранитель / MCCB / MPCB для главного управления 1No.
5. Предохранитель / автоматический выключатель для цепи управления 1 No.
6. Контрольная лампа: Пуск-зеленый, стоп-красный 1 №.
7. Кнопки: пуск — нормально открытый, стоп — нормально закрытый 1No.
8. Трехфазный асинхронный двигатель 1No.

Схема подключения пускателя звезда-треугольник:
Главный выключатель C.B Q1 служит главным выключателем источника питания, который подает электричество в силовую цепь. Главный автоматический выключатель Q1 подключает или отключает основное трехфазное питание (L1, L2 и L3) к клеммам двигателя T1, T2 и T3.

Предохранители F1, F2 и F3 Защищают двигатель от перегрузки. Если двигатель потребляет ток, превышающий номинальный, предохранители перегорают.

Контактор K1 — главный подрядчик, K4 — контактор треугольника, а K3 — контактор звезды. Все эти три контактора представляют собой трехполюсные контакторы.Как показано на рис. между контактором «звезда» и контактором «треугольник» установлена ​​механическая блокировка, чтобы избежать нежелательного срабатывания.

В контакторе звезды K3 на одной стороне все три полюса закорочены, а другая сторона подключена к клеммам двигателя T3, T2 и T1, как показано на рис. сделать звездообразную конфигурацию.

Контакторы звезды и треугольника механически блокируются, т.е. если один из них замкнут, другой контактор не может замкнуться. Это сделано для предотвращения полного короткого замыкания в случае одновременного включения обоих контакторов.Также предусмотрена электрическая блокировка с помощью управляющих контактов контактора.

Чтобы выполнить конфигурацию «звезда-треугольник», концы всех обмоток статора должны быть подведены к клеммам за пределами корпуса двигателя.

Схема питания пускателя звезда-треугольник

Схема цепи управления пускателем звезда-треугольник:
Как показано на рис. Цепь управления пускателем звезда-треугольник состоит из кнопки пуска S1, кнопки останова S0, таймера T1, главного контактора K1, контактора звезды K3, контактора треугольника K4.

стартовая последовательность; после нажатия кнопки пуска S1 однофазное питание (230 В) активирует таймер T1, на катушку таймера подается питание, после подачи питания замыкающий контакт катушки замыкается, а замыкающий контакт размыкается. Катушка контактора K3, находящаяся под напряжением, и двигатель соединяются звездой.

Через некоторый промежуток времени двигатель достигает номинальной скорости и таймер T1 переключает пускатель цепи из состояния перехода звезды в состояние треугольника, на двигатель подается полное линейное напряжение, и двигатель продолжает вращаться на полной скорости.

Остановить последовательность; как только вы нажмете кнопку остановки S0, цепь отключается от напряжения питания. Таким образом, контактор треугольника K4, главный контактор K1 и таймер T1 обесточены. Скорость мотора постепенно снижается и, наконец, останавливается.

Схема управления пускателем звезда-треугольник

Принцип работы пускателя звезда-треугольник:
Когда мы нажимаем кнопку пуска S1, двигатель подключается по схеме звезды.В звездообразном состоянии напряжение, подаваемое на обмотку двигателя, уменьшается до 1 / √3 линейного напряжения VL.

Когда двигатель достигает номинальной скорости вращения полной об / мин, срабатывает катушка таймера T1. Контакты таймера сначала отключают контактор звезды K3 и подключают контактор треугольника K4 в цепь, что означает, что теперь двигатель подключен по схеме треугольника.

Состояние звезды:
Фазный ток = Линейный ток

Фазовое напряжение = Линейное напряжение / √3

Дельта-состояние:
Фазный ток = Линейный ток / √3

Фазное напряжение = Линейное напряжение

Соединение звезда-треугольник

с использованием автоматического пускателя со звезды на треугольник | Журнал Electrical India по энергетике и электротехнике, возобновляемым источникам энергии, трансформаторам, распределительным устройствам и кабелям

Власть — это основная необходимость для экономического развития страны.Электропитание должно обрабатываться эффективно, чтобы соответствовать требованиям к мощности. В этой статье рассказывается об эффективном использовании пускателя со звезды на треугольник для экономии энергии в конкретных приложениях. Модуль преобразователя «звезда треугольник» — это система, которая должна быть сопряжена с существующим пускателем «звезда-треугольник». Когда нагрузка на двигатель составляет менее 50% от полной нагрузки, он переключает двигатель на работу звездой для экономии энергии. Когда нагрузка превышает 50%, он автоматически переключает двигатель на работу в режиме треугольника, не нарушая работу двигателя.Этот модуль рекомендуется для приложений, в которых нагрузка меняется не слишком быстро. Это подходит для двигателя любой мощности за счет использования соответствующей ИС измерения тока и ее калибровки.

Реализуя это, мы можем достичь:

• Энергосбережение.
• Способствовать снижению максимального спроса.
• Повышение коэффициента мощности.

Эффективное использование энергии и ее сохранение приобретают еще большее значение, поскольку одна единица сэкономленной энергии на уровне потребления снижает потребность в создании новых мощностей в 2 раза до 2.5 раз. Более того, такая экономия за счет правильного использования энергии может быть достигнута менее чем за 1/5 стоимости свежей энергии.

Следовательно, сохранение и правильное управление энергосбережением — очень важные вещи. В промышленности более 80% двигателей представляют собой асинхронные двигатели переменного тока. Асинхронный двигатель переменного тока может быть однофазным, многофазным, щеточным или бесщеточным. Поскольку промышленность потребляет большую часть электроэнергии, мы должны сконцентрироваться на энергосбережении в этой области. Здесь, в этой статье, помимо сокращения потребления ископаемого топлива вводится предложение по энергосбережению в асинхронных двигателях.

Обзор литературы

Опубликован ряд статей о характеристиках асинхронного двигателя при соединении переменного несинусоидального напряжения с фазоуправляемыми преобразователями. Идея применения переменного напряжения для оптимизации работы при частичной нагрузке также используется многими авторами в области энергосбережения. Доступные в настоящее время продукты являются дорогостоящими и не обеспечивают полной защиты.

Устройство низкого напряжения предназначено для запуска асинхронного двигателя.Это достигается за счет преобразования звезды в дельту. Звезда-треугольник используется для уменьшения пускового тока, подаваемого на двигатель. Эта статья направлена ​​на обеспечение низкого напряжения при пуске, т. Е. При пуске двигатель переключается в звездный режим. Поэтому в данной статье при запуске двигателя предусмотрена защита путем подачи пониженного напряжения. В данной статье нет положений об энергосбережении.

Преобразователь циклической нагрузки

предназначен для экономии энергии на машинах с переменной нагрузкой, особенно для тех, которые работают без нагрузки или с частичной нагрузкой в ​​течение длительного времени.При переключении с треугольника на звезду во время холостого хода или частичной нагрузки мощность сохраняется до 30–40% от мощности без нагрузки. Моделирование предлагаемой системы выполняется в программе моделирования PLC. Логика, разработанная в ПЛК, несколько сложна.

Защита при запуске асинхронного двигателя путем обеспечения низкого напряжения с помощью простого обычного пускателя со звезды на треугольник обеспечивает экономию энергии за счет использования программного обеспечения для моделирования ПЛК, но разрабатываемая логика очень сложна.

Таким образом, по сравнению с вышеупомянутыми статьями, мы разработали меры по энергосбережению с использованием обычного пускателя звезда-треугольник, но эффективно, с использованием программного / аппаратного устройства arduinouno, а также мы разработали альтернативный метод энергосбережения с использованием моделирования ПЛК. программное обеспечение.

Обычный стартер Star -Delta-Star

Пуск по схеме звезда-треугольник — очень распространенный тип пускателей. Пускатели со звезды на треугольник используются чаще, чем любые другие типы пускателей.Этот метод использует пониженное напряжение питания при запуске. Это достигается за счет низкого пускового тока за счет сначала соединения обмотки статора по схеме звезды, а затем, после того, как двигатель достигает определенной скорости, поворотный переключатель меняет расположение обмоток со звезды на конфигурацию треугольника. При пуске двигателя звездой пусковой ток может быть уменьшен на треть тока по сравнению с соединением треугольником. Поскольку при пуске обмотки соединены звездой, на них будет подаваться линейное напряжение.Поскольку крутящий момент, развиваемый асинхронным двигателем, пропорционален квадрату приложенного напряжения, пуск со звезды на треугольник снижает пусковой момент на одну треть по сравнению с прямым пуском по треугольнику.

Рис. 1. Пускатель Star-Delta

Предлагаемое энергосбережение с использованием автоматического пускателя Star -Delta-Star

Теперь на асинхронный двигатель подается трехфазное питание, токоизмерительный элемент соединен последовательно с любой одной фазой. При запуске двигатель запускается по схеме звезды, как только двигатель достигает номинальной скорости, обмотка статора включается по схеме треугольника.По мере увеличения нагрузки на двигатель чувствительный элемент тока воспринимает ток, протекающий по цепи, и выход этого чувствительного элемента тока (то есть напряжение) подается на устройство arduinouno, то есть он подключается к входному выводу arduino. Для сравнения выхода датчика тока ACS712 с фиксированным значением эталонного тока мы подключаем потенциометр резистора к одному из входных контактов Arduino, чтобы установить постоянное значение эталонного тока. Arduino сравнивает текущий выходной сигнал чувствительного элемента (т.е., напряжение) с заданным пределом опорного тока. Поскольку вход датчика тока превышает установленный предел, он отправляет сигнал в схему управления, чтобы изменить соединение двигателя со звезды на треугольник. Точно так же, когда нагрузка на двигатель уменьшается, выходной ток чувствительного элемента (то есть напряжение) уменьшается по сравнению с установленным пределом, поэтому схема управления переключает соединение двигателя с треугольника на звезду.

Рис. 2 Блок-схема автоматического пускателя звезда-треугольник-звезда

Взаимосвязь между P _Star и P _Delta

В _L то же самое для нагрузки Delta и Star

Z _ph то же самое для нагрузки Delta и Star

Для нагрузки, подключенной треугольником:

Инжир.3 соединение треугольником

P _{треугольник} = 3 В _фаза I _фаза Cosθ _фаза

As, I _фаза = V _фаза / Z _фаза

P _Delta = 3V _Ph (V _ph / Z _ph ) Cosθ _ph

P _Delta = 3 (V _Ph ) 2Cosθ _ph / Z _ph

As, V _фаза = V _L (для соединения треугольником)

P _Delta = 3 (V _L ) 2 Cosθ _ph / Z _ph Вт …….. (I)

Для нагрузки, подключенной звездой:

Рис.4. Соединение звездой

P _Звезда = 3 В _фаза I _фаза Cosθ _фаза

As, I _фаза = V _фаза / Z _фаза

P _Звезда = 3V _фаза (V _фаза / Z _фаза ) Cosθ _фаза

P _Звезда = 3 (V _Ph ) ² Cosθ _ph / Z _ph

As, V _фаза = V _L / √3 (для соединения звездой)

P _Звезда = 3 (V _L / √3) ² Cosθ _фаза / Z _фаза

P _Star = V _L ² Cosθ _ph / Z _ph Вт …….. (II)

Итак, из (I) и (II) мы видим, что мощность в соединении треугольником в 3 раза больше, чем в соединении звездой.

Эффективность энергосбережения при использовании стартера звезда-треугольник:

ЦЕПЬ УПРАВЛЕНИЯ 1:

Рис.5. Цепь управления 1

В этой статье использовался трехфазный асинхронный двигатель, соединенный треугольником, 5 л.с.Тем не менее, микросхема измерения тока ACS712 поставляется в трех вариантах, обеспечивающих диапазон тока ± 5A [ACS712-05B], ± 20A [ACS712-20B] и ± 30A [ACS712-30B].

В соответствии с допустимой нагрузкой по току 3-фазного асинхронного двигателя была выбрана ИС измерения тока ACS712. Максимальный ток полной нагрузки 3-фазного асинхронного двигателя мощностью 5 л.с. составляет 8,4 А, поэтому использовалось ± 20 А [ACS712-20B]. Далее эта ИС ACS712 подается на устройство ARDUINO UNO (программно-аппаратное). Как показано на рисунке выше, вывод Vcc ACS712 подключен к выводу питания 5 В Arduino, а вывод заземления (GND) и вывод Vout микросхемы ACS712 подключен к заземлению (GND) и аналоговому выводу A3 Arduino.Реле подключено к цифровому контакту D8 и контакту заземления устройства Arduino.

Ток, протекающий в двигателе, измеряется с помощью ACS712 IC, которая является не чем иным, как измерением значения тока. Программирование Arduino было разработано для измерения тока и сравнения измеренного значения с эталонным значением для работы реле. Постоянное значение устанавливается как эталонное значение.

Реле работает при следующих условиях:

Условие 1: Если ток, протекающий в режиме звезды, больше, чем задание 1, контактор переключается со звезды на треугольник.

Условие 2: Если ток, протекающий в режиме треугольника, меньше задания 2, контактор переключается с треугольника на звезду.

Где,

Ссылка1 = устанавливается для преобразования со звезды в треугольник.

Ссылка 2 = устанавливается для преобразования треугольника в звезду.

Следовательно, в зависимости от состояния реле, т.е. когда на реле высокий уровень, двигатель будет подключаться в режиме ТРЕУГОЛЬНИК. Точно так же, когда реле низкое, двигатель будет подключаться в режиме ЗВЕЗДЫ. Таким образом происходит сбережение энергии.

Цепь управления 2:

Рис.6. Цепь управления 2

При нажатии кнопки ПУСК контактор ЗВЕЗДА получает питание через R1 и D1. При включении контактора STAR его вспомогательные контакты S1 и S2 становятся нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми. Из-за S1 ГЛАВНЫЙ контактор запитывается.

Когда MAIN получает питание, его вспомогательные контакты M1 и M2 становятся нормально замкнутыми. Чтобы удерживать ГЛАВНЫЙ контакт под напряжением, используется вспомогательный контакт M1 и M2 для удержания контактора ЗВЕЗДА, поскольку кнопка ПУСК не является кнопкой фиксатора.

Сигнал от цепи управления 1 приводит в действие контакты реле в цепи управления 2. R1 становится нормально замкнутым, а R2 становится нормально разомкнутым. В результате контактор STAR обесточивается, а контактор DELTA запитывается. НЗ-контакты ЗВЕЗДЫ и ТРЕУГОЛЬНИКА в цепи используются для обеспечения блокировки.

Аналитические результаты энергосбережения для двигателя 5 л.с.:

Ниже приведены различные результаты, полученные на двигателе:

Графическое представление различных параметров асинхронного двигателя:

Выходная мощность против тока:

Инжир.7 График выходной мощности по отношению к току

График выходной мощности по сравнению с током строится путем отсчета выходной мощности по оси x и линейного тока по оси y. Из графика мы видим, что без нагрузки ток в дельта-режиме велик по сравнению с током в дельта-режиме.

Выходная мощность против КПД:

Рис.8 График зависимости выходной мощности от КПД

График зависимости выходной мощности от КПД строится с учетом выходной мощности по оси x и КПД по оси y. Из графика видно, что КПД для звездообразного режима линейно увеличивается и после 40% нагрузки становится постоянным.Эффективность для дельты постепенно увеличивается, а после точки перехода она увеличивается. Итак, можно сказать, что после перехода точка дельта-режим более эффективна, чем звезда.

Выходная мощность и потери:

Рис. 9 График зависимости выходной мощности от потерь

График зависимости выходной мощности от потерь построен с учетом выходной мощности по оси x и потерь по оси y. Без нагрузки потери в звездообразном режиме меньше, чем в треугольном. Таким образом, после точки перехода потери в звездном режиме возрастают.

Результаты энергосбережения:

График зависимости выходной мощности от потерь, приведенный выше

Энергосбережение в звездах:

В, выходная мощность = 1000 Вт

Потери в звезде = 336 Вт

Потери по дельте = 495 Вт

Следовательно, экономия энергии в асинхронном двигателе, работающем по схеме звезды

при выходной мощности = 1000 Вт,

Энергосбережение = Потери в дельте — Потери в звезде

= 495–336

= 159 Вт

В течение 1 часа работы звездой при этой нагрузке экономия энергии составит,

Энергосбережение = Энергосбережение (Вт) × Продолжительность работы (ч) = 159 × 1

= 159 ватт-час.

Энергосбережение в дельте:

Ат, выходная мощность = 2000 Вт

Потери в звезде = 886 Вт

Потери по дельте = 746 Вт

Следовательно, энергосбережение в асинхронном двигателе, работающем в треугольном режиме при выходной мощности = 1000 Вт, составляет

Энергосбережение = Потери в звезде — Потери в дельте = 886-746 = 140 Вт.

В течение 1 часа работы звездой при этой нагрузке экономия энергии составит,

Энергосбережение = Энергосбережение (Вт) × Продолжительность работы (час) = 140 × 1 = 140 Вт-час.

Преимущества, недостатки и области применения:

Преимущества:

• Возможна экономия энергии.
• Способствует снижению максимального спроса.
• Повышение коэффициента мощности.
• После снятия нагрузки двигатель снова включили звездой.
• Экономичен по сравнению с автотрансформатором.
• Энергосбережение больше, чем у прямого стартера.
• Он имеет лучшую эффективность.

Недостатки:

• Имеются коммутационные потери контактора.
• На клеммной коробке должно быть шесть клемм.
• На момент пуска двигатель должен быть в звездном режиме.

Приложения:

• Используется для запуска двигателя большой мощности.
• Применение на токарных станках в механических мастерских.
• Использование в деревообрабатывающих станках.
• Использование в компрессоре.
• Использование в прессе.

Заключение

Эта статья предназначена для удовлетворения требований современного стартера асинхронного двигателя с дополнительным обеспечением энергосбережения в общем периоде пуска и разгона, а также обсуждает метод повышения общей эффективности асинхронных двигателей, используемых в прессовых машинах, машинах для литья под давлением, Конвейеры мешалки, текстильные фабрики и т. Д.Срок службы машины также увеличивается за счет внедрения этого стартера.

---

Благодарность

Я хотел бы поблагодарить доктора Дж. Б. Дафедара, директора, NKOCET, Солапур, профессора В. С. Ширвала, HOD, Электрический отдел, NKOCET, Солапур, и моих коллег за их самую большую поддержку и поддержку.

Проф. Адарш Дж. Мехта
Доцент кафедры электротехники, Университет DBATU,
Инженерно-технологический колледж NK Orchid, Солапур

Автоматический пускатель электродвигателя звезда-треугольник

Хотя пускатель со звезды на треугольник не очень популярен, но до сих пор он используется в промышленности для снижения пускового тока двигателя и эффективного пуска

Основной принцип пускателя со звезды на треугольник:

Перед тем, как перейти к цепи питания и управления пускателем со звезды на треугольник, давайте рассмотрим основной принцип.Основной принцип пускателя со звезды на треугольник заключается в том, что во время пуска двигатель должен иметь обмотку, соединенную звездой, и через некоторое время, когда двигатель наберет достаточную скорость, обмотка должна быть преобразована в обмотку треугольником. Преимущество этого состоит в том, что когда обмотка двигателя соединена звездой, тогда напряжение в каждой фазе равно = (линейное напряжение / 1,732)

Предположим, что двигатель на 415 В должен запускаться пускателем со звезды на треугольник. В том случае, когда двигатель запускается, то есть обмотка находится в положении «звезда», напряжение на каждой фазе будет 415/1.732. Из-за этого пониженного приложенного напряжения пусковой ток также будет снижен до 33,33% (1/3) от прямого пуска при соединении треугольником.

После того, как двигатель достигнет определенной скорости (около 90% номинальной скорости) и на его обмотку будет наведено некоторое напряжение, обмотка будет переключена на треугольник. И двигатель будет работать по схеме треугольника.

Двигатели, которые должны запускаться пускателем со звездой-треугольник, должны иметь шесть доступных клемм, в другом виде пускателей двигатель имеет три числа клемм, но для пускателя звезда-треугольник требуется 6 клемм, поскольку обмотка должна быть один раз подключить в звездообразном режиме, а в остальных — в дельта-режиме.Оба соединения, т.е. звезда и треугольник, доступны внутри пускателя со звезды на треугольник, переключение выполняется только во время его работы. Вот почему 6 номеров. Терминалов не требуется.

Давайте посмотрим на силовую схему пускателя звезда-треугольник.

Схема питания стартера звезда-треугольник изображена ниже.

Рис. 1. Схема цепи автоматического включения стартера по схеме звезда-треугольник / https: // electrictechnologyrishi.blogspot.com

B обозначает автоматический выключатель, то есть MCCB, SFU или MPCB.

MCCB означает автоматический выключатель в литом корпусе,

SFU расшифровывается как Switch Fuse Unit и MPCB для автоматического выключателя защиты двигателя.

MPCB ​​используется двигатель мощностью до 30 кВт. Показан трансформатор тока, который следует использовать для измерения тока или защиты. ТТ, показанный на этом чертеже, предназначен только для одной фазы, однако 3-х линейный ТТ с селекторным переключателем амперметра также может использоваться для измерения тока.Следующий компонент — контактор. На этом чертеже показаны три контактора.
1. УК или генеральный подрядчик.
2. Контактор постоянного тока или треугольник.
3. SC или звездообразный контактор Теперь может возникнуть вопрос, зачем нам этот контактор, когда у нас есть автоматический выключатель. Обычно в этой конфигурации автоматические выключатели — MCCB, SFU или MPCB. Они могут автоматически отключать цепь при любом коротком замыкании. Также MCCB, MPCB могут быть отключены с удаленного конца (вдали от распределительного щита) с помощью катушки независимого расцепителя, подключенной к выключателям, но они не могут быть включены с помощью электрического сигнала.Их можно включить только перемещением рукоятки. Таким образом, для удаленной работы требуется блокировка с автоматическим отключением технологической системы, которое осуществляется контактором. Однако это объяснение применимо только к главному контактору. Контактор звезды и контактор треугольника необходимы для обмотки звезды и треугольника.

Биметаллическое тепловое реле перегрузки предназначено для защиты от перегрузки.

Рейтинг этих компонентов распределительного устройства а именно. MCCB / SFU / MPCB, контактор и реле тепловой защиты для конкретного двигателя выбираются в соответствии с координационной таблицей Тип 2, , которую можно легко найти в Интернете.

Обычно двигатель мощностью до 90 кВт питается от этого устройства, однако двигатель мощностью 110 кВт и выше имеет воздушный выключатель с реле защиты двигателя. Реле защиты двигателя обеспечивает всю необходимую защиту, а воздушный выключатель может управляться электрическим сигналом, поэтому контакторы или биметаллические реле не используются. Но для формирования обмотки звезды и треугольника потребуются контакторы.

Схема силовой цепи мы ознакомились, теперь остановимся на схеме управления.Схема цепи управления пускателем со звезды на треугольник показана ниже.

Рис. 2: Схема электрических соединений Star Delta Starter-Control / https://electricaltechnologyrishi.blogspot.com

Перед тем, как приступить к описанию, обратите внимание, что NO и NC обозначают нормально открытый и нормально закрытый контакт соответственно. Эти состояния применимы, когда соответствующая катушка находится в обесточенном состоянии, предположим, мы говорим, что замыкающий контакт катушки реле A, означает, что когда A обесточен, контакт разомкнут, но когда на катушку A будет подано напряжение, он должен быть закрытый, аналогично размыкающий контакт размыкается, когда катушка находится под напряжением.

Теперь давайте посмотрим на компоненты.

MC / DC / SC- Катушка контактора Main / Delta / Star. Подача напряжения, которая преобразует нормально замкнутые контакты в разомкнутые, а нормально разомкнутые в замкнутые и наоборот при обесточивании. При подаче на него питания главный контакт должен быть замкнут для запуска двигателя, а его отключение должно вызывать остановку двигателя.

Аварийный останов P.B — кнопочный выключатель аварийного останова, устанавливается рядом с двигателем. Это кнопка с фиксатором, которая означает, что при нажатии она блокируется в новом положении.Кнопка не показана на этом чертеже, однако она должна быть подключена таким образом, чтобы нажатие этого переключателя остановило двигатель независимо от того, работает ли двигатель локально или дистанционно.

Start P.B — Кнопочный переключатель для запуска двигателя. Это переключатель с пружинным возвратом, то есть после нажатия он должен вернуться в предыдущее положение. Это переключатель типа NO .

Stop P.B — Кнопочный переключатель остановки двигателя. Это также тип с пружинным возвратом.Это переключатель типа NC .

Кнопки пуска и останова расположены рядом с двигателем на панели под названием «Местная кнопочная станция».

Таким образом, для запуска двигателя сначала необходимо замкнуть автоматический выключатель или MCCB и т. Д.

Контакт реле O / L должен быть нормально замкнутым. Это означает, что если реле не сработало, оно будет замкнуто, при возникновении перегрузки контакт реле разомкнется и питание управления будет отключено.

T-T — таймер.По истечении установленного времени он переключает соединение двигателя со звезды на треугольник.

Теперь давайте рассмотрим пошаговый принцип, чтобы понять, как двигатель запускается с помощью пускателя по схеме треугольник.

Step-1

Для запуска двигателя сначала необходимо нажать кнопку запуска. Нажатие этой кнопки запуска вызовет протекание тока через катушку таймера, и поскольку T1-T2 и DC7-DC8 являются нормально замкнутыми контактами, SC также будет запитан.

Следовательно, таймер начнет отсчет времени, и все нормально разомкнутые контакты SC будут закрыты на замкнутые контакты, а NC будут преобразованы в разомкнутые контакты.

Следовательно, ТЦ 1-2, 3-4, 5-6 и 9-10 будут закрыты. И откроется ТЦ 7-8. Если вы увидите диаграммы, вы увидите, что это приведет к замыканию
1. Пусковой контакт обмотки двигателя. Итак, теперь двигатель имеет звездообразную обмотку.
2. Так как SC 7, 8 будут разомкнуты, то катушка контактора треугольник, постоянный ток не будет запитана. Поэтому ни при каких обстоятельствах не должно быть короткого замыкания.
3. Поскольку SC 9, 10 будут замкнуты, то теперь на катушку MC главного контактора будет подано напряжение.

Step-2

При включении главного контактора замыкаются контакты MC 1-2, 3-4, 5-6.Также MC 9-10 и MC 7-8.
Таким образом, теперь, даже если пусковой P.B вернулся в состояние NO (поскольку это P.B с пружинным возвратом), катушка главного контактора будет оставаться под напряжением через MC 9-10, MC 7-8. Катушка SC также находится под напряжением. Таким образом, двигатель запустится от обмотки, подключенной по схеме «звезда».

Step-3

Теперь, когда таймер T завершит установленное время, его контакты изменят свое состояние, то есть T1-T2 станет разомкнутым, а T3-T4 станет замкнутым. Хотя T3-T4 замкнут, это не приведет к зарядке катушки Delta, если SC не будет обесточен.Посмотрим как.

1. Т1-Т2 открылись. Так он сразу обесточит СЦ. Таким образом произойдет открытие СК 1-2, 3-4, 5-6, 9-10; и закрытие СК 7-8. Таким образом, обмотка главного контактора будет оставаться под напряжением через свой собственный контакт, т.е. MC 7-8

2. Вместе с размыканием T1-T2, T3-T4 будут закрыты одновременно. Теперь после обесточивания SC и замыкания T3-T4 катушка постоянного тока будет запитана, и ее последующие замыкающие контакты будут замкнуты, т.е. DC 1-2, 3-4, 5-6 и DC 7-8 будут быть открытыми, поэтому не должно быть никаких условий подачи питания на СК.

Итак, теперь двигатель будет работать в конфигурации «Дельта».

В случае перегрузки двигателя реле перегрузки срабатывает и размыкает контакт O / L 1-2. Таким образом, он отключит питание управления, и двигатель остановится.
Защита от короткого замыкания и замыкания на землю обеспечивается MCCB, SFU OR MPCB.

Преимущества:

1. Экономичный стартер.
2. Простая схема.
3. Потребляет в три раза больше тока, чем требуется для пуска двигателя в прямом подключении по треугольнику.
4. Небольшой размер, легко помещается в щите распределительного щита.

Недостатки:

1. Пусковой момент также снижен до 1/3 пускового момента, развиваемого при прямом пуске по треугольнику.

2. Очень резкое изменение характеристик крутящего момента и скорости.

3. Требуется 6 шт. клемм, следовательно, двигатель должен быть конкретным.

4. В основном используется в системах низкого напряжения.

5. Требуются два (2) кабеля.

6. Включение такого количества контакторов делает его ненадежным.

Из-за этих недостатков пускатель со звезды на треугольник используется нечасто, и это не очень рекомендуемая практика. Современное изобретение устройства плавного пуска почти заменило его.

В этой статье мы показали основную схему и принцип. однако на самом деле кнопка аварийного останова удерживается последовательно, чтобы отключить все питание системы управления в случае возникновения какой-либо аварийной ситуации.

Местный дистанционный выбор помещается после аварийного останова P.B. Сохраняется дистанционный выбор для управления двигателем от DCS i.е. автоматизированная система управления.

Надеюсь, вам понравилась эта статья. Пожалуйста, поделитесь своим мнением в поле для комментариев. А для всех остальных наших сообщений посетите страницу «Карта сайта» Схема электрических соединений

, схема управления звезда-треугольник и цепь питания с использованием программы ПЛК Mitsubishi

Эта статья предназначена для того, чтобы схематически продемонстрировать концепцию принципа подключения схемы управления двигателем звезда-треугольник (звезда-треугольник) и цепи питания при использовании лестничной схемы PLC (Programmable Logic Controller) для управления переключением асинхронного двигателя на 440 вольт.

Электрические компоненты, составляющие аппаратную часть схемы, включают:

1.) понижающий трансформатор 440 вольт на 220 вольт — 1 шт.

2.) понижающий трансформатор 220 вольт на 24 вольт — 1 штука

3.) Преобразователь питания с 24 В переменного тока на 24 В постоянного тока — 1 шт.

4.) Переключатель кнопочный нормально разомкнутый — 2 шт.

5.) ПЛК Mitsubishi (программируемый логический контроллер) Тип FX2N-16MR-ES — 1 шт.

6.) Вспомогательное реле с катушкой 24 В постоянного тока и минимум 1 нормально разомкнутым контактом — 3 шт.

7.) Трехфазный автоматический выключатель 440 В переменного тока NFB (без предохранителя) (номинальный ток зависит от мощности двигателя) — 1 шт.

8.) Трехфазный магнитный контактор 440 В переменного тока с катушкой 220 В переменного тока (номинальный ток зависит от мощности двигателя) — 3 шт.

9.) Реле тепловой перегрузки (номинальный ток зависит от мощности двигателя) — 1 шт.
10) Асинхронный двигатель 440 В переменного тока (мощность двигателя зависит от применения) — 1 шт.

Рис.1: Схема электрических соединений цепи питания и управления звезда-треугольник с подключением ПЛК:

(Открыть в новом окне для более удобного просмотра)

Описание схемы:
Силовая цепь асинхронного двигателя физически подключена в обычной конфигурации для соединения звезда-треугольник. В силовой цепи используются 3 магнитных контактора, главный магнитный контактор подключается непосредственно к клемме первичной обмотки двигателя U1-V1-W1, а магнитные контакторы звезды и треугольника подключаются к клемме вторичной обмотки двигателя U2- V2-W2.

Цепь управления для последовательности переключения двигателя физически не подключена, а скорее построена во внутренней программе ПЛК только с кнопочными переключателями пуска и останова и контактом реле тепловой перегрузки, внешне подключенными к входным клеммам ПЛК с помощью X0 для кнопочного переключателя пуска, X1 для кнопочного переключателя останова и X2 для контакта тепловой защиты, показанных на Рисунке 2 ниже, вместе с тремя вспомогательными реле, соответствующими каждому из трех магнитных контакторов, подключенных извне к выходным клеммам ПЛК с Y0 для реле обмотки главного контактора, Y1 для реле обмотки контактора со звездой и Y2 для реле обмотки контактора треугольником, как показано на Рисунке 3 ниже.

Рис.2: Подключение внешних входных клемм ПЛК Star Delta Mitsubishi

Рис.3: Внешний выход ПЛК Star Delta Mitsubishi Клеммное соединение

Как показано на Рисунке 1 выше, источник питания для схемы состоит из понижающего трансформатора от 440 до 220 В для подачи переменного напряжения для питания ПЛК, а также для катушки возбуждения магнитных контакторов.Включен еще один понижающий трансформатор переменного тока с 220 вольт на 24 вольт, который преобразуется в постоянное напряжение с помощью преобразователя постоянного тока на 24 вольт для подачи напряжения питания 24 вольт постоянного тока на катушку возбуждения вспомогательных реле. Изолированные нормально разомкнутые контактные точки этих вспомогательных реле служат в качестве переключающих контактов для последовательного включения катушек каждого из трех магнитных контакторов.

Все функции последовательного переключения схемы управления управляются внутренней программой, построенной внутри памяти ПЛК, что легко сделать, нарисовав схему соединений логической последовательности с помощью редактора лестничного программирования программного обеспечения ПЛК Mitsubishi, как показано ниже.

Обратите внимание, что присвоенные номера битов в релейной диаграмме ПЛК соответствуют физическим назначенным адресным точкам внешних компонентов, подключенных к клеммам цифровых входов и выходов ПЛК. X000 для кнопочного переключателя пуска X0, X001 для кнопочного переключателя останова X1 и X002 для контакта тепловой перегрузки X2 все коррелируют с фактическим подключением входных компонентов к цифровым входным клеммам ПЛК, в то время как Y000 для реле главного контактора Y0, Y001 для реле контактора звезды Y1 и Y002 для реле контактора треугольника Y2 — это назначенный битовый адрес, который также соответствует расположению подключенных выходных компонентов на цифровых выходных клеммах ПЛК.

Рис.4: Программа релейной логики ПЛК Mitsubishi для схемы управления двигателем звезда-треугольник

Последовательность действий схемы, созданной в программе релейной логики программного обеспечения ПЛК, работает так же, как она обычно ведет себя в проводной схеме управления звезда-треугольник с использованием физических электрических компонентов, таких как реле и таймеры .

Когда кнопка запуска включена на внешней входной клемме ПЛК, соответствующий ей адрес входной клеммы X0 активирует назначенный битовый адрес программного обеспечения X000 в программе, которая активирует битовый адрес Y000 для включения реле главного контактора, внешнего подключенного к ПЛК. выходной терминал Y0.

Y000 подключается параллельно к X000, чтобы действовать как поддерживающий контакт для удержания цепи после отпускания пускового кнопочного переключателя X000, который также активирует Y001 для включения реле контактора звезды, а также таймера T0. По достижении заданного периода времени T0 программа передает команду на отключение контактора звезды в Y001, а затем включает контактор треугольника в Y002.

Предохранительные блокировки также предусмотрены в программе, которые поочередно подключаются между выходными битами Y001 и Y002, так что один не будет активирован, если другой не будет сначала деактивирован, и в этом случае Y001 не будет активирован, если Y002 не будет деактивирован, тогда как Y002 не будет также можно активировать без предварительной деактивации Y001.

Два последовательных контакта предназначены для остановки работы программы. Кнопочный переключатель останова с битовым адресом X001 и переключатель тепловой перегрузки с битовым адресом X002, которые оба служат в качестве последовательно соединенных средств отключения для деактивации выходного бита Y000, который разъединяет соответствующий удерживающий контакт, подключенный параллельно к биту X000 переключателя пусковой кнопки.

Схема

звезда-треугольник

Типовая принципиальная схема пускателя Direct On Line

S0 S1 S K1 F1 F2 F3

= = = = = =

ВЫКЛ. Предохранитель цепи управления

a) Основная цепь

b) Цепь управления для управления с мгновенным контактом

c) Схема управления для управления с постоянным контактом

Типовая принципиальная схема прямого / обратного пускателя (электрическая блокировка) L1 / L + F3 F2 S0 S2 K122 53 54 95 96

L1 / L + F3 F295 96

S1 S2 K222 53 54

10 2

S

S1

NSK-6970c

N / L

000 K1

21

21

K2

A1 A2

N / L

K1

A1 K2 A2

A1 A2

Кнопочное управление (мгновенная команда) Главная цепь S0: ‘ВЫКЛ’ Кнопка S1: ‘ВКЛ По часовой стрелке ‘ Кнопка S2: «ВКЛ. Против часовой стрелки» Кнопка S: Селекторный переключатель «По часовой стрелке — ВЫКЛ. Против часовой стрелки» K1: Контактор по часовой стрелке K2: Контактор против часовой стрелки

Управление селекторным переключателем (команда должна поддерживаться)

F1: Предохранители главной цепи F2: Реле перегрузки F3: Предохранитель цепи управления

Типовая принципиальная схема пускателя звезда-треугольник

Главная цепь

Цепь управления для кнопочного управления (мгновенная команда)

S0 S1 K1 K2 K3 K4 F2 F1 F3

= = = = = = = = =

ВЫКЛ. Кнопка ВКЛ. Кнопка Лин. Контактор Контактор звезды Дельта-контактор Таймер звезды-треугольник (7PU60 20) Реле перегрузки Резервный предохранитель Предохранитель цепи управления

NSK-6971c

K2

K1

K2

22 21

K1

22 21

Типовая принципиальная схема пускателя с автотрансформатором

S0 S1 K1 K2 K3 K5 K4 F1 F2 F3

= ВЫКЛ. tor = Контактор трансформатора = Главный контактор = Реле контактора (2NO + 2NC) = Реле времени (7PU6020) = Предохранители главной цепи = Реле перегрузки = Предохранитель цепи управления

b) Вспомогательная цепь для управления мгновенным контактом

a) Главная цепь

Внутренняя схема соединений для цепей катушки постоянного тока

K1: размеры от 3 до 6, от 3TF46 до 3TF51

K1: размеры от 8 до 12 от 3TF52 до 3TF56 K2: 3TF30 10 OB.. для 3TF54 / 55 3TF32 00-OB .. для 3TF56

K1: Размер 12 3TF57 K2: 3TC44 17 4A ..

Цепи управления, обозначенные пунктирными линиями, подключаются заказчиком.