Znalost vinutí motorů hvězda-trojúhelník

Spouštěč hvězda-trojúhelník vyžaduje tři stykače: stykač hlavního obvodu, stykač pro spouštění hvězda-trojúhelník a stykač pro zapojení trojúhelník.

Nejlepší je použít časové relé k řízení časového zpoždění a stykač hlavního obvodu by měl být vyhříván relé proti přetížení, aby se chránil motor.

Spouštěč hvězda-trojúhelník je vhodný pouze pro elektromotory, které normálně pracují v trojúhelníkovém schématu.

Nejprve se podívejme na vnitřní vinutí asynchronního motoru.

Třífázový asynchronní motor má tři vnitřní vinutí zapojená do hvězdy a trojúhelníku.

Hvězda je zapojení, kde jsou na konci spojena tři vinutí, trojúhelník je zapojení, kde jsou na začátku a na konci spojena tři vinutí.

Při připojování vodičů odstraňte tyto tři konektory.

Věnujte pozornost zapojení síťové části, nejlépe je použít žluté, zelené a červené vodiče.

Na výše uvedeném diagramu vidíme, že nejprve jsou stykač č. 1 a stykač č. 3 současně propojeny, protože horní konce všech tří stykačů jsou zkratovány, takže tři body jsou propojeny jako jeden bod, tento jeden bod je připojen k W2, U2, V2 motoru, což je zapojení do hvězdy, tento bod se nazývá neutrální bod.

Spouštění do hvězdy snižuje napětí a proud, takže asynchronní motor lze snadno spustit.

Po spuštění je stykač 3 odpojen od napájení, stykač 2 je pod napájením a stykač 1 je síťový stykač, který zůstává pod napájením.

Po aktivaci stykačů č. 1 a č. 2 vytvoří tři vinutí připojeného motoru zapojení do trojúhelníku a asynchronní motor může normálně běžet na plné napětí.

Zde vidíme kompletní zapojení.

Toto je kompletní zapojení.

Tepelné relé proti přetížení je připojeno k síťovému stykači se stejným sledem fází ve všech třech fázích.

Žlutý, zelený a červený diagram výše znázorňuje hlavní část vedení a černá čára znázorňuje část sekundárního řídicího vedení.

Motory s rozběhem hvězda-trojúhelník mají dvě důležité vlastnosti:

Rozběhový proud a rozběhový moment při zapojení do hvězdy se rovnají jedné třetině jmenovitého proudu.

Tepelné relé proti přetížení je připojeno k síťovému stykači se stejným sledem fází ve všech třech fázích.

Výše uvedený diagram znázorňuje žlutozelenočervenou část hlavního vedení a černá čára je část řídicího vedení sekundárního vedení.

Motor se spouštěním hvězda-trojúhelník má dvě důležité vlastnosti: spouštěcí proud hvězdy a spouštěcí moment tvoří jednu třetinu jmenovitého proudu.

Je vidět, že proud při spuštění je velmi malý.

Spouštění hvězda-trojúhelník je tedy vhodné pro aplikace, kde není striktně vyžadován rozběhový moment motoru, ale kde musí být omezen rozběhový proud.

Pokud je rozběhové zatížení příliš velké, nemusí být motor schopen unést, protože rozběhový moment klesne na jednu třetinu jmenovitého momentu. Proto se obvykle používá rozběh hvězda-trojúhelník, když je rozběhové zatížení malé a velké za chodu. Pokud je rozběhový proud motoru příliš velký, způsobí to kolísání napětí v síti, v tomto případě se také používá rozběh hvězda-trojúhelník.

Všimněte si prosím zapojení časového relé v následujícím schématu.

Spouštěč hvězda-trojúhelník je tedy vhodný pro podmínky, kdy není striktně vyžadován rozběhový moment motoru, ale musí být omezen rozběhový proud.

Proto není možné zobecnit výkon motoru a určit, zda použít spouštění hvězda-trojúhelník. Pokud je zátěž při spouštění příliš velká, motor nemusí být schopen ji unést, protože spouštěcí moment klesne na jednu třetinu jmenovitého momentu. Spouštění hvězda-trojúhelník se obvykle používá, když je zátěž při spouštění malá a během provozu velká. Pokud je spouštěcí proud motoru příliš velký, způsobí to kolísání napětí v síti, v tomto případě také použijte spouštění hvězda-trojúhelník.

Všimněte si prosím zapojení časového relé, které je popsáno velmi jednoduše.

Abychom si tyto otázky objasnili, musíme si nejprve zopakovat některé základní principy elektrotechnické teorie.

Podívejte se na níže uvedený diagram a začněte pochopením vztahu mezi fázovým napětím a síťovým napětím, fázovým proudem a fázovým proudem pro třífázové zátěžové obvody při různých způsobech připojení.

Z diagramu víme, že pokud vezmeme současný třífázový čtyřvodičový nízkonapěťový (TN) napájecí systém (tzv. veřejná služba) používaný ve velkém množství v Číně, pak při konstantním zatížení je fázové napětí přidané na oba konce zátěže při zapojení do hvězdy rovno jedné třetině odmocniny síťového napětí; a fázové napětí přidané na oba konce zátěže při rohovém zapojení je rovno síťovému napětí.

Pro stejnou zátěž je fázový proud protékající zátěží roven síťovému proudu při zapojení do hvězdy a fázový proud protékající zátěží je třetinou odmocniny síťového proudu při zapojení do rohu (Buďte opatrní a pochopte rozdíl mezi zde uvedeným výrazem a výrazem v níže uvedeném diagramu, nenechte se zmást, protože znamenají totéž, liší se pouze výraz).

Dále se podívejme na Kirchhoffův zákon uzlového proudu, viz diagram níže. Z diagramu víme, že proud protékající libovolným uzlem je vždy konstantní a roven proudu vytékajícímu z daného uzlu [můžeme také říci, že algebraický součet proudů v každé větvi obvodu (AC – vektorový součet) je roven nule], to znamená, že proud se v uzlu neakumuluje.

Uvažujme obecné zapojení vnitřních vinutí třífázového asynchronního motoru s klecí nakrátko do hvězdy a úhlu, viz níže uvedený diagram.

Toto je standardní zapojení, jedna ze základních znalostí, které by měl kvalifikovaný elektrikář ovládat. Pochopením jejich principů můžeme flexibilně aplikovat a udržovat naše zařízení v budoucí výrobní praxi tak, aby lépe sloužilo výrobě.

Dalším krokem je zahájení analýzy obvodu spouštěče hvězda/trojúhelník, viz schéma níže.

První základní řídicí obvod vlevo na diagramu je standardní základní řídicí obvod pro spouštění hvězda/trojúhelník, což je univerzální obvod.

První z pomocných řídicích obvodů vlevo a dole je tradiční standardní obecný pomocný řídicí obvod; druhý a třetí jsou jedním z pomocných řídicích obvodů, které jsou nyní ve společnosti běžné; čtvrtý je pomocný řídicí obvod po mé standardizaci; a pátý je pomocný řídicí obvod po mé standardizaci.

Poznámka: Takzvaná standardizace spočívá v překreslení podle příslušných standardních ustanovení, nikoliv zcela a důkladně podle standardních požadavků, takže pracovní zátěž je příliš vysoká a nebude třeba se o ní diskutovat, pokud tomu každý rozumí, prosím o pochopení.

Nejprve se podívejme na standardní hlavní řídicí obvod s krokovým zapojením hvězda/trojúhelník, což je krokový start hvězdou, když je KMY sepnutý. Na základě teoretické diskuse o vztahu mezi fázovým napětím, síťovým napětím, fázovým proudem, síťovým proudem a zákonem uzlového proudu, kterou jsme zahájili dříve, víme, že nulovým bodem tvořeným KMY (který lze nazvat nulovým nebo neutrálním bodem) bude protékat proud hlavními kontakty KMY do nulového bodu tvořeného vodičem a že proud tekoucí do nulového bodu se rovná síťovému proudu.

Protože zátěž v zapojení do trojúhelníku (v tomto případě vinutí třífázového motoru) je napětí přivedené na konce každé fáze zátěže síťové napětí (tj. 380 V), tj. fázové napětí se rovná síťovému napětí.

Když přepneme na zapojení do hvězdy (zátěž a vstupní napětí zůstávají nezměněny), napětí na obou koncích každé fáze zátěže je třetinou odmocniny původního napětí (tj. 220 V), pak proud protékající každou fází zátěže je pouze 1/3 původního (úhlové zapojení) proudu, což je princip spouštění snižováním napětí.

Protože fázový proud v zapojení do hvězdy je roven proudu ve vedení, znamená to, že proud protékající hlavními kontakty stykače KM (hlavní stykač) je stejný jako proud protékající hlavními kontakty stykače KMY (sepnutý hvězda stykač). Proto bez ohledu na to, zda jsou kontakty synchronně sepnuté nebo rozepnuté, je oblouk generovaný oběma hlavními kontakty stykače stejný. K synchronnímu sepnutí obou kontaktů nedochází, pokud je oblouk větší než oblouk generovaný nesynchronním sepnutím kontaktu.

Pokud tedy není správně vybrán a použit kvalifikovaný stykač, za normálních okolností nehrozí selhání stykače v důsledku jiskření vyvolaného kontaktem, silné ablace nebo adheze.

V průmyslové praxi se však obecně uznává, že KMY sepne dříve než KM. Účelem je prodloužit životnost kontaktů KMI a snížit provozní náklady. Princip spočívá v tom, že KM se volí podle úhlového provozního proudu a KMY podle proudu zapojení do hvězdy. Pokud KMY sepne dříve než KM, nedojde ke vzniku spouštěcího oblouku (stále k němu dojde, i když je přepínač hvězda/úhel přerušen), takže spouštěcí oblouk je přijímán KM s vyššími technickými vlastnostmi než KMY, což je mnohem lepší než KMY s nižšími charakteristikami.

Pokud je konstrukce KMY v hvězdicovém/úhlovém přepínači nejlepší, je nejlepší nejprve odpojit KM a poté odpojit KMY (protože oblouk při přerušení je mnohem větší než při zapnutí), ale to zkomplikuje strukturu pomocného řídicího obvodu a zvýší ekonomické náklady, někdy více než vynaložené na ztrátu.

Znovu se podívejme na stykač s úhlovým zapojením KM△. Vzhledem k tomu, že u úhlového zapojení je proud protékající hlavním kontaktem KM△ fázový proud rovný odmocnině ze tří částí síťového proudu, je obecně z důvodu bezpečnosti a spolehlivosti vybrán podle síťového proudu.

Je to proto, že oblouk se může během procesu konverze zesílit a snadno spálit kontakty stykače. Pokud KM△ sepne dříve než KM, lze samozřejmě KM△ zvolit podle fázového proudu (jedna třetina odmocniny síťového proudu).

To ale zkomplikuje strukturu řídicího schématu, náklady na výrobu zařízení se nejen nesníží, ale nebudou dostatečně dobré, aby přinesly více ztrát než zisků.

Analýza základního schématu spouštění hvězda/trojúhelník: při správném výběru typu stykače a kvalifikovaných výrobků by za normálních okolností nemělo být poškození kontaktů stykače problémem, synchronní působení KM a KMY způsobí jiskření – jedná se o nedorozumění.

Ve skutečnosti existuje mnoho důvodů pro vznik oblouku, ale hlavním je nesprávně nastavený čas převodu hvězdy/úhlu nebo příliš velké zatížení.

Doba rozběhu není dostatečná k tomu, aby se přestavba provedla příliš brzy; některé jsou způsobeny kvalitou samotného motoru nebo nedostatečnou běžnou údržbou, což vede k velkému provoznímu proudu; některé jsou způsobeny chybným provozem motoru nebo nevhodnou konstrukcí, což vede k dlouhodobému přetížení motoru, což samozřejmě nevylučuje konstrukci nebo typ, výkon a kvalitu stykače použitého v procesu údržby, které nesplňují požadavky.

Dále je třeba poznamenat, že metoda spouštění se snížením napětí hvězda/trojúhelník má určitý rozsah použití a nemusí být nutně lepší než jiné metody spouštění se snížením napětí. Vzhledem k tomu, že spouštěcí proud metody spouštění se snížením napětí hvězda/trojúhelník je 1/3 spouštěcího proudu při plném napětí, je spouštěcí moment pouze 1/3 původního spouštěcího momentu, což platí pouze pro zařízení s nízkým spouštěním nebo zařízení spouštění naprázdno (například proto, že čerpadla nebo vzduchové kompresory musí před spuštěním metody snižování napětí hvězda/trojúhelník zavřít vstupní/výstupní ventil nebo vyprázdnit zásobník stlačeného vzduchu).

U silně zatížených spouštěcích zařízení bude mít doba spouštění delší než 30 sekund (zejména delší než 1 minuta) významný vliv na motor a napájecí síť (zejména pokud je napájecí transformátor pod napětím).

Proto čím větší je zatížení (nebo vyšší výkon) motoru, tím více by se měly použít jiné metody spouštění [jako je samočinný spouštěcí relé, spouštěcí relé s prodlouženou stranou delta, spouštěcí relé se sériovou statorovou tlumivkou (nebo odporem), spouštěcí relé se softstartérem, spouštění s frekvenčním měničem atd.] pro výběr metody spouštění podle konkrétní skutečné situace.

Proto je mylné si myslet, že spouštění hvězda/trojúhelník je mnohem lepší než jiné metody spouštění;

Je také mylné se domnívat, že bez ohledu na použité zařízení se při spouštění pomocí stupňovitého spouštění používají všechny metody spouštění hvězda/trojúhelník (výhodou spouštění pomocí stupňovitého spouštění hvězda/trojúhelník je jeho jednoduchá konstrukce a malé rozměry).

Níže je uveden popis pomocného řídicího obvodu pro systém spouštění hvězda/trojúhelník s redukcí otáček.

Pomocný řídicí obvod, nazývaný řídicí obvod, je obvod, který řídí řízený objekt podle požadavků procesu. Z pěti výše uvedených metod řízení jsou si metody řízení z velké části stejné, s výjimkou čtvrté, která se liší pouze v provedení obvodu, čtvrtá je opakem prvních tří a poslední je přidání funkce zpoždění stykače změny úhlu k prvním třem řídicím obvodům.

První schéma řízení je tradiční standardní schéma řízení, které spočívá nejprve v uzavřené hvězdě (KMY) před sepnutím hlavního stykače (KM) pro napájení hlavního obvodu s postupným spouštěním. Po dokončení spouštění se přepne do úhlového režimu a časové relé je mimo provoz.

Tento obvod má jednoduchou strukturu, ale přesto splňuje vlastnosti bezpečného a spolehlivého provozu.

Druhý a třetí řídicí obvod jsou podobné prvnímu řídicímu obvodu v tom, že oba nejprve sepnou hvězdu před aplikací krokového startu a časové relé se vypne po dokončení startu.

Rozdíl spočívá v tom, že struktura obvodu je o něco složitější a obsahuje několik dvojitých kontaktů, což poskytuje větší bezpečnost a spolehlivost než první řídicí obvod.

Zejména ve druhém řídicím obvodu se nejčastěji používají kontakty, ačkoli se sice výrazně zvýšila bezpečnost a spolehlivost, ale jejich údržba je také mnohem obtížnější.

Čtvrtým je navržené schéma. Osobně si myslím, že toto schéma není příliš rozumné a dokonalé.

Přestože je přidána funkce dvojitého obvodu, hlavní stykač KM se sepne dříve než stykač s utěsněným zapojením do hvězdy KMY a stykač s utěsněným zapojením do hvězdy KMY často běží pod elektrickým obloukem, což je vždy lepší než nejprve utěsnit zapojení do hvězdy a poté přivést napětí na snižující spouštěč.

I když je to neškodné, ve srovnání s první těsnicí hvězdou, po těsnicí hvězdě, takže kontakty stykače KMY jsou vždy mnohem kratší než životnost kontaktů první těsnicí hvězdy (více než dvojnásobek práce obloukové lampy).

Dlouhodobé zapojení časového relé KT do provozu je pevnou součástí tohoto obvodu.

Jak víme, životnost součástky, která je neustále pod napětím a zapojena do provozu, je výrazně kratší, než kdyby tam nebyla, a spotřeba energie se zvyšuje.

Jak se říká: „víc kadidelnic, více duchů“, vaše časové relé KT pracuje dlouhodobě, takže v určitém okamžiku může způsobit poruchu, což ovlivní účinnost zařízení a zvýší provozní a údržbové náklady.

Páté je poskytnutý diagram.

Ačkoliv je akce a předchozí tři podobné, první zatavená hvězda po výkonovém relé a časovém relé se na činnosti funkce nepodílí, ale použití paralelního kondenzátoru C k prodloužení sepnutí úhlového stykače KM△ je trochu nadbytečné.

A funkce zpoždění pouze v obvodu řízení stejnosměrného napájení hraje roli v obvodu střídavého proudu, ale žádnou roli nebo je dokonce redundantní a těžkopádná věc.

Nevíte, kdy nahlásit poruchu nebo únik způsobený závadou.

Mějte na paměti, že zpětné špičkové napětí induktoru stejnosměrného meziobvodu je čtyřnásobkem až pětinásobkem jeho jmenovitého napětí.

To je vše k analýze spouštěcích obvodů hvězda/trojúhelník.

V případě jakýchkoli informací můžete zanechat zprávu v sekci komentářů.

S jakýmkoli dotazem ohledně elektromotoru se prosím obraťte na profesionálního odborníka na elektromotory. výrobce в Čína Následující:

Dongchun Motor nabízí širokou škálu elektromotorů, které se používají v různých průmyslových odvětvích, jako je doprava, infrastruktura a stavebnictví.

Získejte rychlou odpověď.

Dnes jsou asynchronní elektromotory oblíbené díky své spolehlivosti, vynikajícímu výkonu a relativně nízké ceně. Motory tohoto typu jsou navrženy tak, aby vydržely silné mechanické zatížení. Aby se jednotka úspěšně spustila, musí být správně připojena. K tomuto účelu se používají zapojení do hvězdy a trojúhelníku a také jejich kombinace.

Typy připojení

Konstrukce elektromotoru je poměrně jednoduchá a skládá se ze dvou hlavních prvků – stacionární stator a vnitřní rotující rotor. Každá z těchto částí má své vlastní vinutí, které vede proud. Statorový je uložen ve speciálních drážkách s povinným odstupem 120 stupňů.

Princip činnosti motoru je jednoduchý – po zapnutí startéru a přivedení napětí na stator se objeví magnetické pole způsobující otáčení rotoru. Oba konce vinutí jsou vyvedeny do rozvodné skříně a jsou uspořádány ve dvou řadách. Jejich závěry jsou označeny písmenem „C“ a dostávají číselné označení v rozsahu od 1 do 6.

Chcete-li je připojit, můžete použít jednu ze tří metod:

• “Hvězda”;
• “Trojúhelník”;
• “Hvězda-trojúhelník”.

Pokud jsou všechny konce statorového vinutí spojeny v jednom bodě, pak se tento typ spojení nazývá „hvězda“. Pokud jsou všechny konce vinutí zapojeny do série, jedná se o „trojúhelník“. V tomto případě jsou kontakty uspořádány tak, že jejich řady jsou vůči sobě posunuty. Výsledkem je, že protilehlá svorka C6 je svorka C1 atd. To je jedna z odpovědí na otázku, jaký je rozdíl mezi zapojením do hvězdy a trojúhelníku.

V prvním případě je navíc zajištěn plynulejší chod motoru, ale maximálního výkonu není dosaženo. Pokud je použit trojúhelníkový obvod, pak ve vinutí vznikají velké zapínací proudy, které negativně ovlivňují životnost jednotky. Chcete-li je snížit, musíte použít speciální reostaty, díky kterým bude start co nejhladší.

Pokud je 3-fázový motor připojen k síti 220 V, pak točivý moment nestačí ke spuštění. Pro zvýšení tohoto ukazatele se používají další prvky. V domácích podmínkách by byl optimálním řešením kondenzátor s fázovým posunem. Je třeba poznamenat, že výkon třífázových sítí je vyšší ve srovnání s jednofázovými. To naznačuje, že připojení 3fázového motoru k jednofázové elektrické síti jistě povede ke ztrátě výkonu. Není možné přesně říci, která z těchto metod je lepší, protože každá má nejen výhody, ale i nevýhody.

Výhody a nevýhody “hvězdy”

Společný bod, ve kterém jsou všechny konce vinutí spojeny, se nazývá neutrální. Pokud je v elektrickém obvodu nulový vodič, pak se bude nazývat čtyřvodičový. Začátek kontaktů je připojen k odpovídajícím fázím napájecí sítě. Schéma zapojení vinutí elektromotoru „hvězda“ má řadu výhod:

• Zajišťuje dlouhodobý nonstop provoz elektromotoru.
• Snížením výkonu se zvyšuje životnost jednotky.
• Je dosaženo hladkého startu.
• Během provozu nedochází k výraznému přehřívání motoru.

Existuje zařízení, které má vnitřní spojení konců vinutí a do krabice jsou přivedeny pouze tři kontakty. V takové situaci není použití jiného schématu připojení než „hvězda“ možné.

Výhody a nevýhody “trojúhelníku”

Použití tohoto typu připojení umožňuje vytvořit nepřerušený obvod v elektrickém obvodu. Okruh získal toto jméno kvůli svému ergonomickému tvaru, i když jej lze nazvat také kruhem. Mezi výhody „trojúhelníku“ stojí za zmínku:

• Maximálního výkonu jednotky je dosaženo za provozu.
• Ke spuštění motoru se používá reostat.
• Výrazně zvyšuje točivý moment.
• Vzniká silná tažná síla.

Mezi nevýhody lze zaznamenat pouze vysoké hodnoty startovacích proudů a aktivní vytváření tepla během provozu. Tento typ připojení je široce používán ve výkonných mechanismech, které obsahují velké zátěžové proudy. Díky tomu se zvyšuje EMF, což ovlivňuje výkon točivého momentu. Je třeba také říci, že existuje další schéma zapojení nazvané „otevřená delta“. Používá se v usměrňovacích instalacích určených k výrobě trojfrekvenčních proudů.

Kombinace obvodů

U vysoce složitých mechanismů se často používá kombinované hvězdicové a trojúhelníkové zapojení třífázového motoru. To vám umožní nejen zvýšit výkon jednotky, ale také prodloužit její životnost, pokud není navržena pro práci pomocí metody „trojúhelníku“. Vzhledem k tomu, že startovací proudy u motorů s vysokým výkonem jsou vysoké, při spuštění zařízení často selžou pojistky nebo se vypnou jističe.

Pro snížení lineárního napětí ve vinutí statoru se aktivně používají různá přídavná zařízení, například autotransformátory, reostaty atd. V důsledku toho se dosáhne snížení napětí více než 1,7krát. Po úspěšném nastartování motoru se frekvence začne postupně zvyšovat a proud klesá. Použití reléového kontaktního obvodu v takové situaci umožňuje přepínat zapojení hvězda-trojúhelník elektromotoru. V této situaci je zajištěn co nejhladší start pohonné jednotky.

Kombinovaný obvod však nelze použít, pokud je nutné snížit rozběhový proud, ale zároveň je potřeba velký kroutící moment. V tomto případě byste měli použít elektromotor s vinutým rotorem vybaveným reostatem.

Pokud mluvíme o výhodách kombinace dvou způsobů připojení, můžeme si všimnout dvou:

• Díky plynulému rozběhu se zvyšuje životnost.
• Můžete vytvořit dvě úrovně výkonu jednotky.

Dnes jsou nejrozšířenější elektromotory určené pro provoz v sítích 220 a 380 voltů. Na tom závisí výběr schématu zapojení. Proto se doporučuje používat „trojúhelník“ při napětí 220 V a „hvězda“ při 380 V.