O que é uma estrela e um triângulo em um motor elétrico

Teoria

Como já mencionado, os esquemas de conexão em estrela e triângulo são característicos não apenas para o motor elétrico, mas também para os enrolamentos do transformador, elementos de aquecimento (por exemplo, elementos de aquecimento da caldeira elétrica) e outras cargas.

Para entender por que esses esquemas para conectar elementos de um circuito trifásico são chamados, é necessário modificá-los um pouco.

Na "estrela", a carga de cada uma das fases é interconectada por uma das conclusões, isso é chamado de ponto neutro. No “triângulo”, cada um dos terminais de carga está conectado a fases diferentes.

Tudo o que é declarado no artigo é ainda válido para trifásicos assíncrono e máquinas síncronas.

Considere esta questão no exemplo da conexão dos enrolamentos de um transformador trifásico ou motor trifásico (neste contexto, isso não importa).

Nesta figura, as diferenças são mais visíveis, na "estrela" o início dos enrolamentos é conectado aos condutores de fase e as extremidades são conectadas juntas, na maioria dos casos, um fio zero do gerador ou transformador de alimentação é conectado ao mesmo ponto de carga.

O ponto indica o início dos enrolamentos.

Ou seja, no "triângulo", o final do enrolamento anterior e o início do próximo são conectados, e a fase de suprimento é conectada a este ponto. Se você confundir o final e o começo, a máquina conectada não funcionará.

Qual é a diferença

Se falarmos sobre conectar consumidores monofásicos, analisaremos brevemente o exemplo de três eletrotenos, depois na “estrela”, se um deles queimar, os dois restantes continuarão funcionando. Se dois dos três queimarem, nenhum funcionará, pois estão conectados em pares a uma tensão linear.

No circuito do triângulo, mesmo quando 2 dez elementos se esgotam, o terceiro continua funcionando. Não há fio neutro, simplesmente não há lugar para conectá-lo. E na “estrela” ele está conectado a um ponto neutro, e é necessário equalizar as correntes de fase e sua simetria no caso de diferentes cargas de fase (por exemplo, 1 aquecedor é conectado em um dos ramos e 2 em paralelo para os outros).

Mas se em uma conexão desse tipo (com uma carga de fase diferente) queima zero, as tensões não serão as mesmas (onde mais carga diminui e menos aumenta). Escrevemos mais sobre isso no artigo desequilíbrio de fase.

Deve-se ter em mente que é impossível conectar dispositivos monofásicos comuns (220V) entre fases, a 380V.Os dispositivos devem ser projetados para essa energia ou a rede deve estar com um 220V linear (como em redes elétricas com neutro isolado alguns objetos específicos, por exemplo, navios).

Mas com conexão de um motor trifásico, o zero geralmente não está conectado ao ponto médio da estrela, pois é uma carga simétrica.

Fórmulas de potência, corrente e tensão

Para começar, existem duas tensões diferentes no circuito em estrela - linear (entre fios lineares ou de fase) e fase (entre fase e zero). U linear 1,73 (raiz de 3) vezes maior que a fase U. Nesse caso, as correntes lineares e de fase são iguais.

UL = 1,73 * Uph

Il = If

I.e tensão de linha e fase correlacionar de modo que quando linear em 380V, a fase é 220V.

No "triângulo", a fase U-linear e a fase U são iguais e as correntes diferem em 1,73 vezes.

Ul = Uf

IL = 1,73 * SE

Poder nos dois casos, considere as mesmas fórmulas:

• S = 3 * Sph = 3 * (Ul / √3) * I = √3 * Ul * I;
• ativo P = √3 * Ul * I * cos φ;
• reativo Q = √3 * Ul * I * sin φ.

Ao conectar a mesma carga na mesma fase U e U-linear, a potência dos dispositivos conectados diferirá 3 vezes.

Suponha que exista um motor que funcione em uma rede trifásica de 380/220 V e seus enrolamentos sejam projetados para serem conectados via "estrela" à rede elétrica com uma tensão linear de 660 V. Então, quando conectado ao "triângulo", a fonte de linha U deve ser 1,73 vezes menor, ou seja, 380V, o que é adequado para conectar-se à nossa rede.

Daremos cálculos para mostrar quais serão as diferenças para o motor ao mudar os enrolamentos de um circuito para outro.

Suponha que a corrente do estator, quando conectada a um triângulo em uma rede de 380V, seja 5A, então sua potência total seja igual a:

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

Troque o motor elétrico para a “estrela” e a potência diminuirá em 3 vezes, pois a tensão em cada enrolamento diminuiu 1,73 vezes (era 380 por enrolamento, mas passou a ser 220), e a corrente também é 1,73 vezes: 1,73 * 1 , 73 = 3. Portanto, considerando os valores reduzidos, calcularemos a potência total.

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

Como você pode ver, a energia caiu 3 vezes!

Mas o que acontecerá se houver outro motor elétrico e ele funcionar na “estrela” na rede de 380V e a corrente do estator estiver na mesma 5A, respectivamente, e os enrolamentos forem projetados para serem conectados ao “triângulo” por 220V (3 fases), mas por algum motivo eles conectado em um "triângulo" e conectado a 380V?

Nesse caso, a potência aumentará 3 vezes, já que a tensão no enrolamento agora é vice-versa aumentada em 1,73 vezes e a corrente é a mesma.

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

A potência do motor se tornou mais do que nominal nas mesmas três vezes. Então, apenas queima!

Portanto, é necessário conectar o motor elétrico de acordo com o esquema de conexão do enrolamento que corresponde à sua tensão nominal.

Prática - como escolher um esquema para um caso específico

Na maioria das vezes, os eletricistas trabalham com uma rede de 380/220 V, então vamos ver como conectar, com uma estrela ou um triângulo, um motor elétrico a uma rede elétrica trifásica.

Na maioria dos motores elétricos, o diagrama de conexão dos enrolamentos pode ser alterado; para isso, existem seis terminais no brno, dispostos de forma que, com a ajuda de um conjunto mínimo de jumpers, você possa montar o circuito de que precisa. Em palavras simples: a conclusão do início do primeiro enrolamento está localizada acima do final do terceiro, o começo do segundo, acima do final do primeiro, o começo do terceiro acima do final do segundo.

Como distinguir duas opções para conectar um motor elétrico que você vê na figura abaixo.

Vamos falar sobre qual esquema escolher. O esquema de conexão das bobinas do motor não tem um efeito especial na operação do motor, desde que os parâmetros nominais do motor correspondam à rede elétrica. Para fazer isso, observe a placa de identificação e determine para qual voltagem sua máquina elétrica foi projetada.

Normalmente, a marcação tem a forma:

Δ / Y 220/380

Isso significa:

Se a tensão interfacial for 220, monte os enrolamentos em um triângulo e se 380 - em uma estrela.

Para simplesmente responder à pergunta "Como conectar os enrolamentos do motor?" fizemos um gráfico de seleção para o diagrama de conexão:

Comutação Star-Delta para um início suave

Quando o motor arranca, são observadas altas correntes de irrupção. Portanto, para reduzir as correntes de partida dos motores de indução, um circuito de partida é usado comutando os enrolamentos de estrela para delta. Ao mesmo tempo, como mencionado acima, o motor elétrico deve ser projetado para conectar-se ao "triângulo" e funcionar em Ulinear sua rede.

Assim, em nossas redes de energia trifásicas (380 / 220V), para tais casos, são utilizados motores classificados em "380/660" Volts, para "Δ / Y", respectivamente.

Ao iniciar, os enrolamentos são ligados por uma "estrela" a uma tensão reduzida de 380V (relativa à nominal de 660V), o motor começa a ganhar velocidade e em um determinado ponto no tempo (geralmente por temporizador, em casos complicados - pelo sinal dos sensores de corrente e velocidade), os enrolamentos passam para um "triângulo" e funcionam já em seus 380 volts.

A ilustração acima descreve esse método de partida dos motores, mas como um exemplo, uma chave de comutação é mostrada, na prática, dois contatores adicionais (KM2 e KM3) são usados, embora seja mais complicado que o circuito usual para conectar um motor elétrico, não é sua desvantagem. Mas ela tem várias vantagens:

• Menos carga na rede devido a correntes de irrupção.
• Consequentemente, a queda de tensão mais baixa e a probabilidade de parar o equipamento relacionado são reduzidas.
• Partida suave do motor.

Existem duas principais desvantagens desta solução:

1. É necessário instalar dois cabos de três núcleos a partir da localização dos contatores diretamente nos terminais do motor.
2. O torque inicial cai.

Conclusão

Como tal, não há diferenças no desempenho ao conectar o mesmo motor elétrico de acordo com o esquema de estrela ou triângulo (ele simplesmente queimará se você cometer um erro ao escolher). Assim como não há vantagens e desvantagens de nenhum dos esquemas. Alguns autores citam o argumento de que a corrente na "estrela" é menor. Mas com a mesma potência de dois motores diferentes, um dos quais é projetado para ser conectado em uma "estrela" e o segundo em um "triângulo" à rede, por exemplo, 380V, a corrente será a mesma. E um e o mesmo mecanismo não pode ser ligado "aleatoriamente" e "não está claro para quê", pois simplesmente queima. O principal é escolher a opção que corresponde à tensão da rede elétrica.

Esperamos que agora você tenha se tornado mais claro sobre o que são um circuito em estrela e triângulo em um motor elétrico, qual é a diferença na conexão de cada um dos métodos e como escolher um circuito para um caso específico. Esperamos que as informações fornecidas tenham sido úteis e interessantes para você!

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