Wat is een ster en een driehoek in een elektromotor

Theorie

Zoals eerder vermeld, zijn de ster- en driehoekaansluitschema's niet alleen kenmerkend voor de elektromotor, maar ook voor de transformatorwikkelingen, verwarmingselementen (bijvoorbeeld elektrische verwarmingselementen voor ketels) en andere belastingen.

Om te begrijpen waarom deze schema's voor het verbinden van elementen van een driefasig circuit zo worden genoemd, moet u ze enigszins wijzigen.

In de "ster" is de belasting van elk van de fasen met elkaar verbonden door een van de conclusies, dit wordt het neutrale punt genoemd. In de "driehoek" is elk van de laadklemmen in tegenstelling tot fasen verbonden.

Alles wat in het artikel wordt gezegd, is verder geldig voor driefasen asynchroon en synchrone machines.

Beschouw deze kwestie aan de hand van het voorbeeld van de aansluiting van de wikkelingen van een driefasige transformator of driefasige motor (in dit verband maakt het niet uit).

In deze figuur zijn de verschillen meer merkbaar, in de "ster" is het begin van de wikkelingen verbonden met fasegeleiders en zijn de uiteinden met elkaar verbonden, in de meeste gevallen is een nuldraad van de voedingsgenerator of transformator verbonden met hetzelfde belastingspunt.

De stip geeft het begin van de wikkelingen aan.

Dat wil zeggen, in de "driehoek" zijn het einde van de vorige wikkeling en het begin van de volgende verbonden, en de toevoerfase is op dit punt aangesloten. Als je het einde en het begin mengt, werkt de aangesloten machine niet.

Wat is het verschil

Als we het hebben over het verbinden van enkelfasige consumenten, zullen we het voorbeeld van drie elektrotenen kort analyseren, en in de 'ster', als een van hen opbrandt, blijven de twee overgebleven werken. Als twee van de drie doorbranden, zal er helemaal geen werken, omdat ze in paren zijn verbonden met een lineaire spanning.

In het driehoekscircuit zal de derde blijven werken, zelfs als er twee tien elementen uitbranden. Het heeft geen neutrale draad, het kan gewoon nergens worden aangesloten. En in de "ster" is het verbonden met een neutraal punt, en het is nodig om de fasestromen en hun symmetrie gelijk te maken in het geval van verschillende fasebelastingen (bijvoorbeeld 1 verwarming is aangesloten in een van de takken en 2 parallel voor de andere).

Maar als het bij een dergelijke verbinding (met een andere fasebelasting) nul opbrandt, dan zullen de spanningen niet hetzelfde zijn (waar meer belasting verzakt en waar minder - toeneemt). We schreven hier meer over in het artikel over fase-onbalans.

Houd er rekening mee dat het onmogelijk is om gewone enkelfasige apparaten (220V) tussen fasen aan te sluiten, bij 380V.Ofwel moeten de apparaten zijn ontworpen voor een dergelijk vermogen, ofwel moet het netwerk een lineaire 220V hebben (zoals bij elektrische netwerken met geïsoleerd neutraal enkele specifieke objecten, bijvoorbeeld schepen).

Maar met het aansluiten van een driefasige motornul is vaak niet verbonden met het middelpunt van de ster, omdat dit een symmetrische belasting is.

Stroom-, stroom- en spanningsformules

Om te beginnen zijn er twee verschillende spanningen in het stercircuit: lineair (tussen lineaire of fasedraden) en fase (tussen fase en nul). U lineair 1,73 (wortel van 3) keer groter dan U-fase. In dit geval zijn de lineaire en fasestromen gelijk.

UL = 1,73 * Uph

Il = Als

Dat is lijn- en fasespanning correleren zodat wanneer lineair in 380V, fase 220V is.

In de "driehoek" zijn de U-lineaire en U-fase gelijk en verschillen de stromen 1,73 keer.

Ul = Uf

IL = 1,73 * ALS

Kracht overweeg in beide gevallen dezelfde formules:

• volledig S = 3 * Sph = 3 * (Ul / √3) * I = √3 * Ul * I;
• actief P = √3 * Ul * I * cos φ;
• reactief Q = √3 * Ul * I * sin φ.

Bij het aansluiten van dezelfde belasting op dezelfde U-fase en U-lineair, zal het vermogen van de aangesloten apparaten 3 keer verschillen.

Stel dat er een motor is die op een driefasig 380/220 V-netwerk draait en dat de wikkelingen ervan zijn ontworpen om via een "ster" op het lichtnet te worden aangesloten met een lineaire spanning van 660 V. Dan, wanneer aangesloten op de "driehoek", zou de U-lijnvoeding 1,73 keer minder moeten zijn, dat wil zeggen 380 V, wat geschikt is om verbinding te maken met ons netwerk.

We zullen berekeningen geven om te laten zien wat de verschillen zijn voor de motor bij het schakelen van de wikkelingen van het ene circuit naar het andere.

Stel dat de statorstroom bij aansluiting op een driehoek in een 380V-netwerk 5A was, dan is het volledige vermogen gelijk aan:

S = 1,73 * 380 * 5 = 3287 VA

Schakel de elektromotor naar de "ster" en het vermogen zal met 3 keer afnemen, omdat de spanning op elke wikkeling 1,73 keer daalde (het was 380 per wikkeling, maar werd 220), en de stroom is ook 1,73 keer: 1,73 * 1 73 = 3. Dus, rekening houdend met de verlaagde waarden, berekenen we het totale vermogen.

S = 1,73 * 380 * (5/3) = 1,73 * 380 * 1,67 = 1070 VA

Zoals je kunt zien, viel de stroom 3 keer weg!

Maar wat zal er gebeuren als er een andere elektromotor is en deze werkte in de "ster" in het 380V-netwerk en de statorstroom is respectievelijk in dezelfde 5A en de wikkelingen zijn ontworpen om te worden aangesloten op de "driehoek" voor 220V (3 fasen), maar om een ​​of andere reden zijn ze aangesloten in een "driehoek" en aangesloten op 380V?

In dit geval neemt het vermogen 3 keer toe, omdat de spanning op de wikkeling nu omgekeerd 1,73 keer is verhoogd en de stroom hetzelfde is.

S = 1,73 * 380 * 5 * (3) = 9861 VA

Het motorvermogen is tegelijkertijd 3 keer meer dan nominaal geworden. Dus het brandt gewoon!

Daarom is het noodzakelijk om de elektromotor aan te sluiten volgens het wikkelverbindingsschema dat overeenkomt met hun nominale spanning.

Oefenen - hoe u een schema voor een specifiek geval kiest

Meestal werken elektriciens met een 380 / 220V-netwerk, dus laten we eens kijken hoe we met een ster of een driehoek een elektromotor kunnen aansluiten op zo'n driefasig elektrisch netwerk.

Bij de meeste elektromotoren kan het aansluitschema van de wikkelingen worden gewijzigd, hiervoor zijn er zes terminals in de brno, ze zijn zo gerangschikt dat je met behulp van een minimum aantal jumpers het circuit kunt samenstellen dat je nodig hebt. Eenvoudig gezegd: het einde van het begin van de eerste wikkeling bevindt zich boven het einde van de derde, het begin van de tweede, boven het einde van de eerste, het begin van de derde boven het einde van de tweede.

Hoe u twee opties voor het aansluiten van een elektromotor kunt onderscheiden, ziet u in de onderstaande afbeelding.

Laten we het hebben over welk schema we moeten kiezen. Het aansluitschema van de motorspoelen heeft geen speciaal effect op de motorbedrijfsmodus, op voorwaarde dat de nominale parameters van de motor overeenkomen met het net. Kijk hiervoor op het naamplaatje en bepaal voor welke spanning uw elektrische machine speciaal is ontworpen.

Meestal heeft de markering de vorm:

Δ / Y 220/380

Dit staat voor:

Als de grensvlakspanning 220 is, monteer dan de wikkelingen in een driehoek en als 380 - in een ster.

Om eenvoudig de vraag te beantwoorden "Hoe de wikkelingen van de motor aansluiten?" voor het aansluitschema hebben wij een keuzetabel voor u gemaakt:

Ster-driehoekschakeling voor een vlotte start

Wanneer de motor start, worden hoge inschakelstromen waargenomen. Om de startstromen van inductiemotoren te verminderen, wordt daarom een ​​startcircuit gebruikt waarbij de wikkelingen van ster naar delta worden geschakeld. Tegelijkertijd, zoals hierboven vermeld, moet de elektromotor worden ontworpen om verbinding te maken met de "driehoek" en te werken onder het lineaire netwerk.

Dus in onze driefasige energienetwerken (380 / 220V) worden voor dergelijke gevallen motoren met een nominale spanning van "380/660" gebruikt, respectievelijk voor "Δ / Y".

Bij het starten worden de wikkelingen ingeschakeld door een "ster" bij een verlaagde spanning van 380V (ten opzichte van de nominale 660V), de motor begint snelheid te winnen en op een bepaald moment (meestal door de timer, in gecompliceerde gevallen - door het signaal van stroom- en snelheidssensoren), schakelen de wikkelingen over naar een "driehoek" en werken al op hun nominale 380 volt.

De afbeelding hierboven beschrijft een dergelijke methode om de motoren te starten, maar als voorbeeld wordt een omschakelaar getoond, in de praktijk worden twee extra schakelaars (KM2 en KM3) gebruikt, hoewel het ingewikkelder is dan het gebruikelijke circuit voor het aansluiten van een elektromotor, het is niet het nadeel. Maar ze heeft een aantal voordelen:

• Minder belasting van het lichtnet door inschakelstromen.
• Dienovereenkomstig nemen lagere spanningsdalingen af ​​en wordt de kans op het stoppen van gerelateerde apparatuur verminderd.
• Zachte start van de motor.

Deze oplossing heeft twee belangrijke nadelen:

1. Het is noodzakelijk om twee driekernige kabels vanaf de locatie van de contactoren rechtstreeks naar de motorklemmen te leggen.
2. Het startkoppel daalt.

Conclusie

Als zodanig zijn er geen prestatieverschillen bij het aansluiten van dezelfde elektromotor volgens het ster- of driehoeksschema (het zal gewoon branden als je een fout maakt bij het kiezen). Evenals er zijn geen voor- en nadelen van een van de regelingen. Sommige auteurs noemen het argument dat de stroom in de "ster" minder is. Maar met hetzelfde vermogen van twee verschillende motoren, waarvan er één is ontworpen om in een "ster" te worden aangesloten en de tweede in een "driehoek" met het netwerk, bijvoorbeeld 380 V, zal de stroom hetzelfde zijn. En een en dezelfde motor kan niet "lukraak" worden geschakeld en "het is niet duidelijk waarvoor", omdat het gewoon opbrandt. Het belangrijkste is om de optie te kiezen die overeenkomt met de spanning van het lichtnet.

We hopen dat je nu duidelijker bent geworden over wat een ster en een driehoekscircuit in een elektromotor zijn, wat is het verschil tussen het aansluiten van elk van de methoden en hoe je een circuit kiest voor een bepaald geval. We hopen dat de verstrekte informatie nuttig en interessant voor je was!

Gerelateerde materialen:

• Wat is het verschil tussen wisselstroom en gelijkstroom
• Voor welke fase, nul en aarding
• Aansluitschema's van een driefasige elektrische meter