Соединение обмоток асинхронного двигателя. Осуществление схем включения треугольником. Комментарии и отзывы

Трехфазные электродвигатели обладают более высокой эффективностью, чем однофазные на 220 вольт. Если у Вас в доме или гараже есть ввод на 380 Вольт, тогда обязательно покупайте компрессор или станок с трехфазным электродвигателем. Это обеспечит более стабильную и экономичную работу устройств. Для пуска мотора не понадобятся различные пусковые устройства и обмотки, потому что вращающееся магнитное поле возникает в статоре сразу после подключения к электросети 380 Вольт.

Выбор схемы включения электродвигателя

Схемы подключения 3-х фазных двигателей при помощи магнитных пускателей Я подробно описывал в прошлых статьях: « » и « «.

Подключить трех фазный двигатель возможно и в сеть 220 Вольт с использованием конденсаторов по . Но будет значительное падение мощности и эффективности его работы.

В статоре асинхронного двигателя на 380 В расположены три отдельные обмотки, которые соединяются между собой в треугольник или звезду и к трем лучам или вершинам подключаются 3 разноименные фазы.

Вы должны учитывать , что при подключении звездой пуск будет плавным, но для того что бы достичь полной мощности необходимо подключить мотор треугольником. При этом мощность возрастет в 1.5 раза, но ток при запуске мощных или средних моторов будет очень высоким, и да же может повредить изоляцию обмоток.

Перед подключением электродвигателя ознакомьтесь с его характеристиками в паспорте и на шильдике. Особенно это важно при подключении 3 фазных электродвигателей западно-европейского производства, которые рассчитаны на работу от сети напряжением 400/690. Пример такого шильдика на картинке снизу. Такие моторы подключаются только по схеме «треугольник» к нашей электросети. Но многие монтажники подключают их аналогично отечественным в «звезду» и электромоторы при этом сгорают, особенно быстро под нагрузкой.

На практике все электродвигатели отечественного производства на 380 Вольт подключаются звездой. Пример на картинке. В очень редких случаях на производстве для того что бы, выжать всю мощность используется комбинированная схема включения звезда-треугольник. Об этом подробно узнаете в самом конце статьи.

Схема подключения электродвигателя звезда треугольник

В некоторых наших электромоторах выходит всего 3 конца из статора с обмотками- это означает, что уже внутри двигателя собрана звезда. Вам только остается подключить к ним 3 фазы. А для того, что бы собрать звезду необходимы оба конца, каждой обмотки или 6 выводов.

Нумерация концов обмоток на схемах идет слева направо. К номерам 4, 5 и 6 подключаются 3 фазы А-В-С от электросети.

При соединении звездой трёхфазного электродвигателя начала его обмоток статора соединяются вместе в одной точке, а к концам обмоток подключаются 3 фазы электропитания на 380 Вольт.

При соединении треугольником статорные обмотки между собой соединяются последовательно. Практически, необходимо соединить конец одной обмотки с началом следующей. К трем точкам соединения их между собой подключаются 3 фазы питания.

Подключение схемы звезда-треугольник

Для подключения мотора по довольно редкой схеме звезды при запуске, с последующим переводом для работы в рабочем режиме в схему треугольника. Так Мы сможем выжать максимум мощности, но получается довольно сложная схема без возможности реверсирования или изменения направления вращения.

Для работы схемы необходимы 3 пускателя. На первый К1 подключено электропитание с одной стороны, а с другой — концы обмоток статора. Их же начала подключены к К2 и К3. С пускателя К2 начала обмоток подключаются соответственно на другие фазы по схеме треугольник. При включении К3 все 3 фазы закорачиваются между собой и получается схема работы звездой.

Внимание , одновременно не должны включаться магнитные пускатели К2 и К3, а то произойдет произойдет аварийное отключение автомата защиты из-за возникновения межфазного короткого замыкания. Поэтому и делается электрическая блокировка между ними- при включении одного из них размыкается блок контактами цепь управления другого.

Схема работает следующим образом. При включении пускателя К1 реле времени включает К3 и двигатель запускается по схеме звезда. По истечении заданного промежутка, достаточного для полного запуска двигателя реле времени отключает пускатель К3 и включает К2. Мотор переходит на работу обмоток по схеме треугольник.

Отключение происходит пускателем К1. При повторном запуске все снова повторяется.

Похожие материалы:

попробовал еще такой вариант.соединение звезда.запускаю двигатель 3 киловатт при помощи конденсатора 160 микрофарад.а дальше убираю его из сети(если не убрать из сети то конденсатор начинает греться) .и двигатель работает самостоятельно на довольно таки неплохих оборотах. возможно ли в таком варианте его использовать?не опасно?

Роман :

Здравствуйте! Есть Частотник Веспер на 1,5 квт, который трансформирует от одной фазы 220 вольт сети в 3 фазы на выходе с межфазным 220в для питания асинхронного 1,1 квт. дв. 1500 об/мин. Однако при отключении сети 220 вольт необходимо запитать его от Инвертора прямого тока, который в качестве резервного источника питания использует АКБ. Вопрос в том, возможно ли сделать такое через перекидной рубильник АВВ (т.е. перейти вручную на питание Веспера от инвертора прямого тока) и не повредится ли при этом Инвертор прямого тока?

Опытный Электрик :

Роман, здравствуйте. Для этого надо читать инструкцию или задавать вопросы производителю инвертора, а именно, способен ли инвертор на подключение к нагрузке (или другими словами его перегрузочная способность в течение короткого времени). Если же не рисковать, то проще (когда пропадает 220 вольт), отключить автоматом или рубильником электродвигатель, включить перекидным рубильником питание от инвертора (таким образом запитать частотник) и затем уже включить двигатель. Или делать схему бесперебойной работы — на постоянной основе подавать сетевое напряжение на инвертор, а с инвертора забирать на частотник. В случае отключения электричества, инвертор остается в работе благодаря АКБ и перерыва в электроснабжении не наступает.

Сергей :

Добрый день. Однофазный двигатель от старой, советской стиральной машины при каждом запуске вращается в разные стороны (нет системы). У двигателя есть 4 вывода(2 толстых,2 тонких. Подключил через выключатель с третьим отходящим контактом. После запуска двигатель работает устойчиво (не греется). Не могу понять почему идет вращение в разные стороны.
1. Опытный Электрик :
  
  Сергей, здравствуйте. Все дело в том, что однофазному двигателю без разницы куда вращаться. Поле не круговое (как в трехфазной сети), а пульсирующее 1/50 секунды на фазе «плюс» относительно нуля, а 1/50 — «минус». Все равно что сто раз в секунду вы будете крутить батарейку. Только после того, как двигатель раскрутился тогда уже он сохраняет свое вращение. В старой стиральной машине могло и не предусматриваться строгое направление вращения. Если предположить такое, то в момент запуска на «положительной» полуволне синусоиды он запускается в одну сторону, при отрицательной полуволне — в другую. Есть смысл попробовать задать смещение тока пусковой обмотки через конденсатор. Ток в пусковой обмотке начнет опережать напряжение и будет задавать вектор вращения. Я так понимаю, у вас сейчас два провода (фаза и ноль) идут на двигатель от рабочей обмотки. Один из проводов пусковой обмотки объединен с фазой (условно, просто фактически намертво с одним из проводов), а второй провод через третий нефиксирующийся контакт идет на ноль (тоже условно, по факту на другой из сетевых проводов). Вот и попробуйте между проводом и нефискирующимся контактом установить конденсатор емкостью от 5 до 20 мкФ и понаблюдайте за результатом. В теории вы должны жестко задать этим направление магнитного поля. По факту это конденсаторный двигатель (однофазные асинхронные все конденсаторные) и тут возможны только три момента: либо конденсатор работает всегда и тогда надо подбирать емкость, либо он задает вращение, либо запуск происходит без него, но в любую сторону.
Галина :

Здравствуйте
Сергей :

Добрый день. Собрал схему, как вы говорили, конденсатор установил на 10 мкф, запускается двигатель устойчиво теперь только в одну сторону. Смена направления вращения только в случае если поменять местами концы пусковой обмотки. Поэтому теория на практике сработала безупречно. Спасибо большое за совет.
Galina :

Спасибо за ответ, Я купила в китае фрезерный станок с чпу, двигатель 3х фазный на 220, а у нас (я живу в аргентине) сеть однофазная на 220, либо 3х фазная на 380
консультировалась у местных специалистов — говорят что надо менять двигатель, но очень не хочется. Помогите советом как подключить станок.
Galina :

Здравствуйте! Огромное Вам спасибо за информацию! Через пару дней приходит станок. посмотрю что там на самом деле, а не только на бумаге, и я полагаю у меня ещё будут к Вам вопросы. Ещё раз спасибо!
Здравствуйте! А возможен такой вариант: провести линию 3 фазы 380 v и поставить понижающий трансформатор, чтобы иметь 3 фазы 220v? В станке 4 двигателя, основной мощностью 5,5 kw. Если это возможно, то какой тр-р нужен?
Юра :

Здравствуйте!
Подскажите пожалуйста — можно ли запитать асинхронный трехфазный эл-двигатель 3,5 кВт от 12-ти вольтовых аккумуляторов? Например с помощью трёх бытовых инверторов 12-220 с чистой синусоидой.
1. Опытный Электрик :
  
  Юрий, здравствуйте. Чисто теоретически это возможно, но на практике вы столкнетесь с тем, что при запуске асинхронный двигатель создает большой пусковой ток и вам придется брать соответствующий инвертор. Второй момент это полное фазирование (сдвиг частоты у трех инверторов на угол 120° относительно друг друга), что невозможно сделать, если это не предусмотрено производителем, потому добиться синхронизации вручную при частоте 50 Гц (50 раз в секунду) вы не сможете. Плюс мощность двигателя довольно большая. Исходя из этого я бы вам порекомендовал обратить внимание на связку «аккумулятор-инвертор-частотный преобразователь». Частотный преобразователь способен выдавать требуемые сихнронизированные фазы того напряжение, которое будет на входе. Практически все двигатели имеют возможность включения на 220 и 380 вольт. Следовательно, получив нужный вольтаж и получив нужную схему соединения можно с помощью частотного преобразователя сделать плавный запуск избежав больших пусковых токов.
  1. Юра :
    
    я немного не понял — инверторы у меня на 1,5кВт, то есть вы советуете использовать батарею аккумуляторов и один такой инвертор в связке с частотником? а как он вытянет???
    или же вы советуете использовать инвертор соответсвующей мощности — 3,5кВт? тогда непонятна необходимость частотного преобразователя…
    1. Опытный Электрик :
      
      Постараюсь объяснить.
      1. Изучите информацию о трехфазном токе. Три фазы, это не три напряжения на 220 вольт. Каждая фаза имеет частоту 50 герц, то есть 100 раз в секунду меняет свое значение с плюса на минус. Для того, чтобы асинхронный двигатель начал работать, ему нужно круговое поле. В этом поле три фазы сдвинуты друг относительно друга на угол 120°. Другими словами фаза А достигает своего пика, через 1/3 времени этого пика достигает фаза В, через 2/3 времени фаза С, затем процесс повторяется. Если смена пиков синусоиды будет происходить хаотично, двигатель не начнет вращаться, он будет просто гудеть. Следовательно, либо ваши инверторы должны быть сфазированы, либо в них нет смысла.
      2. Изучите информацию об асинхронных двигателях. Пусковой ток достигает значений 3-8 кратных номинальному. Следовательно, если взять примерное значение 5 ампер, то при запуске двигателя ток может быть 15-40 ампер или 3,3 — 8,8 кВт на фазу. Инвертор меньшей мощности сгорит сразу, значит надо брать инвертор по максимальной мощности, даже если она будет длиться всего полсекунды или еще меньше, а это будет дорогое удовольствие.
      3. Изучите информацию по частотному преобразователю. Частотник может обеспечить как плавный запуск, так и преобразование одной фазы в три. Плавный запуск позволит избежать больших пусковых токов (и покупки сверхмощного инвертора), а преобразование одной фазы в три позволит избежать дорогостоящей процедуры сфазирования инверторов (если они изначально к этому не приспособлены, то своими силами вы точно не сможете это сделать и вам придется найти хорошего электронщика).
      
      Я советую взять мощный инвертор в связке с частотным преобразователем, если вам очень необходимо получить полную мощность от вашего двигателя.

Валерий :

Здравствуйте. Подскажите, пожалуйста, можно ли использовать этот двигатель (импортный) для включения в нашу сеть 220V для деревообрабатывающего станка?
На шильде 4 варианта:
— 230, треугольник, 1.5kw, 2820 /мин., 5.7А, 81.3%
— 400, звезда, 1.5kw, 2800/мин., 3.3А, 81.3%
— 265, треугольник, 1.74kw, 3380/мин, 5.7А, 84%
— 460, эвезда, 1.74kw, 3380/мин, 3.3А, 84%
Судя по этому, данный двигатель очень хорошо подойдет для д.о. станка (по 1-му варианту). Наверное, в коробке 6 контактов? Хорошие (относительно) обороты. Смущает 230V — как поведет себя в сети 220V? Почему максимальный ток именно по варианту 1, 3?
Можно ли использовать этот двигатель для д/о станка и как подключать в сеть 220V?

Валерий :

Спасибо большое за все. За терпение, повторное разъяснение всего, что много раз повторялось в других комментариях. Все это я перечитал, местами не раз. Я много читал инф. на разных сайтах по переводу 3-х ф.двиг. в сеть 220v. (с момента, как мне помощники подпалили эл. двиг. самодельного небольшого станка). Но у вас я почерпнул намного больше, такие особенности, о которых не знал и не встречал раньше. Сегодня после поисковика зашел на этот сайт, перечитал почти все комментарии и был поражен полезностью, доступностью информации.
По поводу моих вопросов. Дело вот в чем. На моем старом станке (бывшем, отца) стоит такой же старый эл. дв. Но потерял мощность, «бьется» с корпуса (наверное, подгоревшая обмотка коротит). Там нет бирки, классический треугольник, без клем — когда-то переделывался, наверное. Мне предлагают новый двиг, польский, кажется, с приведенными вариантами на бирке. Кстати, там 50 Гц по каждому варианту. И после отправки комментария внимательно посмотрел все 4 приведенные варианта и понял почему в треугольнике ток выше.
Буду брать, включать в 220 по 1 варианту в треугольник через конденсаторы с 70% мощности. Передаточное число можно увеличить, но мощности для станка могло бы быть и больше.
Да, кроме классического треугольника и звезды встречаются другие варианты включения 380 в сеть 220. И существует (Вы знаете) более простой способ определения начала обмоток с помощью батарейки и стрелочника.
Валерий :

Сегодня получил фото шильды эл. дв. Вы правы. Там по 3 и 4 варианту 60Гц. И теперь понятно, что не могло быть иначе и что при 50Гц — максимум 3000 об. Еще вопрос. Как надежно и продолжительно при одном включении работают электролитические конденсаторы через мощный диод в качестве рабоч. конд.?
Александр :

Здравствуйте,подскажите- как прикрепить файл с фоткой, чтобы задать вопросик?
Сергей :

Добрый день.
Немного истории. На водогрейном котле (промышленный большой — для отопления предприятия) использую два циркуляционных насоса ВИЛО с германским электродвигателем 7,5 кВт каждый. При получении обоих насосов мы их подключили «треугольником». Проработали неделю (все нормально было). Приехали наладчики автоматики водогрейного котла и сказали нам, что схему подключения обоих двигателей переключить на «звезду». Проработали неделю и один за другим оба движка сгорели. Подскажите, может ли переподключение с треугольника на звезду явиться причиной перегоревших германских двигателей? Спасибо.
Александр :

Здравствуйте Опытный Электрик) Скажите свое мнение по поводу такой схемы подключения двигателей, наткнулся на нее на одном форуме

«Неполная звезда встречная, с рабочими конденсаторами в двух обмотках»
Ссылка на схему и диаграмму с описанием принципа работы такой схемы — https://1drv.ms/f/s!AsqtKLfAMo-VgzgHOledCBOrSua9

Говориться, что такая схема подключения двигателя была разработана для двухфазной сети и наилучшие результаты показывает при подключении на 2 фазы. Но в однофазной сети 220в она применяется потому что,имеет лучшие характеристики чем классические:звезда и треугольник.
Что скажите про такой вариант подключения трех-фазного двигателя в сеть 220в. Имеет право на жизнь? хочу попробовать ее на самодельной газонокосилке.
1. Опытный Электрик :
  
  Александр, здравствуйте. Ну что вам сказать? Во-первых, невероятно сильно «подкупает» грамотность как изложения материала, так и грамотность языка статьи. Во-вторых, про этот способ почему-то знает очень мало людей. В-третьих, если бы этот способ был действенным и лучшим, его бы давно включили в учебную литературу. В-четвертых, нигде нет теоретической выкладки этого способа. В-пятых есть пропорции, но нет формул для расчета емкости (то есть, условно, можно взять за точку отсчета 1000 мкФ или 0,1 мкФ — главное — соблюсти пропорции???). В-шестых, тему писал совсем не электрик. В седьмых, лично у меня не укладывается в голове первая обмотка, которая включена задом наперед и через конденсатор — все это наводит на размышления, что кто-то что-то придумал и хочет что-то выдать за изобретение, которое якобы лучше работает для двухфазной сети. Теоретически, такое можно допустить, но для размышлений мало теоретических данных. В теории, если каким-то образом получать то одну, то другую полуволну из одной или другой фазы, но схема тогда должна иметь другой вид (при использовании двух фаз, это однозначно звезда, но с использованием нулевого провода и двух конденсаторов к нему или от него… и опять же, получается фигня. В общем, поэкспериментируйте, а потом отпишитесь — мне интересно, что получится, но я лично, подобные эксперименты проводить не хочу, ну или если мне дадут двигатель и скажут — его можно убивать, тогда поэкспериментирую. По поводу подбора конденсаторов я уже писал и в комментариях, и в ссылках на статью «Конденсатор для трехфазного двигателя» на этом сайте и на сайте «потомственного мастера» — бездумно ставить конденсатор по формуле не надо. Надо учитывать нагрузку двигателя и подбирать конденсатор по рабочему току в конкретном цикле работы.
  1. Александр :
    
    Спасибо за ответ.
    На форуме где я на это наткнулся, несколько человек пробовали эту схему на своих двигателях (включая человека который ее выложил)-говорят что результатами ее работы очень довольны. По поводу компетентности человека ее предложившего, я так понял он вроде в теме (и модератор того форума), схема не его, как он говорил сам ее нашел в каких то старых книгах по двигателям.Но то такое, у меня есть движок подходящий для экспериментов, попробую на нем.
    По поводу формул, я просто не все записи с той ветки представил, там много чего написано,из главного вот еще добавил если интересно посмотрите по той же ссылке.
    1. Опытный Электрик :
      
      Александр, поэкспериментируйте, и напишите результат. Я могу сказать одно — я любознательный товарищ, но про такую схему ни из учебников, ни из уст многих авторитетных старших товарищей не слышал. У меня сосед еще более любознательный электронщик с уклоном в электричество тоже не слышал. На днях попробую спросить его.
      Компетентность штука такая… сомнительная, когда речь идет об интернете. Вы никогда не знаете, кто сидит с той стороны экрана и что он из себя представляет, и висит ли у него на стене диплом, о котором он говорит, и знает ли он что либо из предметов, которые указаны в дипломе. Я нисколько не пытаюсь обхаять человека, просто пытаюсь сказать, что не всегда надо верить на сто процентов человеку с той стороны экрана. Случись что, вы его не сможете за вредный совет прижать к стенке, а это рождает полную безответственность.
      Есть еще один «черный» момент — форумы зачастую создаются для того, чтобы приносить доход и для этого хороши все средства, как вариант, предложить какую-то хитрую тему, раскрутить ее, пусть даже она не совсем рабочая, но уникальная, то есть, только на его сайте. А «несколько» человек, это может быть как раз модератор, под несколькими никами сам с собой побеседовать для раскрутки темы. Опять же не хаю конкретно того человека, но такой вот черный пиар форума уже встречал.
      Теперь коснемся старых книг и советского союза. В СССР было мало дураков (среди тех, кто занимался разработками) и если бы схема себя зарекомендовала, наверняка она была бы включена в учебники, по которым я учился, хотя бы для упоминания и для общего развития, что такой вариант возможен. Да и преподаватели у нас были не дураки, а по электрическим машинам дядька так вообще давал очень много интересной информации сверх учебного плана, но и он об этой схеме не слыхивал.
      Вывод, я не верю, что эта схема лучше (возможно для двух фаз и лучше, но это еще надо посмотреть и нарисовать «правильную» схему, чтобы было понятно действие токов и их смещение), хотя и допускаю, что она работает. Таких вариантов, когда кто-то что-то намудрил, а оно работает — полно 🙂 Как правило, человек сам не понимает, что сделал и не вникает в суть, но пытается усиленно что-то модернизировать.
      Ну и еще один вывод: если бы эта схема реально была бы лучше, то она была бы как минимум известна, но я о ней узнал только от вас при всей своей неуёмной любознательности.
      В общем, жду от вас мнений и результатов, а там глядишь и сам проведу эксперимент с соседом уже на практико-теоретической базе.
  2. Александр :
    
    Здравствуйте. Вы правы) я треугольником сразу подключал в мастерской, правда не косил на нем, и работу двигателя могу оценить только визуально,на слух и по своим ощущениям) так как делать замеры тех же токов на разных схемах у меня нечем. Я от серьезной электрики далекий, могу в основном по готовой схеме с уже известными деталями что то в кучу скрутить, прозвонить да 220-380 вольтметром проверить). В описании схемы было сказано, что ее преимущество в меньших потерях мощности двигателя и в режиме его работы, приближенном к номинальному. Скажу, что на треугольнике мне легче было затормозить вал на двигателе, чем на этой схеме. Да и вращался он на ней, я бы сказал шустрее. У меня на этом двигателе она работает и как работает сам двигатель мне понравилось, поэтому собирать и запихивать по очереди две схемы в одну коробку и проверять как косит я не стал. Я пока конденсаторы во временную коробку запихнул, чтоб посмотреть как будет работать еще (может добавить или убрать придется чего то еще), а потом думал все это дело красиво и компактно оформить с защитой какой то может. Мне вот интересно там где я на эту схему наткнулся, люди по ней подключали мало мощные двигатели и никто не писал про подключение хотя бы 1,5 или 2 кВт. Для них я так понимаю нужно много (по сравнению с треугольником) конденсаторов, да еще и на высокое напряжение должны быть. Я здесь и решил поспрашивать про эту схему,так как действительно нигде раньше о ней не слышал и думал может спецы скажут с точки зрения теории и науки — должна она работать или нет.
    Точно могу сказать двигатель крутиться и как по мне — очень даже неплохо, а вот что там должно быть с токами, напряжениями и что там должно отставать или опережать по этой схеме и хотелось бы услышать от кого то знающего. Может эта схемка просто развод? и она от того же треугольника ничем не отличается (кроме лишних проводов и конденсаторов. У меня дома сейчас уже нет надобности в мощных двигателях, что бы попробовать подключить их через конденсаторы по этой схеме и посмотреть как бы они работали. Раньше были и циркулярка и фуганок, так на них двигатели около 2,5 кВт подключенные по треугольнику, глохли если чуть больше нагрузку дашь, как будто в них не больше киловатта было. Сейчас просто все это в цеху есть в котором 380 есть. Еще пару-тройку раз покошу, и если все будет «гут» оформлю свою чудо-косилку грамотно и выложу фото, может кому то пригодиться.
    
    Владимир :
    
    Добрый вечер подскажите как поменять направление вращения вала электродвигателясинхронного 380В подключенный со звезды на треугольник.

Типичные случаи соединений в звезду и треугольник генераторов, трансформаторов и электроприемников рассмотрены в статьях "Схема соединения "Звезда " и "Схема соединения "Треугольник ". Остановимся теперь на важнейшем вопросе о мощности при соединениях в звезду и треугольник, так как для работы каждого механизма, приводимого в действие электродвигателем или получающего питание от генератора или трансформатора, в конечном итоге важна именно мощность .

В сетях переменного тока различают:
полную (кажущуюся) мощность S = E × I или S = U × I ;
активную мощность P = E × I × cos φ или P = U × I × cos φ ;
реактивную мощность Q = E × I × sin φ или Q = U × I × sin φ ,
где Е – электродвижущая сила (э. д. с.); U – напряжение на зажимах электроприемника; I – ток; φ – угол сдвига фаз между током и напряжением 1 .

При определении мощности генераторов в формулы входят э. д. с, при определении мощности электроприемииков – напряжения на их зажимах. При определении мощности электродвигателей учитывают также коэффициент полезного действия, так как на табличке электродвигателя указывается мощность на его валу.

Если мощности фаз S a (P a , Q a); S b (P b , Q b); S c (P c , Q c) одинаковы и соответственно равны S ф, P ф и Q ф, то мощность трехфазной системы, выраженная через фазные величины, равна сумме мощностей трех фаз и составляет:
полная S = 3 × S ф;
активная P = 3 × P ф;
реактивная Q = 3 × Q ф.

Мощность при соединении в звезду

При соединении в звезду линейные токи I и фазные токи I ф равны, а между фазными
и линейными напряжениями существует соотношение U = √3 × U ф, откуда U ф = U / √3.

Сопоставляя эти формулы, видим, что выраженные через линейные величины при соединении в звезду мощности равны:
полная S = 3 × S ф = 3 × (U / √3) × I = √3 × U × I ;
активная P = √3 × U × I × cos φ ;
реактивная Q = √3 × U × I × sin φ .

Мощность при соединении в треугольник

При соединении в треугольник линейные U и фазные U ф напряжения равны, а между фазными и линейными токами существует соотношение I = √3 × I ф, откуда I ф = I / √3.

Поэтому выраженные через линейные величины при соединении в треугольник мощности равны:
полная S = 3 × S ф = 3 × U × (I / √3) = √3 × U × I ;
активная P = √3 × U × I × cos φ ;
реактивная Q = √3 × U × I × sin φ .

Важное замечание. Одинаковый вид формул мощности для соединений в звезду и треугольник иногда служит причиной недоразумений, так как наталкивает недостаточно опытных людей на неправильный вывод, будто вид соединений всегда безразличен. Покажем на одном примере, насколько ошибочен такой взгляд.

Электродвигатель был соединен в треугольник и работал от сети 380 В при токе 10 А с полной мощностью

S = 1,73 × 380 × 10 = 6574 В×А.

Затем электродвигатель пересоединили в звезду. При этом на каждую фазную обмотку пришлось в 1,73 раза более низкое напряжение, хотя напряжение в сети осталось тем же. Более низкое напряжение привело к тому, что ток в обмотках уменьшился в 1,73 раза. Но и этого мало. При соединении в треугольник линейный ток был в 1,73 раза больше фазного, а теперь фазный и линейный токи равны.

Таким образом, линейный ток при пересоединении в звезду уменьшился в 1,73 × 1,73 = 3 раза.

Иными словами, хотя новую мощность нужно вычислять по той же формуле , но подставлять в нее следует иные величины , а именно:

S 1 = 1,73 × 380 × (10 / 3) = 2191 В×А.

Из этого примера следует, что при пересоединении электродвигателя с треугольника в звезду и питании его от той же электросети мощность, развиваемая электродвигателем, снижается в 3 раза .

Что происходит при переключении со звезды в треугольник и обратно в наиболее распространенных случаях?

Оговариваем, что речь идет не о внутренних пересоединениях (которые выполняют в заводских условиях или в специализированных мастерских), а о пересоединениях на щитках аппаратов, если на них выведены начала и концы обмоток.
1. При переключении со звезды в треугольник обмоток генераторов или вторичных обмоток трансформаторов напряжение в сети понижается в 1,73 раза, например с 380 до 220 В. Мощность генератора и трансформатора остается такой же. Почему? Потому что напряжение каждой фазной обмотки остается таким же и ток в каждой фазной обмотке такой же, хотя ток в линейных проводах возрастает в 1,73 раза.

При переключении обмоток генераторов или вторичных обмоток трансформаторов с треугольника в звезду происходят обратные явления, то есть линейное напряжение в сети повышается в 1,73 раза, например с 220 до 380 В, токи в фазных обмотках остаются теми же, токи в линейных проводах уменьшаются в 1,73 раза.

Значит, и генераторы и вторичные обмотки трансформаторов, если у них выведены все шесть концов, пригодны для сетей на два напряжения, отличающихся в 1,73 раза.

2. При переключении ламп со звезды в треугольник (при условии их присоединения к той же сети, в которой лампы, включенные звездой, горят нормальным накалом) лампы перегорят.

При переключении ламп с треугольника в звезду (при условии, что лампы при соединении в треугольник горят нормальным накалом) лампы будут давать тусклый свет. Значит, лампы, например, на 127 В в сеть напряжением 127 В должны включаться треугольником. Если же их приходится питать от сети 220 В, необходимо соединение в звезду с нулевым проводом (подробнее смотрите статью "Схема соединения "Звезда "). Соединять в звезду без нулевого провода можно только лампы одинаковой мощности, равномерно распределенные между фазами, как, например, в театральных люстрах.

3. Все сказанное о лампах относится и к сопротивлениям , электрическим печам и тому подобным электроприемникам.

4. Конденсаторы , из которых собирают батареи для повышения cos φ , имеют номинальное напряжение, которое указывает напряжение сети, к которой конденсатор должен присоединяться. Если напряжение сети, например, 380 В, а номинальное напряжение конденсаторов 220 В, их следует соединять в звезду. Если напряжение сети и номинальное напряжение конденсаторов одинаковы, конденсаторы соединяют в треугольник.

5. Как объяснено выше, при переключении электродвигателя с треугольника в звезду мощность его снижается примерно втрое. И наоборот, если электродвигатель переключить со звезды в треугольник , мощность резко возрастает, но при этом электродвигатель, если он не предназначен для работы при данном напряжении и соединении в треугольник, сгорит .

Пуск короткозамкнутого электродвигателя с переключением со звезды в треугольник

применяют для снижения пускового тока, который в 5 – 7 раз превышает рабочий ток двигателя. У двигателей сравнительно большой мощности пусковой ток настолько велик, что может вызвать перегорание предохранителей, отключение автомата и привести к значительному снижению напряжения. Уменьшение напряжения снижает накал ламп, уменьшает вращающий момент электродвигателей 2 , может вызвать отключение контакторов и магнитных пускателей. Поэтому стремятся уменьшить пусковой ток, что достигается несколькими способами. Все они в итоге сводятся к понижению напряжения в цепи статора на период пуска. Для этого в цепь статора на период пуска вводят реостат, дроссель, автотрансформатор либо переключают обмотку со звезды в треугольник. Действительно, перед пуском и в первый период пуска обмотки соединены в звезду. Поэтому к каждой из них подводится напряжение, в 1,73 раза меньшее номинального, и, следовательно, ток будет значительно меньше, чем при включении обмоток на полное напряжение сети. В процессе пуска электродвигатель увеличивает частоту вращения и ток снижается. Тогда обмотки переключают в треугольник.

Предупреждения:
1. Переключение со звезды в треугольник допустимо лишь для двигателей с легким режимом пуска, так как при соединении в звезду пусковой момент примерно вдвое меньше момента, который был бы при прямом пуске. Значит, этот способ снижения пускового тока не всегда пригоден, и если нужно снизить пусковой ток и одновременно добиться большого пускового момента, то берут электродвигатель с фазным ротором, а в цепь ротора вводят пусковой реостат.
2. Переключать со звезды в треугольник можно только те электродвигатели, которые предназначены для работы при соединении в треугольник, то есть имеющие, обмотки, рассчитанные на линейное напряжение сети.

Переключение с треугольника в звезду

Известно, что недогруженные электродвигатели работают с очень низким коэффициентом мощности cos φ . Поэтому рекомендуется недогруженные электродвигатели заменять менее мощными. Если, однако, выполнить замену нельзя, а запас мощности велик, то не исключено повышение cos φ переключением с треугольника в звезду. Нужно при этом измерить ток в цепи статора и убедиться в том, что он при соединении в звезду не превышает при нагрузке номинального тока; в противном случае электродвигатель перегреется.

1 Активная мощность измеряется в ваттах (Вт), реактивная – в вольт-амперах реактивных (вар), полная – в вольт-амперах (В×А). Величины в 1000 раз большие соответственно называют киловатт (кВт), киловар (квар), киловольт-ампер (кВ×А).
2 Вращающий момент электродвигателя пропорционален квадрату напряжения. Следовательно, при снижении напряжения на 20% вращающий момент снижается не на 20, а на 36% (1² - 0,82² = 0,36).

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.

Питание асинхронного электродвигателя происходит от трехфазной сети с переменным напряжением. Такой двигатель, при простой схеме подключения, оснащен тремя обмотками, расположенными на статоре. Каждая обмотка имеет сдвиг друг относительно друга на угол 120 градусов. Сдвиг на такой угол предназначен для создания вращения магнитного поля.

Концы фазных обмоток электродвигателя выведены на специальную «колодку». Выполнено это с целью удобства соединения. В электротехнике используют основных 2 метода подключения асинхронных электродвигателей: методом соединения “треугольника” и метод “звезды”. При соединении концов применяют специально предназначенные для этого перемычки.

Различия между «звездой» и «треугольником»

Исходя из теории и практических знаний основ электротехники, способ подключения «звезда», позволяет электродвигателю работать плавнее и мягче. Но при этом данный способ не позволяет выйти двигателю на всю мощность, представленную в технических характеристиках.

Соединив фазные обмотки по схеме «треугольник», двигатель способен быстро выйти на максимальную рабочую мощность. Это позволяет использовать по полной КПД электродвигателя, согласно техпаспорта. Но у такой схемы соединения есть свой недостаток: большие пусковые токи. Для уменьшения значения токов применяют пусковой реостат, позволяя осуществить более плавный пуск двигателя.

Соединение «звездой» и его преимущества

Каждая из трех рабочих обмоток электродвигателя имеет два вывода – соответственно начало и конец. Концы всех трех обмоток соединяют в одну общую точку, так называемую нейтраль.

При наличии нейтрального провода в цепи схему называют 4-х проводной, в противном случае, она будет считаться 3-х проводной.

Начало выводов присоединяют к соответствующим фазам питающей сети. Приложенное напряжение на таких фазах составляет 380 В, реже 660 В.

Основные преимущества применения схемы «звезда»:

Устойчивый и длительный режим безостановочной работы двигателя;
Повышенная надежность и долговечность, за счет снижения мощности оборудования;
Максимальная плавность пуска электрического привода;
Возможность воздействия кратковременной перегрузки;
В процессе эксплуатации корпус оборудования не перегревается.

Существует оборудование с внутренним соединением концов обмоток. На колодку такого оборудования будет выведено всего лишь три вывода, что не позволяет применить другие методы соединения. Выполненное в таком виде электрооборудование, для своего подключения не требует грамотных специалистов.

Соединение «треугольником» и его преимущества

Принцип соединения «треугольник» заключается в последовательном соединении конца обмотки фазы А с началом обмотки фазы В. И дальше по аналогии – конец одной обмотки с началом другой. В итоге конец обмотки фазы С замыкает электрическую цепь, создавая неразрывный контур. Данную схему можно назвать было кругом, если бы не структура монтирования. Форму треугольника предает эргономичное размещение соединения обмоток.

При соединении «треугольником» на каждой из обмоток, присутствует линейное напряжение равное 220В или 380В.

Основные преимущества применения схемы «треугольник»:

Увеличение до максимального значения мощности электрооборудования;
Использование пускового реостата;
Повышенный вращающийся момент;
Большие тяговые усилия.

Недостатки:

Повышенный ток пуска;
При длительной работе двигатель сильно греется.

Метод соединения обмоток двигателя «треугольником» широко используется при работе с мощными механизмами и наличия высоких пусковых нагрузок. Большой вращающий момент создается за счет увеличения показателей ЭДС самоиндукции, вызванных протекающими большими токами.

Тип соединения «звезда-треугольник»

В сложных механизмах, зачастую используется комбинированная схема «звезда-треугольник». При таком переключении резко вырастает мощность, и если двигатель по техническим характеристикам не предназначен для работы по методу «треугольника», то он перегреется и сгорит.

Двигатели с повышенной мощностью обладают большими пусковыми токами, и как следствие при пуске часто вызывают перегорание предохранителей, отключению автоматов. Для снижения линейного напряжения в обмотках статора применяют автотрансформаторы, универсальные дросселя, пусковые реостаты или соединение типа «звезда».

В этом случае напряжение на соединении каждой обмотки будет в 1,73 раза меньше, следовательно, будет меньше и протекающий в этот период ток. Дальше происходит увеличение частоты и продолжение снижения показания тока. Тогда применяя релейно-контактную схему, произойдет переключение со «звезды» на «треугольник».

В итоге, используя данную комбинацию, получим максимальную надежность и эффективную продуктивность используемого электрического оборудования, не боясь вывести ее из строя.

Переключение «звезда-треугольник» допустимо для электродвигателей с облегченным режимом пуска. Этот метод неприменим, если необходимо понизить ток пуска и одновременно не снижать большой пусковой момент. В этом случае применяют двигатель с фазным ротором с пусковым реостатом.

Основные преимущества комбинации:

Увеличение срока службы. Плавный пуск позволяет избежать неравномерности нагрузки на механическую часть установки;
Возможность создания двух уровней мощности.

В момент пуска электродвигателя , его ток пуска в 7 раз больше рабочего тока.
Мощность в 1,5 раза больше при соединении обмоток методом «треугольника».
Для создания плавного пуска и защиты от перегрузок двигателя , часто используются частотные провода.
При использовании метода соединения «звездой» , особое внимание уделяют отсутствию «перекоса фаза», иначе оборудование может выйти из строя.
Линейные и фазные напряжения при соединении «треугольник» – равны между собой, как и линейные и фазные токи в соединении «звездой».
Для подключения двигателя к бытовой сети зачастую применяют фазосдвигающий конденсатор.

Содержание:

Асинхронные электродвигатели зарекомендовали себя в работе такими показателями, как надежность в эксплуатации, возможность получения большой мощности крутящего момента, отличной производительностью. Важным показателем работы этих двигателей является способность переключений на соединение «звездой» и «треугольником» - а это стабильность при эксплуатации. Каждое соединение имеет свои достоинства, которые необходимо понимать при правильном применении асинхронных электродвигателей.

Оптимальный выбор подключения электродвигателя

Преобразование «звезды» в «треугольник» в асинхронном электродвигателе, а также способность к ремонту обмоток электродвигателя, и сравнительно с другими двигателями невысокая стоимость в совокупности со стойкостью к механическим воздействиям сделали этот вид двигателей наиболее популярными. Основным параметром, который характеризует достоинство асинхронных двигателей, является простота в конструкции. При всех достоинствах этого типа электрических двигателей он имеет и отрицательные моменты при эксплуатации.

На практике трехфазные асинхронные электродвигатели к сети могут присоединяться по схеме «звезда» и «треугольник». Подключение «звездой» - это когда концы статорной обмотки обираются в одну точку, и напряжение сети 380 вольт подается на начало каждой из обмоток, схематично этот вид соединения обозначается знаком (Y).

Если в коммутирующей коробке подключения электродвигателя выбирается вариант «треугольник», надо статорные обмотки соединить последовательно:

конец первой обмотки - с началом второй;
подсоединение конца «второй» - с началом третьей;
конец третьей - с началом первой.

Схемы подключения электродвигателя

Специалисты, не вдаваясь в основы электротехники, приводят тот факт, что подключенные по схеме «звезда» электродвигатели работают мягче, чем включенные по схеме треугольник (Δ). Это хорошая схема для небольшой мощности двигателей. Они также акцентируют внимание на том факте, что при мягкой работе, когда используется схема «звезда» (Y), электродвигатель не набирает паспортной мощности.

Выбирая оптимальный вариант подключения электродвигателя, следует рассмотреть тот факт, что соединение треугольником (Δ) дает возможность двигателю набирать максимальную мощность, но значение пускового тока значительно возрастает.

Сравнивая показатели мощности, это основное различие соединений «звезда» и «треугольник» (Y, Δ), эксперты отмечают, что электродвигатели, имеющие соединение «звездой» (Y), обладают мощностью в 1,5 раза ниже, чем соединенные «треугольником» (Δ).

Для снижения параметров тока в момент пуска в отличающихся схемах включения (Δ) – (Y) рекомендуется использовать подключение двигателя «звездой и треугольником», комбинированную схему включения. Комбинированный, или его еще называют смешанный, вид подключения рекомендуется выполнять для электрических моторов с большой паспортной мощностью.

Когда включается схема соединения «звезда» (Y) и (Δ), с начала запуска работает соединение «звезда» (Y), после набора электродвигателем достаточных оборотов происходит переключение на соединение «треугольник» (Δ). Существуют устройства автоматического переключения соединений электродвигателя. Рассмотрим, чем отличаются схемы пуска электромоторов и в чем между ними разница.

Как управлять переключениями электродвигателя

Часто для пуска электрического двигателя большой мощности используется переключение соединения «треугольник» в «звезду», это необходимо для снижения параметров тока при пуске. Иными словами, пуск двигателя происходит в режиме «звезда», а вся работа осуществляется на соединении «треугольник». Для этой цели используется контактор на три фазы.

Необходимо при автоматическом переключении выполнить обязательные условия:

сделать блокировку контактов от одновременного срабатывания;
обязательное исполнение работы, с задержкой времени.

Задержка времени необходима для 100%-го отключения соединения «звезда», иначе при включении соединения «треугольник» возникнет между фазами КЗ. Используется реле времени (РВ), которое выполняет задержку переключения на интервал от 50 до 100 миллисекунд.

Какими способами можно сделать задержку времени переключений

Когда применяется схема «звезда и треугольник», надо обязательно выполнять задержку времени включения соединения (Δ), пока не отключится соединение (Y), специалистами отдается предпочтение трем методам:

с помощью контакта нормально разомкнутого в реле времени, который проводит блокировку схемы «треугольник», когда происходит пуск электродвигателя, а момент переключения контролирует токовое реле (РТ);
используя таймер в реле времени современного исполнения, который имеет способность переключать режимы с интервалом от 6 до 10 секунд.

методом внешнего управления контакторами пускателя от автоматических блоков или ручное переключение.

Стандартная схема переключения

Классический вариант переключения со «звезды» на «треугольник» специалистами считается надежным способом, он не требует больших затрат, прост в исполнении, но, как и любой другой способ, имеет недостаток - это габаритные размеры РВ (реле времени). Этот тип РВ гарантированно выполняет задержку времени намагничиванием сердечника, а чтобы размагнитить его, требуется время.

Схема смешанного (комбинированного) включения работает следующим образом. Когда оператор включает трехфазный выключатель (АВ), пускатель электродвигателя приготовлен к действию. Через контакты кнопки «Стоп», нормально замкнутого положения и через нормально разомкнутые контакты кнопки «Пуск», которую нажимает оператор, электрический ток проходит в катушку контактора (КМ). Контакты (БКМ) обеспечивают самоподхват силовых контактов и удерживают их во включенном положении.

Реле в схеме (КМ) обеспечивает способность отключения оператором кнопкой «Стоп» электрический двигатель. Когда «фаза управления» проходит через пусковую кнопку, она также проходит замкнутые нормально расположенные контакты (БКМ1) и контакты (РВ) - запускается контактор (КМ2), силовые контакты его обеспечивают подачу напряжения на соединение (Y), начинается раскрутка ротора электродвигателя.

Когда оператор осуществляет пуск двигателя, контакты (БКМ2) в контакторе (КМ2) размыкаются, это порождает неработающее состояние силовых контактов (КМ1), которые обеспечивают питание соединения двигателя Δ.

Токовое реле (РТ) срабатывает практически сразу из-за высоких значений тока, которое включено в цепь токовых трансформаторов (ТТ1) и (ТТ2). Управляющая цепь катушки контактора (КМ2) шунтируется контактами токового реле (РТ), что не дает сработать (РВ).

В цепи контактора (КМ1) блок контактов (БКМ2) размыкается при запуске (КМ2), что не дает сработать катушке (КМ1).

С набором нужного параметра оборотов вращения ротора двигателя контакты токового реле размыкаются, так как пусковой ток уменьшается в управлении контактора (КМ2), одновременно с размыканием контактов, подающих напряжение на соединение обмотки (Y), БКМ2 соединяются, что приводит в рабочее положение контактор (КМ1), а в его цепи блок контактов БКМ2 размыкается, и, как следствие, обесточивается РВ. Преобразование включения «треугольника» в «звезду» происходит после остановки двигателя.

Важно! Временное реле отключается не сразу, а с задержкой, что дает некоторое время в цепи (КМ1) контактам реле быть замкнутым, этим обеспечивается пуск (КМ1) и работа двигателя по схеме «треугольник».

Недостатки стандартной схемы

Несмотря на надежность работы классической схемы переключения с одного соединения на другое соединение электрического двигателя большой мощности, она имеет свои неудобства:

надо правильно делать расчет нагрузки на вал электродвигателя, иначе он будет долго набирать обороты, что не даст быстро сработать токовому реле и затем переключиться на работу по соединению Δ, а также в этом режиме крайне нежелательно долго эксплуатировать двигатель;

во избежание перегрева обмоток двигателя специалисты рекомендуют включать в цепь тепловое реле;
когда в классической схеме применяется современный вид РВ, надо соблюдать паспортные требования по нагрузке на вал;

Вывод

Важным условием при использовании схемы подключения «звезда-треугольник» является правильный расчет нагрузки на вал электродвигателя. Кроме этого нельзя отрицать тот факт, что когда отключается контактор одного соединения Y, а двигатель еще не набрал нужных оборотов, срабатывает фактор самоиндукции, и в сеть поступает повышенное напряжение, что может вывести из рабочего состояния другое рядом включенное оборудование и приборы.

Специалисты рекомендуют электрические двигатели, имеющие среднюю величину мощности, запускать по схеме Y, это дает мягкую работу и плавный пуск. Отличаются методики выбора включения и по имеющемуся напряжению на объекте, по нагрузке.