Systém třífázového elektrického proudu vyvinul na konci 19. století ruský vědec M.O.Dolivo-Dobrovolsky. Tři fáze, jejichž napětí je vůči sobě posunuto o 120 stupňů, kromě jiných výhod usnadňují vytvoření rotujícího magnetického pole. Toto pole s sebou nese rotory nejběžnějších a nejjednodušších třífázových asynchronních motorů.
Tři statorová vinutí takových elektromotorů jsou ve většině případů vzájemně propojena podle schématu "hvězda" nebo "trojúhelník". V zahraniční literatuře se používají výrazy „star“ a „delta“, zkráceně S a D. Běžnější je mnemotechnické označení D a Y, což může někdy vést k záměně – písmeno D lze označit jak „hvězda“, tak i "trojúhelník".
Obsah
Fázová a síťová napětí
Abyste pochopili rozdíly mezi způsoby připojení vinutí, musíte nejprve pochopit s pojmy fázového a lineárního napětí. Fázové napětí je napětí mezi začátkem a koncem jedné fáze. Lineární - mezi stejnými závěry různých fází.
U třífázové sítě jsou napětí mezi dvěma fázemi napětí mezi fázemi, například A a B, a fázová napětí jsou mezi každou fází a nulovým vodičem.
Takže napětí Ua, Ub, Uc budou fázová a Uab, Ubc, Uca lineární. Tato napětí jsou různá. Takže pro domácí a průmyslovou síť 0,4 kV je lineární napětí 380 voltů a fázové napětí 220 voltů.
Připojení vinutí motoru podle schématu "hvězda".
Při spojení fází elektromotoru s hvězdou jsou tři vinutí propojena na svých začátcích ve společném bodě. Volné konce jsou připojeny každý ke své vlastní fázi sítě. V některých případech je společný bod připojen k neutrální sběrnici napájecího systému.
Z obrázku je vidět, že pro toto zahrnutí je na každé vinutí aplikováno fázové napětí sítě (pro sítě 0,4 kV - 220 voltů).
Připojení vinutí motoru podle schématu "trojúhelníku".
Se schématem "trojúhelníku" jsou konce vinutí vzájemně spojeny v sérii. Ukazuje se jakýsi kruh, ale v literatuře je název "trojúhelník" přijímán kvůli často používanému stylu. V tomto provedení není kam připojit neutrální vodič.
Je zřejmé, že napětí aplikovaná na každé vinutí budou lineární (380 voltů na vinutí).
Porovnání schémat zapojení mezi sebou
Pro porovnání obou schémat mezi sebou je nutné vypočítat elektrický výkon vyvíjený elektromotorem během jednoho nebo druhého zařazení. K tomu je nutné vzít v úvahu koncepty lineárních (Ilin) a fázových (Iphase) proudů.Fázový proud je proud protékající fázovým vinutím. Proud vedení protéká vodičem připojeným ke svorce vinutí.
V sítích do 1000 voltů je zdrojem el transformátor, jehož sekundární vinutí je zapnuto "hvězdou" (jinak není možné uspořádat neutrální vodič) nebo generátorem, jehož vinutí jsou připojena stejným způsobem.
Obrázek ukazuje, že při spojení s "hvězdou" jsou proudy ve vodičích a proudy ve vinutí motoru stejné. Fázový proud je určen fázovým napětím:
![\[I_faz=\frac{U_faz}{Z}\]](https://volt.housecope.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-f4518d61a0fe68758ecd5221efdc8d3a_l3.png "Renderováno QuickLaTeX.com")
kde Z je odpor vinutí jedné fáze, lze je považovat za stejné. Dá se to tak napsat
![\[I_faz=I_lin\]](https://volt.housecope.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-be70a1b78bb7c7fd8a17275f34f188ee_l3.png "Renderováno QuickLaTeX.com")
Pro zapojení do trojúhelníku jsou proudy různé - jsou určeny lineárním napětím aplikovaným na odpor Z:
![\[I_faz=\frac{U_lin}{Z}\]](https://volt.housecope.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-04741f4af117efbb0661c26c4ee10334_l3.png "Renderováno QuickLaTeX.com")
Proto pro tento případ 
.
Nyní můžeme porovnat celkový výkon (
), spotřebované elektromotory s různými schématy.
- u hvězdicového zapojení je celkový výkon
; - u zapojení do trojúhelníku je celkový výkon
.
Po zapnutí „hvězdou“ tedy elektromotor vyvine výkon třikrát nižší než při připojení k trojúhelníku. To má také další pozitivní důsledky:
- spouštěcí proudy jsou sníženy;
- chod motoru a startování se stávají hladší;
- elektromotor dobře zvládá krátkodobá přetížení;
- tepelný režim asynchronního motoru se stává šetrnějším.
Odvrácenou stranou mince je, že hvězdicový motor nemůže vyvinout maximální výkon. V některých případech nemusí točivý moment ani stačit k roztočení rotoru.
Způsoby přepínání obvodů hvězda-trojúhelník
Konstrukce většiny elektromotorů umožňuje přepínání z jednoho schématu zapojení do druhého.K tomu jsou na terminálu zobrazeny začátky a konce vinutí, takže jednoduchou změnou polohy překryvů je možné vytvořit „trojúhelník“ z „hvězdy“ a naopak.
Sám majitel elektromotoru si může vybrat, co potřebuje – měkký rozběh s malými rozběhovými proudy a plynulým chodem nebo největší výkon vyvíjený motorem. Pokud potřebujete obojí, můžete spínat automaticky pomocí výkonných stykačů.
Po stisknutí startovacího tlačítka SB2 se elektromotor zapne podle schématu "hvězdy". Stykač KM3 je vytažen nahoru, jeho kontakty uzavírají na jedné straně výstupy vinutí motoru. Opačné závěry jsou připojeny k síti, každý ke své vlastní fázi přes kontakty KM1. Při zapnutí tohoto stykače se na vinutí přivede třífázové napětí a pohání se rotor elektromotoru. Po nějaké době nastavené na relé KT1 se cívka KM3 sepne, je bez napětí, sepne stykač KM2 a přepne vinutí do „trojúhelníku“.
Přepínání nastává poté, co motor dosáhne otáček. Tento okamžik lze ovládat snímačem rychlosti, ale v praxi je vše jednodušší. Přepínání je řízeno časové relé - po 5-7 sekundách se má za to, že spouštěcí procesy jsou dokončeny a motor můžete zapnout v režimu maximálního výkonu. Nemá cenu tento okamžik odkládat, protože dlouhodobý provoz s překročením povoleného zatížení pro „hvězdu“ může vést k poruše elektrického pohonu.
Při implementaci tohoto režimu mějte na paměti následující:
- Startovací moment motoru s hvězdicovým vinutím je výrazně nižší než hodnota této charakteristiky elektromotoru s trojúhelníkovým zapojením, takže startování elektromotoru s obtížnými startovacími podmínkami tímto způsobem není vždy možné. Prostě to nepůjde do rotace. Mezi takové případy patří elektricky poháněná čerpadla pracující s protitlakem atd. Podobné problémy jsou řešeny pomocí motorů s fázovým rotorem, plynule zvyšujícím budicí proud při rozběhu. Start start se s úspěchem používá při práci s odstředivými čerpadly pracujícími na uzavřeném ventilu, v případě zatížení ventilátoru na hřídeli motoru atd.
- Vinutí motoru musí odolat síťovému napětí sítě. Je důležité nezaměňovat motory D/Y 220/380 V (obvykle nízkopříkonové asynchronní motory do 4 kW) a motory D/Y 380/660 V (obvykle 4 kW a více). Síť 660 voltů se prakticky nikde nepoužívá, ale pro spínání hvězda-trojúhelník lze použít pouze elektromotory s tímto jmenovitým napětím. Pohon 220/380 v třífázové síti se zapíná pouze "hvězdou". Nelze je použít ve schématu spínání.
- Mezi vypnutím "hvězdového" stykače a zapnutím "trojúhelníkového" stykače musí být zachována pauza, aby se zabránilo překrytí. Je však nemožné jej zvýšit nad míru, aby se zabránilo zastavení elektromotoru. Když vytváříte obvod sami, možná jej budete muset vybrat experimentálně.
Je také použit zpětný spínač. Má smysl, pokud výkonný motor dočasně běží s malou zátěží.Zároveň je jeho účiník nízký, protože činný příkon je dán úrovní zátěže elektromotoru. Reaktivní je naproti tomu určena především indukčností vinutí, která nezávisí na zatížení hřídele. Chcete-li zlepšit poměr spotřebovaného činného a jalového výkonu, můžete přepnout vinutí do obvodu "hvězda". To lze také provést ručně nebo automaticky.
Spínací obvod lze sestavit na diskrétní prvky - časová relé, stykače (startéry) atd. Vyrábí se také hotová technická řešení, která kombinují automatický spínací obvod v jednom pouzdře. Na výstupní svorky je pouze nutné připojit elektromotor a napájení z třífázové sítě. Taková zařízení mohou mít různé názvy, například „spouštěcí časové relé“ atd.
Zapnutí vinutí motoru podle různých schémat má své výhody a nevýhody. Základem kompetentního provozu je znalost všech pro a proti. Pak motor vydrží dlouho a přináší maximální účinek.
Podobné články:
