Соединение обмоток в звезду и в треугольник: Для чего нужно соединение на «Звезду» и на «Треугольник»?

Содержание

Соединение обмоток звездочка, треугольник: принцип работы, применение

Звездочка и треугольник – это метод группирования обмотки в силовых аппаратах, в том числе и трансформаторах ТМГ. Они отличаются принципом работы, и каждый имеет свое преимущество, в зависимости от конечной цели.

Звездочка

Звездочка – метод, при котором нагрузка в сети, имеющей три фазы, становится симметричной для конечного потребителя, что является главным преимуществом этого соединения.

Разберем на примере трансформатора с тремя фазами, который имеет три магнитопровода (A, B, C) из шихтованного железа (называется также электротехническая сталь или трансформаторная сталь).

Трансформатор заключает в себе два вида обмотки – первичную и вторичную. Первичная принимает высокое напряжение, а вторичная снимает низкое напряжение и подает непосредственно к потребителю.

У каждой обмотки есть начальная и конечная точка.

При способе соединения звездочка, концы вторичной обмотки объединяются в одну линию, вследствие чего получается ноль – нулевая фаза(N), а из начальных точек к конечному потребителю выходят 3 фазы (L1, L2, L3). При таком способе получается четырехпроводная трехфазная система. Самый наглядный пример – такая система используется на воздушных линиях электропередач, которые проходят в населенных пунктах. Все они имеют, как правило, четыре провода – три фазы и ноль.


Эта схема хороша тем, что из нее возможно извлечь 2 вида напряжения – линейное (ЛН) и фазное (ФН). Фазный вольтаж измеряется посреди выводов обмотки L1 (L2, L3) и нулевой фазы и равняется значению 220V. Линейный вольтаж меряется уже в линии и равен 380V. Схема соединения звездой, характеризуется тем, что ЛН больше ФН в 1,73 раза, что соответствует корню (√) из трех.

Сам электрический ток тоже может быть фазным (ФТ) и линейным (ЛТ). При способе соединения звездочка, ФТ равен ЛТ, они одинаковы. При использовании такой схемы, и ФТ и ЛТ выходят из обмотки и не имеют другого выхода, в любом случае ток проходит по линейному проводу.

Поскольку большинство бытовых приборов рассчитаны на 220V, способ соединения звездочка обеспечивает именно такой показатель, путем уравнивания током нулевой фазы меняющегося в значении тока фаз L1-L3. Ноль есть только в методе звездочка, в методе треугольника его нет. То есть именно такая схема целесообразна, когда конечная цель – потребление электроэнергии в бытовых целях.

Если изображать этот способ схематически, получается трехлучевая звезда, собственно, поэтому этот вид объединения обмоток получил название звезда или звездочка.


Выигрышные моменты при использовании звездочки таковы:

  • Повышается надежность оборудования за счет понижения его мощности;
  • Устойчивость режима работы;
  • Плавность запуска электрического привода.

Треугольник

Для удобства сравнения возьмем в пример тот же трехфазный трансформатор с фазами A B С.

Если при способе соединения звездочка концы вторичной обмотки соединялись в один, в треугольнике картина совсем другая. Здесь конец фазы А соединяется с началом фазы В, конец фазы В соединяется с началом фазы С, а конец фазы С соединяется, в свою очередь, с началом фазы А. То есть обмотки соединены последовательно. В такой схеме отсутствует нулевая фаза, поскольку ее попросту неоткуда вывести. Если изобразить эту схему в виде изображения, она будет иметь форму треугольника, благодаря чему и получила свое название.

Преимущественно, эта схема используется при симметричной нагрузке, поскольку, где по фазам нагрузка не меняет свое значение и не прыгает, как в методе треугольник, и всегда строго одинаковая.

Применяя соединение треугольником, ФН равно ЛН, и имеет значение 380V. Но в то же время электрический ток здесь разный, в отличие от схемы звездочка. ЛТ больше ФТ в корень (√) из трех раз, поскольку при этой схеме идет геометрическое сложение векторов.


Главные преимущества соединения обмотки при схеме треугольник это:

  • Увеличение мощности оборудования;
  • Пусковые токи меньше;
  • Больший крутящий момент;
  • Лучшие тяговые свойства.

У каждого из этих двух способов есть как преимущества, так и недостатки, поэтому важно определить с какой целью будет использоваться первый или второй способ соединения обмотки в трансформаторах.

С одной стороны, метод подключения звездочка, делает работу электродвигателя плавнее и мягче, но не позволяет выйти развить полную мощность, заявленную в технической документации. Кроме того, корпус двигателя не будет нагреваться. В свою очередь, при соединении способом треугольника такой двигатель может быстро развить максимальную заявленную мощность и выдать максимальный КПД, но будет иметь избыточные пусковые токи. Корпус будет греться. В дополнение необходимо использовать реостат пуска для придания плавности.

Соединение обмоток в звезду и треугольник

Конструкция трехфазного электродвигателя представляет собой электрическую машину, для нормальной работы которой необходимы трехфазные сети переменного тока. Основными частями такого устройства являются статор и ротор. Статор оборудован тремя обмотками, сдвинутыми между собой на 120 градусов. Когда в обмотках появляется трехфазное напряжение, на их полюсах происходит образование магнит ных потоков. За счет этих потоков, ротор двигателя начинает вращаться.

В промышленном производстве и в быту практикуется широкое применение трехфазных асинхронных двигателей. Они могут быть односкоростными, когда производится соединение звездой и треугольником обмоток электродвигателя или многоскоростными, с возможностью переключения с одной схемы на другую.

Соединение обмоток звездой и треугольником

У всех трехфазных электродвигателей обмотки соединяются по схеме звезды или треугольника.

При подключении обмоток по схема звезда, их концы соединяются в одной точке в нулевом узле. Поэтому, получается еще один дополнительный нулевой вывод. Другие концы обмоток соединяются с фазами сети 380 В.

Соединение треугольником заключается в последовательном соединении обмоток. Конец первой обмотки соединяется с начальным концом второй обмотки и так далее. В конечном итоге, конец третьей обмотки, соединится с началом первой обмотки. Подача трехфазного напряжения осуществляется в каждый узел соединения. Подключение по схеме треугольник отличается отсутствием нулевого провода.

Оба вида соединений получили примерно одинаковое распространение и не имеют между собой значительных отличительных особенностей.

Существует и комбинированное подключение, когда используются оба варианта. Такой способ применяется достаточно часто, его целью является плавный запуск электродвигателя, которого не всегда можно добиться при обычных подключениях. В момент непосредственного пуска, обмотки находятся в положении звезда. Далее, используется реле, которое обеспечивает переключение в положение треугольника. За счет этого происходит уменьшение пускового тока. Комбинированная схема, чаще всего, применяется во время пуска электродвигателей, обладающих большой мощностью. Для таких двигателей требуется и значительно больший пусковой ток, превышающий номинальное значение примерно в семь раз.

Электродвигатели могут подключаться и другими способами, когда применяется двойная или тройная звезда. Такие подключения используются для двигателей с двумя и более регулируемыми скоростями.

Запуск трехфазного электродвигателя с переключением со звезды на треугольник

Данный способ применяется для того, чтобы снизить пусковой ток, который может примерно в 5-7 раз превышать номинальный ток электродвигателя. Агрегаты со слишком большой мощностью имеют такой пусковой ток, при котором легко перегорают предохранители, отключаются автоматы и, целом, значительно понижается напряжение. При таком уменьшении напряжения снижается накаливание ламп, происходит снижение вращающего момента других электродвигателей, самопроизвольно отключаются магнит ные пускатели и контакторы. Поэтому, применяются разные способы, с целью уменьшения пускового тока.

Общим для всех способов является необходимость снижения напряжения в обмотках статора на время непосредственного пуска. Чтобы уменьшить пусковой ток, цепь статора на время пуска может дополняться дросселем, реостатом или автоматическим трансформатором.

Наибольшее распространение получило переключение обмотки из звезды в положение треугольника. В положении звезды напряжение становится в 1,73 раза меньше, чем номинальное, поэтому и ток будет меньше, чем при полном напряжении. Во время пуска частота вращения электродвигателя увеличивается, происходит снижение тока и обмотки переключаются в положение треугольника.

Такое переключение допускается в электродвигателях, имеющих облегченный режим пуска, так как происходит снижение пускового момента, примерно в два раза. Данным способом переключаются те двигатели, которые конструктивно могут соединяться в треугольник. У них должны быть обмотки, способные работать при линейном напряжении сети.

Когда нужно переключаться с треугольника в звезду

Когда необходимо выполнить соединение звездой и треугольником обмоток электродвигателя, следует помнить о возможности переключения с одного вида на другой. Основным вариантом является схема переключения звезда треугольник. Однако, при необходимости, возможен и обратный вариант.

Всем известно, что у электродвигателей, загруженных не полностью, происходит снижение коэффициента мощности. Поэтому, такие двигатели желательно заменять устройствами с меньшей мощностью. Однако, при невозможности замены и большом запасе мощности, производится переключение треугольник-звезда. Ток в цепи статора не должен превышать номинала, иначе произойдет перегрев электродвигателя.

Для работы электрического прибора, двигателя, трансформатора в трехфазной сети необходимо соединить обмотки по определенной схеме. Наиболее распространенными схемами соединения являются треугольник и звезда, хотя могут применяться и другие способы соединения.

Что представляет собой соединение обмоток звездой?

Трехфазный двигатель или трансформатор имеет 3 рабочих, независимых друг от друга обмоток. Каждая обмотка имеет два вывода — начало и конец. Соединение «звезда» подразумевает собой, что все концы трех обмоток соединяются в один узел, часто называемый нулевой точкой. Отсюда выходит и понятие — нулевая точка.

Начало каждой обмотки соединяются непосредственна с фазами питающей сети. Соответственно начало каждой обмотки соединяется с одной из фаз А, В, С. Между любыми двумя началами обмоток прилаживается фазное напряжение питающей сети, зачастую 380 или 660 В.

Что представляет собой соединение обмоток в треугольник?

Соединение обмоток в треугольник заключается в соединении конца каждой обмотки с началом следующей. Конец первой обмотки, соединяется с началом второй. Конец второй — с начало третей. Конец третей обмотки создает электрический контур, поскольку замыкает электрическую цепь.

При таком соединении к каждой обмотки прилаживается линейное напряжение, обычно равное 220 или 380 В. Такое соединение физически реализуется с помощью металлических перемычек, которые должны быть предусмотрены заводской комплектацией электрического оборудования.

Разница между соединением обмотки в треугольник и звезду

Основная разница заключается в том, что, используя одну питающую сеть, можно достигать разных параметров электрического напряжения и тока в приборе или аппарате. Конечно, данные способы соединения отличаются реализацией, но важна именно физическая составляющая отличия.

Применение способа соединения треугольник, зачастую используется в случаях мощных механизмов и больших пусковых нагрузок. Имея большие показатели тока, протекающего по обмотки, двигатель получает большие показатели ЕДС самоиндукции, что в свою очередь гарантирует больший вращающий момент. Имея большие пусковые нагрузки и одновременно используя схему соединения звезда, можно нанести урон двигателю. Это связано с тем, что двигатель имеет меньшие значение тока, что приводит к меньшим показателям величины вращающегося момента.

Момент пуска такого двигателя и выход его на номинальные параметры может быть продолжительным, что может привести к тепловому воздействию тока, которые во время коммутации может превышать номиналы тока в 7-10 раз.

Преимущества соединения обмоток в звезду

Основные преимущества соединения обмоток в звезду заключаются в следующем:

  • Понижения мощности оборудования с целью повышения надежности.
  • Устойчивый режим работы.
  • Для электрического привода такое соединение дает возможность плавного пуска.

Преимущества соединения обмоток в треугольник

Основными преимуществами соединения обмоток в треугольник являются:

  1. Повышения мощности оборудования.
  2. Меньшие пусковые токи.
  3. Большой вращающийся момент.
  4. Увеличенные тяговые свойства.

Оборудование с возможностью переключения типа соединения со звезды на треугольник

Зачастую электрическое оборудование имеет возможность работать как на звезде, так и на треугольнике. Каждый пользователь должен самостоятельно определить необходимость соединения обмоток в звезду или треугольник.

В особо мощных и сложных механизмах, может применяться электрическая схема с комбинированием треугольника и звезды. В таком случае, в момент пуска, обмотки электрического двигателя соединяются в треугольник. После выхода двигателя на номинальные показатели, с помощью релейно-контакторной схемы треугольник переключается на звезду. Таким способом достигается максимальная надежность и продуктивность электрической машины, без риска нанести ей урон или вывести её из строя.

Посмотрите так-же интересное видео на эту тему:

Главная страница » Электродвигатель асинхронный: схемы звезда треугольник

Электродвигатель асинхронный – электромеханическое оборудование, широко распространённое в различных сферах деятельности, а потому знакомое многим. Между тем, даже учитывая тесную связь асинхронного электродвигателя с народом, редкий «сам себе электрик» способен раскрыть всю подноготную этих приборов. Например, далеко не каждый «держатель пассатижей» может дать точный совет: как соединить обмотки электродвигателя «треугольником»? Или как ставить перемычки схемы соединения обмоток двигателя «звездой»? Попробуем раскрыть эти два простых и одновременно сложных вопроса.

Электродвигатель асинхронный: устройство

Как говаривал Антон Павлович Чехов:

Начать повторение темы электрических асинхронных двигателей логично детальным обзором конструкции. Двигатели стандартного исполнения построены на базе следующих конструктивных элементов:

  • алюминиевый корпус с элементами охлаждения и крепёжным шасси;
  • статор – три катушки, намотанные медным проводом на кольцевой основе внутри корпуса и размещённые противоположно одна другой под угловым радиусом 120º;
  • ротор – металлическая болванка, жёстко закреплённая на валу, вставляемая внутрь кольцевой основы статора;
  • подшипники упорные для вала ротора – передний и задний;
  • крышки корпуса – передняя и задняя, плюс крыльчатка для охлаждения;
  • БРНО – верхняя часть корпуса в виде небольшой прямоугольной ниши с крышкой, где размещается клеммник крепления выводов обмоток статора.

Структура мотора: 1 – БРНО, где размещается клеммник; 2 – вал ротора; 3 – часть общих статорных обмоток; 4 – крепёжное шасси; 5 – тело ротора; 6 – корпус алюминиевый с рёбрами охлаждения; 7 – крыльчатка пластиковая или алюминиевая

Вот, собственно, вся конструкция. Большая часть асинхронных электродвигателей являются прообразом именно такого исполнения. Правда, встречаются иногда экземпляры несколько иной конфигурации. Но это уже исключение из правил.

Обозначение и разводка статорных обмоток

Остаются в эксплуатации ещё достаточно большое число асинхронных электродвигателей, где обозначение статорных обмоток выполнено по устаревшему стандарту.

Таким стандартом предусматривалась маркировка символом «С» и добавлением к нему цифры — номера вывода обмотки, обозначающего её начало либо конец.

При этом цифры 1, 2, 3 – всегда относятся к началу, а цифры 4, 5, 6, соответственно, обозначают концы. Например, маркеры «С1» и «С4» обозначают начало и конец первой статорной обмотки.

Маркировка концевых частей проводников, выводимых на клеммник БРНО: А – устаревшее обозначение, но всё ещё встречающееся на практике; В – современное обозначение, традиционно присутствующее на маркерах проводников новых моторов

Современные стандарты изменили эту маркировку. Теперь отмеченные выше символы заменены другими, соответствующими международному образцу (U1, V1, W1 – начальные точки, U2, V2, W2 – концевые точки) и традиционно встречаются при работе с асинхронными движками нового поколения.

Проводники, исходящие от каждой из обмоток статора, выводятся в область клеммной коробки, что находится на корпусе электродвигателя и подключаются к индивидуальной клемме.

В общей сложности количество индивидуальных клемм равно числу выведенных начальных и конечных проводов общей намотки. Обычно это 6 проводников и такое же число клемм.

Таким выглядит клеммник движка стандартной конфигурации. Шесть выводов соединяются латунными (медными) перемычками перед подключением мотора под соответствующее напряжение

Между тем, встречаются также вариации развода проводников (редко и обычно на старых моторах), когда в область БРНО выведены 3 провода и присутствуют только 3 клеммы.

Как подключать «звезду» и «треугольник»?

Подключение асинхронного электродвигателя с выведенными на клеммную коробку шестью проводниками, выполняется стандартной методикой с помощью перемычек.

Размещая должным образом перемычки между индивидуальными клеммами, легко и просто установить необходимую схемную конфигурацию.

Так, чтобы создать интерфейс для подключения «звездой», следует начальные проводники обмоток (U1, V1, W1) оставить на индивидуальных клеммах одиночными, а клеммы концевых проводников (U2, V2, W3) соединить между собой перемычками.

Схема соединения «звезда». Отличается высокой потребностью линейного напряжения. Даёт плавный ход ротора в режиме запуска

Если же потребуется создать схему соединения «треугольник», вариант размещения перемычек изменяется. Для соединения статорных обмоток треугольником нужно соединить начальные и концевые проводники обмоток по следующей схеме:

  • начальная U1 – концевая W2
  • начальная V1 – концевая U2
  • начальная W1 – концевая V2

Схема соединения «треугольник». Отличительная черта – высокие пусковые токи. Поэтому зачастую моторы по этой схеме предварительно запускаются на «звезде» с последующим переводом в рабочий режим

Подключение для обеих схем, конечно же, предполагается в трёхфазную сеть с напряжением 380 вольт. Особой разницы при выборе того или иного схемного варианта нет.

Однако следует учитывать большую потребность в линейном напряжении для схемы «звезда». Эту разницу, собственно, показывает маркировка «220/380» на технической пластине моторов.

Вариант последовательного соединения «звезда-треугольник» в рабочем режиме видится оптимальным пусковым методом 3-фазного асинхронного электродвигателя переменного тока. Этот вариант часто используется для плавного пуска мотора при малых начальных токах.

Первоначально подключение организуется по схеме «звезды». Затем, через некоторый промежуток времени, моментальным переключением выполняется соединение на «треугольник».

Подключение с учётом технической информации

Каждый асинхронный электродвигатель обязательно оснащается металлической пластиной, которая закреплена на боковине корпуса.

Такая пластина является своего рода панелью-идентификатором оборудования. Здесь размещается вся необходимая информация, требуемая для корректной установки изделия в сеть переменного тока.

Техническая пластина на боковине корпуса движка. Здесь отмечаются все важные параметры, требуемые для обеспечения нормальной работы электродвигателя

Этими сведениями не следует пренебрегать, включая мотор в цепь питания электрическим током. Нарушения условий, отмеченных на информационной пластине – это всегда первые причины выхода моторов из строя.

Что указывается на технической пластине асинхронного электродвигателя?

  1. Тип мотора (в данном случае – асинхронный).
  2. Число фаз и рабочая частота (3Ф / 50 Гц).
  3. Схема включения обмоток и напряжение (треугольник/звезда, 220/380).
  4. Рабочий ток (на «треугольнике» / на «звезде»)
  5. Мощность и число оборотов (кВт / об. мин).
  6. КПД и COS φ (% / коэффициент).
  7. Режим и класс изоляции (S1 – S10 / А, В, F, H).
  8. Производитель и год выпуска.

Обращаясь к технической пластине, электрик уже предварительно знает на каких условиях допустимо включать мотор в сеть.

С точки зрения подключения «звездой» или «треугольником», как правило, существующая информация даёт электрику знать, что в сеть 220В корректно подключение «треугольником», а на линию 380В асинхронный электродвигатель следует включать «звездой».

Испытывать мотор либо эксплуатировать следует только при условии разводки через защитный автоматический выключатель. При этом внедряемый в цепь асинхронного электродвигателя автомат следует корректно подбирать по току отсечки.

Трёхфазный асинхронный электродвигатель в сети 220В

Теоретически и практически тоже, асинхронный электродвигатель, рассчитанный на подключение к сети через три фазы, может работать в однофазной сети 220В.

Как правило, этот вариант актуален лишь для моторов мощностью не выше 1,5 кВт. Объясняется сие ограничение банальным дефицитом ёмкости дополнительного конденсатора. На большие мощности требуется ёмкость под высокие напряжения, измеряемая сотнями мкФ.

Применяя конденсатор, можно организовать работу трёхфазного двигателя в сети 220 вольт. Однако при этом теряется практически половина полезной мощности. Уровень КПД снижается до 25-30%

Действительно, самый простой способ запуска трёхфазного асинхронного электродвигателя в однофазной сети 220-230В, это исполнение соединения через так называемый пусковой конденсатор.

То есть из трёх существующих клемм две объединяются в одну включением между ними конденсатора. Образованные таким образом две сетевых клеммы присоединяются к сети 220В.

Переключением сетевого провода на клеммах с подключенным конденсатором можно изменять направление вращения вала мотора.

Включением в трёхфазный клеммник конденсатора, схема подключения трансформируется в двухфазную. Но для чёткой работоспособности двигателя требуется мощный конденсатор

Номинальная ёмкость конденсатора рассчитывается по формулам:

Сзв = 2800 * I / U

C тр = 4800 * I / U

где: C – искомая ёмкость; I – пусковой ток; U – напряжение.

Однако простота требует жертв. Так и здесь. При подходе к решению задачи пуска с помощью конденсаторов отмечается существенная потеря мощности мотора.

Чтобы компенсировать потери, приходится изыскивать конденсатор большой ёмкости (50-100 мкФ) с рабочим напряжением не менее 400-450В. Но даже в этом случае удаётся набрать мощность не более 50% от номинала.

Поскольку подобные решения используются чаще всего для асинхронных электродвигателей, которые предполагается запускать и отключать с частой периодичностью, логично применять схему, несколько доработанную по сравнению с традиционным упрощённым вариантом.

Схема для организации работы в сети 220 вольт с учётом частых включений и отключений. Применение нескольких конденсаторов позволяет в какой-то степени компенсировать потери мощности

Минимум потерь мощности даёт схема включения «треугольником» в отличие от схемы «звезды». Собственно, на этот вариант указывает и техническая информация, что размещается на технических пластинах асинхронных движков.

Как правило, на бирке именно схема «треугольника» соответствует рабочему напряжению 220В. Поэтому на случай выбора способа соединения, прежде всего, следует взглянуть на табличку технических параметров.

Нестандартные клеммники БРНО

Изредка встречаются конструкции асинхронных электродвигателей, где БРНО содержит клеммник на 3 вывода. Для таких моторов применяется схема разводки внутреннего исполнения.

То есть, та же «звезда» либо «треугольник» схематично выстраиваются соединениями непосредственно в области расположения статорных обмоток, куда доступ затруднён.

Вид нестандартного клеммника, какие могут встречаться на практике. При такой разводке следует руководствоваться исключительно сведениями, указанными на технической пластине

Конфигурировать такие движки как-то иначе, в бытовых условиях не представляется возможным. Информация на технических табличках движков с нестандартными клеммниками обычно указывает схему внутреннего развода «звезда» и напряжение, при котором допустимо эксплуатировать электродвигатель асинхронного типа.

Видео включения мотора 380В на 220В

Видеороликом ниже демонстрируется, каким образом допустимо включить электрический двигатель с обмоткой под напряжение 380 вольт к сети с напряжением 220 вольт (бытовая сеть). Такая потребность — частое явление в бытовой практике.

Соединение звездой и треугольником обмоток электродвигателя

Конструкция трехфазного электродвигателя представляет собой электрическую машину, для нормальной работы которой необходимы трехфазные сети переменного тока. Основными частями такого устройства являются статор и ротор. Статор оборудован тремя обмотками, сдвинутыми между собой на 120 градусов. Когда в обмотках появляется трехфазное напряжение, на их полюсах происходит образование магнитных потоков. За счет этих потоков, ротор двигателя начинает вращаться.

Соединение обмоток звездой и треугольником

В промышленном производстве и в быту практикуется широкое применение трехфазных асинхронных двигателей. Они могут быть односкоростными, когда производится соединение звездой и треугольником обмоток электродвигателя или многоскоростными, с возможностью переключения с одной схемы на другую.

У всех трехфазных электродвигателей обмотки соединяются по схеме звезды или треугольника.

При подключении обмоток по схема звезда, их концы соединяются в одной точке в нулевом узле. Поэтому, получается еще один дополнительный нулевой вывод. Другие концы обмоток соединяются с фазами сети 380 В.

Соединение треугольником заключается в последовательном соединении обмоток. Конец первой обмотки соединяется с начальным концом второй обмотки и так далее. В конечном итоге, конец третьей обмотки, соединится с началом первой обмотки. Подача трехфазного напряжения осуществляется в каждый узел соединения. Подключение по схеме треугольник отличается отсутствием нулевого провода.

Оба вида соединений получили примерно одинаковое распространение и не имеют между собой значительных отличительных особенностей.

Существует и комбинированное подключение, когда используются оба варианта. Такой способ применяется достаточно часто, его целью является плавный запуск электродвигателя, которого не всегда можно добиться при обычных подключениях. В момент непосредственного пуска, обмотки находятся в положении звезда. Далее, используется реле, которое обеспечивает переключение в положение треугольника. За счет этого происходит уменьшение пускового тока. Комбинированная схема, чаще всего, применяется во время пуска электродвигателей, обладающих большой мощностью. Для таких двигателей требуется и значительно больший пусковой ток, превышающий номинальное значение примерно в семь раз.

Электродвигатели могут подключаться и другими способами, когда применяется двойная или тройная звезда. Такие подключения используются для двигателей с двумя и более регулируемыми скоростями.

Запуск трехфазного электродвигателя с переключением со звезды на треугольник

Данный способ применяется для того, чтобы снизить пусковой ток, который может примерно в 5-7 раз превышать номинальный ток электродвигателя. Агрегаты со слишком большой мощностью имеют такой пусковой ток, при котором легко перегорают предохранители, отключаются автоматы и, целом, значительно понижается напряжение. При таком уменьшении напряжения снижается накаливание ламп, происходит снижение вращающего момента других электродвигателей, самопроизвольно отключаются магнитные пускатели и контакторы. Поэтому, применяются разные способы, с целью уменьшения пускового тока.

Общим для всех способов является необходимость снижения напряжения в обмотках статора на время непосредственного пуска. Чтобы уменьшить пусковой ток, цепь статора на время пуска может дополняться дросселем, реостатом или автоматическим трансформатором.

Наибольшее распространение получило переключение обмотки из звезды в положение треугольника. В положении звезды напряжение становится в 1,73 раза меньше, чем номинальное, поэтому и ток будет меньше, чем при полном напряжении. Во время пуска частота вращения электродвигателя увеличивается, происходит снижение тока и обмотки переключаются в положение треугольника.

Такое переключение допускается в электродвигателях, имеющих облегченный режим пуска, так как происходит снижение пускового момента, примерно в два раза. Данным способом переключаются те двигатели, которые конструктивно могут соединяться в треугольник. У них должны быть обмотки, способные работать при линейном напряжении сети.

Когда нужно переключаться с треугольника в звезду

Когда необходимо выполнить соединение звездой и треугольником обмоток электродвигателя, следует помнить о возможности переключения с одного вида на другой. Основным вариантом является схема переключения звезда треугольник. Однако, при необходимости, возможен и обратный вариант.

Всем известно, что у электродвигателей, загруженных не полностью, происходит снижение коэффициента мощности. Поэтому, такие двигатели желательно заменять устройствами с меньшей мощностью. Однако, при невозможности замены и большом запасе мощности, производится переключение треугольник-звезда. Ток в цепи статора не должен превышать номинала, иначе произойдет перегрев электродвигателя.

Схема соединения «Треугольник»

Соединение в треугольник трехфазного генератора или вторичной обмотки трансформатора.

Соединим конец x обмотки ax с началом b обмотки by, конец y обмотки by с началом c обмотки cz, конец z обмотки cz с началом a обмотки ax так, как показано на рисунке 1. Такое соединение по виду напоминает треугольник, откуда и происходит его название. Линейные провода присоединены в вершинах треугольника.

Рисунок 1. Соединение в треугольник генератора.

Основные соотношения:
1. При соединении в треугольник линейные и фазные напряжения равны потому, что каждые два линейных провода (как видно из рисунка 1) присоединены к началу и концу одной из фазных обмоток, а все фазные обмотки одинаковы.
2. Линейные токи Iл больше фазных Iф в √3 = 1,73 раза.

Как доказать, что Iл = 1,73 × Iф? Воспользуемся для этого векторной диаграммой рисунка 2.

Рисунок 2. Определение линейных токов при соединении в треугольник.

Фазные токи Iab, Ibc, Ica в трех электроприемниках ЭП (рисунок 2, а) изображаются векторной диаграммой (рисунок 2, б), которая получена путем перенесения параллельно самим себе векторов с рисунка 2, а. Вершины треугольника нагрузок a, b и c являются узловыми точками. Поэтому согласно первому закону Кирхгофа справедливы равенства

Ia + Ica = Iab, откуда Ia = IabIca;
Ib + Iab = Ibc, откуда Ib = IbcIab;
Ic + Ibc = Ica, откуда Ic = IcaIbc.

Понятно, что эти равенства геометрические, поэтому вычитание нужно выполнять по правилам вычитания векторов, что и сделано на рисунке 2, б. Непосредственное измерение длин векторов или вычисления по правилам геометрии показывают, что линейные токи Ia, Ib и Ic больше фазных токов Iab, Ibc и Ica в √3 = 1,73 раза.

На рисунке 2, б также видно, что векторная диаграмма симметричных линейных токов Ia, Ib и Ic сдвинута на 30° в сторону, обратную вращению векторов, относительно диаграммы фазных токов Iab, Ibc и Ica. Иными словами, ток Ia отстает на 30° от тока Iab. Ток Ib отстает на 30° от тока Ibc, ток Ic отстает на 30° от тока Ica.
Порядок индексов в обозначении фазных токов указывает на порядок вращения фаз. В нашем примере порядок следования (вращения) фаз: a, b, c.

На рисунке 2, в показано соединение в треугольник обмоток генератора или вторичных обмоток трансформатора. Векторы токов Iba, Iac, Icb, проходящих в обмотках генератора (вторичных обмотках трансформатора), и векторы токов в нагрузке (Iab, Ica, Ibc) соответственно параллельны, но повернуты на 180°. Причина такого расположения векторов станет ясна, если совместить рисунок 2, в с правой частью рисунка 2, а, что и выполнено на рисунке 2, г.

Обращается внимание на то, что все три обмотки внутри генератора (трансформатора) соединены последовательно и образуют замкнутую цепь. Подобное соединение в установках постоянного тока привело бы к короткому замыканию. В установках трехфазного тока в силу того, что электродвижущие силы (э. д. с.) сдвинуты по фазе на 120°, ток в этом замкнутом контуре отсутствует, так как в каждый момент сумма э. д. с. трех обмоток равна нулю 1.

Необходимо здесь же заметить, что для отсутствия тока в контуре обмоток генератора (трансформатора) необходимо, чтобы обмотки имели одинаковые числа витков, были сдвинуты на 120 электрических градусов и имели э. д. с. строго синусоидальные или во всяком случае не содержащие гармоник, кратных трем (смотрите статью «Понятие о магнитном равновесии трансформатора»).

Генераторы практически никогда не соединяют в треугольник. В трансформаторах такие соединения не только распространены, но иногда выполняются с целью получения внутри трансформатора токов третьих гармоник. Зачем? Понятно не затем, чтобы создавать в трансформаторе дополнительные потери. Причины здесь гораздо сложнее, смотрите статью «Понятие о магнитном равновесии трансформатора».

Соединение в треугольник обмоток трансформаторов в двух вариантах показано на рисунке 3. Подробно вопрос о соединениях обмоток трансформаторов рассмотрен в статье «Группы соединения трансформаторов».

Рисунок 3. Соединение в треугольник трансформаторов.

Соединение в треугольник электроприемников и конденсаторных батарей.

Соединение в треугольник обмоток электродвигателей показано на рисунках 4, ав. При этом на рисунке 4, а обмотки и соединены и расположены треугольником; на рисунке 4, б обмотки соединены треугольником, но расположены произвольно; на рисунке 4, в обмотки расположены звездой, но соединены в треугольник. На рисунке 4, г обмотки расположены треугольником, но соединены в звезду.

Рисунок 4. Соединение в треугольник электроприемников.

Все эти рисунки подчеркивают, что дело отнюдь не в том, как расположены изображения электроприемников на чертежах (хотя их часто удобно располагать в соответствии с видом соединения), а в том, что с чем соединено: концы (начала) всех обмоток между собой или конец одной обмотки с началом другой. В первом случае получается соединение в звезду, во втором – в треугольник.

Соединение в треугольник конденсаторных батарей показано на рисунке 4, д.

На рисунке 4, е показано соединение в треугольник ламп. Хотя лампы территориально разбросаны по разным квартирам, но они объединены сначала в группы в пределах каждой квартиры, затем в группы по стоякам 2 и, наконец, эти группы соединены в треугольник на вводном щите 1. Заметьте: до вводного щита нагрузка трехфазная, после вводного щита (в стояках и квартирах) однофазная, хотя она и включена между двумя фазами.

На каком основании нагрузка, питающаяся от двух фаз названа однофазной? На том основании, что изменения тока в обоих проводах, к которым присоединена нагрузка, происходят одинаково, то есть в каждый момент ток проходит через одни и те же фазы.

Видео 1. Соединение треугольником


1 Отсутствие тока в замкнутом контуре еще не означает, что в фазных обмотках нет тока. Токи в фазных обмотках соответствуют их нагрузкам.

Источник: Каминский Е. А., «Звезда, треугольник, зигзаг» – 4-е издание, переработанное – Москва: Энергия, 1977 – 104с.

Обзор соединения трансформатора

«треугольник-звезда»

Паспортная табличка трансформатора GE «треугольник-звезда»

Соединение трансформатора «треугольник-звезда»

В этом типе соединения первичная обмотка подключается треугольником , а ток вторичной обмотки подключается звездой .

Соединение «треугольник-звезда» трансформатора

Основное использование этого соединения — повышение напряжения, т. е. в начале системы передачи высокого напряжения. Можно отметить фазовый сдвиг на 30° между первичным линейным напряжением и вторичным линейным напряжением в качестве опережающего.

Фазовый сдвиг на 30° между первичным линейным напряжением и вторичным линейным напряжением

Ключевые точки

  1. В качестве первичной обмотки при соединении треугольником:
  2. Линейное напряжение на первичной стороне = Фазное напряжение на первичной стороне.
  3. Текущий коэффициент трансформации (K) = Напряжение вторичной фазы / Напряжение первичной фазы
  4. Напряжение вторичной фазы = K X Напряжение первичной фазы.
  5. Как вторичное соединение в звезде
  6. Линейное напряжение на вторичной стороне = √3 X Фазное напряжение на вторичной стороне.Таким образом,
  7. Линейное напряжение на вторичной стороне = √3 X K X Первичное фазное напряжение.
  8. Линейное напряжение на вторичной стороне = √3 X K X Первичное линейное напряжение.
  9. Фазовый сдвиг +30 или -30 градусов между напряжением вторичной фазы и напряжением первичной фазы

Преимущества соединения треугольником-звездой :


На первичной стороне из-за соединения треугольником требуется меньшее сечение обмотки.

Используется в трехфазной четырехпроводной системе:
На вторичной стороне имеется нейтраль, благодаря чему ее можно использовать для трехфазной четырехпроводной системы питания.

Нет искажений вторичного напряжения:
Нет искажений из-за составляющих третьей гармоники.

Перемещение больших несбалансированных грузов:
С большими несбалансированными грузами можно обращаться без каких-либо затруднений.

Заземление Изоляция между первичной и вторичной обмотками:
Предполагая, что нейтраль вторичной цепи, соединенной звездой, заземлена, нагрузка, подключенная между фазой и нейтралью, или замыкание между фазой и землей создает два равных и противоположных тока в двух фазах в первичной цепи без нулевого тока на землю в первичной цепи.

Таким образом, в отличие от соединения Y-Y, замыкания фазы на землю или асимметрия тока во вторичной цепи не повлияют на релейную защиту заземления, применяемую в первичной цепи. Эта функция обеспечивает правильную координацию защитных устройств и является очень важным фактором при проектировании.

Нейтраль заземленной Y-образной цепи иногда называют заземляющей банкой, поскольку она обеспечивает локальный источник тока заземления во вторичной цепи, изолированной от первичной цепи.

Подавление гармоник:
Ток намагничивания должен содержать нечетные гармоники, чтобы индуцированные напряжения были синусоидальными, а третья гармоника является доминирующей гармонической составляющей. В трехфазной системе токи третьей гармоники всех трех фаз находятся в фазе друг с другом, потому что это токи нулевой последовательности. В соединении трансформатора Y-Y единственный путь для тока третьей гармоники проходит через нейтраль.

Однако при соединении ∆-Y токи третьей гармоники, равные по амплитуде и по фазе друг другу, могут циркулировать по пути, образованному обмоткой, соединенной ∆.То же самое верно и для других гармоник нулевой последовательности.

Блок заземления:
Обеспечивает локальный источник тока заземления во вторичной цепи, изолированной от первичной цепи. Предположим, что незаземленный генератор питает простую радиальную систему через трансформатор ∆-Y с заземленной нейтралью на вторичной обмотке, как показано на рисунке. Генератор может питать однофазную нагрузку от нейтрали через Y-трансформатор с заземлением.

Будем называть низковольтную сторону генератора трансформатора вторичной, а высоковольтную сторону нагрузки трансформатора первичной.Обратите внимание, что каждая первичная обмотка магнитно связана со вторичной обмоткой.

Обмотки с магнитной связью располагаются параллельно друг другу:

Обмотки с магнитной связью

Согласно второму закону трансформатора, фазный ток нагрузки в первичной цепи отражается как ток во вторичной обмотке переменного тока. Никаких других токов не требуется для протекания в обмотках AC или B-C на стороне генератора трансформатора, чтобы уравновесить ампер-витки.

Простая релейная защита заземления:
Релейная защита НАМНОГО проще на трансформаторе «звезда-треугольник», поскольку замыкания на землю на вторичной стороне изолированы от первичной, что значительно упрощает координацию.Если на трансформаторе «треугольник-звезда» имеется восходящая релейная защита, можно предположить, что любой ток нулевой последовательности возникает от первичного замыкания на землю, что обеспечивает очень чувствительную защиту от замыканий на землю.

В схеме «звезда-звезда» замыкание на землю на нижней стороне вызывает первичный ток замыкания на землю, что затрудняет координацию. На самом деле, защита от замыканий на землю является одним из основных преимуществ блоков треугольник-звезда.


Недостатки соединения треугольником-звездой

В этом типе соединения вторичное напряжение не совпадает по фазе с первичным.Следовательно, это соединение невозможно использовать параллельно с трансформатором, соединенным звездой-звездой или треугольником-треугольником.

Одна из проблем, связанных с этим соединением, заключается в том, что вторичное напряжение сдвинуто на 30 0 по отношению к первичному напряжению. Это может вызвать проблемы при параллельном включении 3-фазных трансформаторов, так как вторичные напряжения трансформаторов должны быть синфазными для параллельного соединения. Поэтому надо обращать внимание на эти сдвиги.

Если вторичная обмотка этого трансформатора должна быть запараллелена с вторичной обмоткой другого трансформатора без фазового сдвига, возникнет проблема.


Применение

Обычно используется в повышающем трансформаторе

Например, в начале высоковольтной линии передачи. В этом случае нейтральная точка стабильна и не будет плавать при неуравновешенной нагрузке. Искажения потока нет, потому что наличие Δ-связи открывает путь компонентам третьей гармоники.

Коэффициент линейного напряжения в √3 раза больше коэффициента трансформации трансформатора, а вторичное напряжение опережает первичное на 30°. В последние годы эта компоновка стала очень популярной для распределительных систем, поскольку она обеспечивает 3-Ø, 4-проводную систему.


Обычно используется в коммерческих, промышленных и жилых районах с высокой плотностью населения.

Для питания трехфазных распределительных систем.

Примером может служить распределительный трансформатор с первичной обмоткой треугольником, работающей на трех фазах 11 кВ без нейтрали или заземления, и вторичной обмоткой со звездой (или звездой), обеспечивающей трехфазное питание 400 В при бытовом напряжении 230 В. между каждой фазой и заземленной нейтралью.


Используется в качестве трансформатора генератора

Соединение трансформатора ∆-Y универсально используется для подключения генераторов к системам передачи по двум очень важным причинам.

Прежде всего, генераторы обычно оснащены чувствительной релейной защитой от замыканий на землю. Трансформатор ∆-Y является источником токов заземления для нагрузок и повреждений в системе передачи, однако защита генератора от замыканий на землю полностью изолирована от токов заземления на первичной стороне трансформатора.

Во-вторых, вращающиеся машины буквально могут быть.

Проектирование и анализ гибридных обмоток звезда-треугольник для высоковольтных асинхронных двигателей

В последнее время наблюдается растущий интерес к эффективности и стоимости электрических машин.Эффективность электродвигателей важна, поскольку электродвигатели потребляют около 40–45 % производимой электроэнергии во всем мире и около 70 % промышленной электроэнергии. Поэтому некоторые типы электродвигателей были отнесены к предлагаемым стандартным классам на основе их эффективности. Как следствие, на рынке необходимы эффективные и недорогие электродвигатели. В промышленности используются несколько типов электродвигателей, таких как синхронные двигатели с постоянными магнитами (PMSM), асинхронные двигатели (IM) и реактивные двигатели (RM).Из-за высокой стоимости СДПМ и из-за потерь ротора АД РМ можно рассматривать как многообещающие и привлекательные кандидаты. Кроме того, они имеют прочную и простую конструкцию и низкую стоимость, так как в роторе нет клетки, обмоток и магнитов. Существует два основных типа RM: вентильные реактивные двигатели (SRM) и синхронные реактивные двигатели (SynRM). Тем не менее, есть некоторые недостатки этих типов машин. С одной стороны, SRM имеют проблемы с пульсациями крутящего момента, вибрациями и шумом.Кроме того, управление ими сложнее, чем у трехфазных обычных моторных приводов, в т.ч. из-за высокой нелинейности индуктивности. С другой стороны, SynRM имеют низкий коэффициент мощности, поэтому для получения заданной выходной мощности двигателя требуется инвертор с высоким номинальным значением вольт-ампер. Таким образом, добавление надлежащего количества недорогого материала с постоянными магнитами (PM), такого как феррит, может быть хорошим вариантом для повышения коэффициента мощности. PM также увеличивают эффективность и плотность крутящего момента.Эти типы двигателей называются синхронными реактивными двигателями с постоянными магнитами (PMaSynRM). В этой диссертации исследуются как SynRM, так и PMaSynRM. Основное внимание уделяется конструкции ротора, марке магнитного материала и конфигурации обмотки. Кроме того, также исследуется моделирование и контроль SynRM и PMaSynRM. Сначала из машин изготавливаются параметризованные модели. Метод конечных элементов (МКЭ) используется для получения потокосцеплений по оси dq λd(id, iq, θr) и λq(id, iq, θr) SynRM в статическом двумерном моделировании в зависимости от оси d. текущий id, ток iq по оси q и положение ротора θr.Как известно, характеристики (выходной крутящий момент, коэффициент мощности и КПД) SynRM в основном зависят от соотношения индуктивностей прямой (d) и квадратурной (q) осей (Ld/Lq). Это соотношение хорошо известно как показатель значимости SynRM. Поскольку магнитное насыщение вызывает значительные изменения в индуктивностях и, как следствие, в коэффициенте значимости во время работы, модель SynRM, основанная на постоянных индуктивностях (Ld и Lq), недостаточно хороша. Это может привести к большим отклонениям в предсказании крутящего момента по сравнению с реальным двигателем.Насколько велики эти отклонения, выясняется в этой диссертации путем сравнения нескольких моделей, которые учитывают или не учитывают эффекты насыщения, перекрестного насыщения и положения ротора. Обнаружено, что насыщение и перекрестное насыщение должны быть включены в модель для точного представления производительности и управления SynRM. Это означает, что потокосцепления должны быть функцией id и iq. Положение ротора указывать не нужно. Помимо токов, FEM содержит множество параметров геометрии барьера потока, которые сильно влияют на крутящий момент и пульсации крутящего момента машины.Наряду со статическим моделированием выполняется также динамическое моделирование. В этих симуляциях потокосцепления хранятся в справочных таблицах, созданных априори FEM для ускорения симуляций. На основе модели SynRM FEM исследуется конструкция ротора SynRM. Выбор параметров геометрии магнитного барьера очень сложен, потому что есть много параметров, которые играют роль. Следовательно, всегда необходим метод оптимизации для выбора параметров магнитного барьера, которые оптимизируют показатели производительности SynRM (максимизируют коэффициент значимости и выходной крутящий момент и минимизируют пульсации крутящего момента).Чтобы получить представление о соответствующих параметрах, сначала проводится анализ чувствительности: изучается влияние параметров потока-барьера на показатели эффективности SynRM. Эти индикаторы снова представляют собой коэффициент значимости, выходной крутящий момент и пульсацию крутящего момента. Кроме того, предлагаются простые в использовании параметризованные уравнения exv для выбора значений двух наиболее важных параметров ротора, т. е. угла и ширины барьера потока. Предложенные уравнения сравниваются с тремя существующими литературными уравнениями. В конце получается оптимальная конструкция ротора на основе оптимизированной техники в сочетании с МКЭ.Оптимальный ротор проверяется механически на устойчивость к механическим напряжениям и деформациям. Помимо геометрии, большую роль в потерях и КПД электрической машины играет марка электротехнической стали. Поэтому несколько марок стали сравниваются с точки зрения производительности SynRM, т. е. выходного крутящего момента, коэффициента мощности, пульсации крутящего момента, потерь в стали и эффективности. Рассмотрены четыре различных марки стали НО20, М330П-50А, М400-50А и М600-100А. Марки стали различаются толщиной и производимыми ими потерями.Установлено, что «лучшая» марка NO20 имела в номинальной рабочей точке рассматриваемого SynRM КПД на 9,0% больше, чем «худшая» марка М600-100А. Наряду с энергоэффективностью большой интерес в последних исследованиях уделяется получению высокой плотности крутящего момента. Одним из основных методов повышения плотности крутящего момента машины является увеличение основного коэффициента обмотки за счет инновационной компоновки обмотки. Среди нескольких конфигураций несколько лет назад в литературе была предложена так называемая комбинированная схема обмотки звезда-треугольник.В докторской диссертации комбинированная обмотка звезда-треугольник сравнивается с обычной обмоткой со звездой с точки зрения выходного крутящего момента, пульсаций крутящего момента и эффективности. Предлагается простой метод расчета эквивалентного коэффициента обмотки различных соединений обмоток. Кроме того, дано моделирование SynRM с комбинированной обмоткой звезда-треугольник. Кроме того, показано влияние различных схем обмотки на характеристики SynRM. Для экспериментального сравнения обеих обмоток изготовлены два статора, один с комбинированными обмотками звезда-треугольник, а другой с обычными обмотками звезда, имеющих одинаковый объем меди.Измерения показали, что выходной крутящий момент на 5,2% выше, чем у первой машины при номинальном токе и скорости. Чтобы еще больше улучшить коэффициент мощности и выходной крутящий момент SynRM, в центр магнитных барьеров ротора вставлены ферритовые PM. Геометрия ротора получившегося PMaSynRM такая же, как у обычного SynRM. Таким образом, были построены два ротора с одинаковым набором пластин из железа: один с ПМ, а второй без магнитов. Имея два статора и два ротора, в докторской диссертации проводится сравнение четырех прототипов SynRM, каждого из 5.5 кВт. Было получено несколько проверочных измерений. Комбинированный СРД типа «звезда-треугольник» с ФЭУ в роторе имел КПД до 1,5 % выше, чем СРД с обмоткой «звезда» и ротором без магнитов при номинальном токе и частоте вращения. В качестве применения SynRM изучается эффективная и недорогая фотоэлектрическая (PV) насосная система, использующая SynRM. Предлагаемая система не имеет преобразователя постоянного тока, который часто используется для максимизации выходной мощности фотоэлектрических модулей, и не имеет накопителя (аккумулятора). Вместо этого система управляется таким образом, чтобы как выходная мощность фотоэлектрических модулей была максимальной, так и SynRM работал с максимальным крутящим моментом на ампер, используя обычный трехфазный инвертор с широтно-импульсной модуляцией.Дан дизайн и моделирование всех компонентов системы. Представлены характеристики предлагаемой насосной системы PV, показывающие эффективность системы.

Почему обмотка якоря генератора всегда соединена звездой?

нажмите на картинку для увеличения
Обмотка якоря генератора всегда подключается ЗВЕЗДОЙ, а не ТРЕУГОЛЬНИКОМ, поскольку по некоторым важным причинам. Это очень важный вопрос, который часто задают в интервью: почему обмотка якоря генератора всегда подключается ЗВЕЗДОЙ, а не ТРЕУГОЛЬНИКОМ? Сегодня мы обсудим все причины с объяснением.

Причины использования обмотки якоря, соединенной звездой, в генераторе переменного тока:

Мы знаем, что в трехфазной системе есть два типа соединений: соединение ЗВЕЗДОЙ и соединение ТРЕУГОЛЬНИК. Оба они имеют свои преимущества и недостатки, но в случае обмотки якоря генератора мы всегда предпочитаем соединение ЗВЕЗДОЙ, а не соединением ТРЕУГОЛЬНИК. На самом деле, если у вас есть базовые знания о подключении STAR и DELTA, вы можете легко понять это. Причина, которая придет нам на ум в первую очередь, заключается в том, что Звездное соединение обеспечивает Нейтральную Точку.Мы знаем, что в соединении «треугольник» нет нейтральной точки, но в случае соединения «звезда» нейтральная точка присутствует. Нейтральная точка помогает системе заземления нейтрали для исправного состояния системы. Как правило, мы заземляем нейтраль по двум причинам: 1.      Система заземления нейтрали помогает сбалансировать ток в каждой фазе. 2.      При возникновении неисправности чрезмерный ток неисправности уходит на землю через систему заземления нейтрали. Так как соединение ЗВЕЗДОЙ обеспечивает нейтральную точку, мы предпочитаем соединение ЗВЕЗДОЙ для обмотки якоря генератора переменного тока.Ниже приведена простая схема соединения между генератором переменного тока и трансформатором на электростанции.
нажмите на картинку для увеличения

Как вы видите на рисунке выше, нейтраль генератора и трансформатора заземлены. Первичная обмотка трансформатора соединена звездой, а вторичная обмотка трансформатора соединена треугольником. Выход трансформатора подключен к сети.

Мы знаем, что в звездной связи,
или

Предположим, генератор переменного тока имеет выходную мощность 11 кВ, что указывает на линейное напряжение.

Итак, если обмотка якоря соединена звездой, то напряжение на обмотке будет равно а если обмотка якоря соединена в треугольник, то напряжение на обмотке будет,
нажмите на картинку для увеличения
Таким образом, из приведенного выше объяснения мы можем сказать, что если мы соединим обмотку якоря звездой, то напряжение напряжения на обмотке будет меньше, поэтому потребуется меньше изоляции, что снизит стоимость.Это вторая важная причина использования соединения Star. Поскольку соединение по схеме «звезда» имеет нейтральную точку, а мы заземляем нейтраль, поэтому гармоник очень мало, но в случае соединения по схеме «треугольник» из-за отсутствия нейтральной точки выходное напряжение имеет тройную гармонику. Таким образом, при соединении звездой мы получаем чистое синусоидальное напряжение, а при соединении треугольником мы не получаем чисто синусоидальное напряжение.

Для того же линейного напряжения обмотка якоря, соединенная звездой, требует меньшего количества витков, чем обмотка, соединенная треугольником.Таким образом, обмотка, соединенная звездой, снижает стоимость. Чем меньше требуется оборотов, тем меньше вес.

В случае соединения звездой, когда генератор переменного тока не подключен к какой-либо нагрузке, обмотки разомкнут цепь, поэтому через обмотки не будет протекать циркулирующий ток. Но в случае соединения треугольником обмотки генератора всегда находятся в замкнутом контуре, даже когда генератор не подключен к какой-либо нагрузке. Таким образом, через обмотку всегда протекает циркулирующий ток, который вызывает нагрев.Это 90 179 важных причин, по которым обмотка якоря генератора всегда подключается по схеме STAR.

Читайте также:


Благодарим Вас за посещение веб-сайта. продолжайте посещать для получения дополнительных обновлений.

Символы соединения обмоток

Обозначения соединения обмоток

Символ Описание Символ Описание
1 Обмотка   2 Отдельная обмотка
3 Отдельная обмотка   6 Отдельная обмотка
6 соединенных между собой обмоток   Взаимосвязанная многофазная обмотка
2-фазная обмотка   3-фазный Скотт
2-фазная обмотка, 4-проводное раздельное соединение   2-фазная обмотка, 4-проводное подключение
2-фазное, 3-проводное соединение с заземлением   3-фазный, 4-проводной незаземленный
2-фазный, 5-проводный с заземлением   3-фазная звезда с заземленной нейтралью
3-фазная обмотка, 4-проводное соединение   3-фазная обмотка, 4-проводное подключение, нейтраль выведена
3-фазная обмотка, 4-проводное заземление   4-фазная обмотка
3-фазная звезда или звезда   4-фазная обмотка, вывод нейтрали
4-фазная заземленная обмотка   3-фазный зигзаг с заземлением
3-фазный незаземленный зигзаг   6-фазный двойной зигзаг с заземленной нейтралью
3-фазный, 3-проводной треугольник   3-фазное 4-проводное соединение треугольником с заземлением
3 фазы, 3 провода треугольник с заземлением   3-фазная обмотка, соединение «открытый треугольник»
3-фазная обмотка, 4-проводное соединение треугольником   3-фазная обмотка, соединение с заземлением разомкнутого треугольника
3-фазная обмотка, соединение «открытый треугольник»   3-фазная обмотка, соединение с заземлением разомкнутого треугольника
6-фазная обмотка, соединение двойной звездой   6-фазная обмотка, заземление двойной звездой
6-фазная обмотка звезда   6-фазная шестигранная обмотка
6-фазная обмотка с двойным треугольником      

Схема с катушками (обмотками) для получения трехфазного тока

Трехфазное соединение «звезда-звезда» (Y) с нейтралью
+ информация
  Трехфазный, соединение треугольником (𝚫)
+ информация
Фазы R/S/T или L1/L2/L3
+ информация
   
Скачать символы

Почему обмотка ротора асинхронного двигателя с трехфазным ротором соединена звездой?

Статор может быть как звездой, так и треугольником.Многие двигатели имеют схему обмотки и катушки с шестью соединениями, что позволяет соединять обмотки либо в звезду, либо в треугольник. Ротор асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором имеет определенное количество стержней, соединенных с обоих концов. По сути, это соединение треугольником, потому что это единственный способ соединения стержней ротора для образования замкнутого контура. С другой стороны, ротор с обмоткой всегда имеет соединение звездой, потому что это позволяет внешнее соединение резисторов последовательно с обмоткой.

Преимущества соединения «звезда» заключаются в следующем.

  • Фазные напряжения при соединении звездой составляют 57,7 % линейных напряжений, т.е. обмотка ротора при соединении звездой менее подвержена напряжению по сравнению с соединением треугольником, что, в свою очередь, оказывается более экономичным, если учесть изоляцию, прочность на пробой, требование проводникового материала и др.
  • Наличие нейтрали при соединении по схеме «звезда», если нейтраль заземлена, то она также обеспечивает путь для токов нулевой последовательности при КЗ, тогда как при соединении по схеме «треугольник» токи нулевой последовательности протекают по схеме «треугольник» и, следовательно, увеличивают нагрузку на обмотке.
  • Соединение звездой уменьшает количество контактных колец, необходимых для подключения внешнего сопротивления к ротору асинхронного двигателя. При соединении звездой требуется только 3 контактных кольца. В то время как для ротора с соединением треугольником требуется 6 контактных колец (по 2 на каждую фазу)
  • Vline= √3 Vph или Vph=Vline/√3 в системе, соединенной звездой, т. е. Vph снижается в √3 раза по сравнению с линейным напряжением в системе, соединенной звездой Теперь напряжение связано с изоляцией, а изоляция связана со стоимостью i.e выше напряжение, выше изоляция и выше стоимость.
  • При соединении звездой в цепь ротора при пуске может быть введено дополнительное внешнее сопротивление для увеличения пускового момента и уменьшения пускового тока. Когда двигатель набирает скорость, эти внешние сопротивления отключаются от цепи ротора.

Пожалуйста, подпишитесь на нас и поставьте лайк:

Похожие сообщения

Какие трансформаторы обычно подключаются по схеме треугольник-звезда?

Вопрос задан: Йохатан Кшлерин DDS
Оценка: 4.5/5 (37 голосов)

Распределительные трансформаторы соединены треугольником-звездой. Такая схема требует 3 проводника на стороне высокого напряжения и 4 на стороне низкого напряжения, а также обеспечивает проводник в виде звезды в качестве нейтральной точки. Это может обслуживать однофазные, а также трехфазные нагрузки.

Где применяется соединение трансформатора по схеме треугольник-звезда?

Соединение трансформатора по схеме «треугольник-звезда»

В этом типе соединения первичная обмотка подключается по схеме «треугольник», а вторичная обмотка подключается по схеме «звезда».Основное использование этого соединения заключается в повышении напряжения , то есть в начале системы передачи высокого напряжения .

Что такое трансформатор, соединенный треугольником?

Трансформатор «звезда-треугольник» представляет собой тип трехфазного силового трансформатора конструкции , в котором используются обмотки, соединенные треугольником на первичной обмотке, и обмотки, соединенные звездой/звездой, на вторичной обмотке. … Это может быть одиночный трехфазный трансформатор, либо построенный из трех независимых однофазных блоков.

Можно ли подключить трансформатор звезда-звезда к системе треугольник?

Дельта-Уай. Соединение треугольник-звезда является наиболее часто используемым соединением трехфазного трансформатора . Вторичная обмотка, соединенная звездой, позволяет распределить однофазную нагрузку между тремя фазами на нейтраль вместо того, чтобы размещать все на одной обмотке, как в случае четырехпроводной вторичной обмотки треугольником.

Сколько трансформаторов необходимо для соединения по схеме «открытый треугольник»?

Два трансформатора необходимы для соединения по схеме «открытый треугольник».

23 связанных вопроса найдено

Сколько трансформаторов нужно, чтобы составить викторину о соединении по схеме «открытый треугольник»?

Трансформатор с открытым треугольником собран из двух трансформаторов по 50 кВА. Выходная мощность открытого треугольника _____. Трансформатор треугольник-треугольник имеет первичное напряжение 7200 В и вторичное напряжение 360 В.

Как рассчитать трансформатор с открытым треугольником?

Расчет трансформатора с открытым треугольником (пример задачи)

Мощность системы с открытым треугольником = 0.577 x мощность закрытой системы треугольник = 0,577 x 30 кВА = 17,32 кВА. Нагрузка на каждый трансформатор 10 кВА (напряжение на каждом трансформаторе 1000 В, ток через каждый трансформатор 10 А).

В чем разница между трансформатором, соединенным звездой, и трансформатором, соединенным треугольником?

Соединение треугольником соединяет катушки в виде равностороннего треугольника и применяет отдельные фазы к каждой из вершин.Соединение звездой соединяет вместе один конец каждой из катушек и подает отдельные фазы на открытые концы. Эти два соединения дают очень разные результаты при подаче питания.

Какое соединение лучше, треугольник или звезда?

Треугольник отлично подходит для сбалансированных трехфазных нагрузок и имеет большие преимущества в устранении 3-й гармоники. (Вероятно, вы рассмотрели это в своем курсе.) Одна проблема с треугольником заключается в том, что здесь нет точки звезда/звезда, поэтому нагрузки, требующие нейтрального соединения, не могут быть подключены.

В чем разница между трансформаторами типа «треугольник» и «звезда»?

Всего в системах

Delta имеется четыре провода: три провода под напряжением и один провод заземления. В системе «звезда» используется звездообразная конфигурация, при которой все три провода под напряжением соединяются в одной нейтральной точке. … Системы «звезда» измеряют 90 179 208 В переменного тока между любыми 90 180 двумя горячими проводами, но трехфазные системы «звезда» также измеряют 120 В переменного тока между любым горячим проводом и нейтральным проводом.

Каково назначение трансформатора «звезда треугольника»?

Дельта-Уай. Соединение треугольник-звезда является наиболее часто используемым соединением трехфазного трансформатора. Вторичная обмотка , соединенная звездой, позволяет распределить однофазную нагрузку между тремя фазами к нейтрали вместо того, чтобы размещать всю ее на одной обмотке , как в случае четырехпроводной вторичной обмотки треугольником.

Как работает Delta Connection?

В соединении треугольником каждый провод соединяется с двумя соседними проводами в форме треугольника (Δ), и все три общие точки соединения образуют три фазы .Общая точка Звездного Соединения называется Нейтральной или Звездной Точкой.

Каковы преимущества соединения ∆ ∆?

Преимущество ∆-∆-преобразования:

Соединение треугольник-треугольник подходит для сбалансированной и несбалансированной нагрузки . Если присутствует третья гармоника, она циркулирует по замкнутому контуру и поэтому не появляется в волне выходного напряжения.

Почему в линии передачи используется соединение треугольником?

Таким образом, лучше использовать 3-проводную систему (треугольник), чем четырехпроводную систему (звезда), так как это снижает стоимость, а также обмотка треугольником позволяет току третьей гармоники циркулировать внутри трансформатора, поскольку он замкнут по своей природе , и предотвращает третью -гармонические токи от протекания в линии электропередачи».

Почему звездочки используются в трансформаторах?

Соединение звезда-звезда обычно используется для небольших высоковольтных трансформаторов. Из-за соединения звездой число необходимых витков/фазы уменьшается на (поскольку фазное напряжение при соединении звездой составляет 1/√3 линейного напряжения). Таким образом, количество необходимой изоляции также уменьшается.

Где используются трансформаторы Delta Delta?

Обычно используется в системах , где необходимо проводить большие токи при низком напряжении и особенно когда необходимо поддерживать непрерывность работы, даже если одна из фаз выходит из строя.

Что притягивает больше тока Звезда или Дельта?

, когда вы подключаете двигатель с соединением треугольником в режиме соединения звездой, эффективное напряжение на фазу уменьшается в (1/1,732) раза, поэтому для поддержания крутящего момента/скорости он будет потреблять ток в 1,732 раза выше .

Должен ли я подключать двигатель по схеме «звезда» или «треугольник»?

Двигатели 400 В треугольник/690 В всегда следует подключать треугольником к источнику питания 400 В , так как соединение звездой дает 1/3 номинальной выходной мощности (как указано выше), поэтому, если требуется только 1/3 мощности, следует использовать меньший, более дешевый двигатель.

В чем разница между двигателем по схеме «звезда» и «треугольник»?

Двигатели типа «треугольник» и «звезда» теоретически обеспечивают одинаковую производительность. Треугольник имеет меньшее сопротивление , меньшую постоянную момента и больший ток. … Звездообразная обмотка имеет более высокое сопротивление и более высокую индуктивность, что лучше подходит для приводов с более низкими частотами переключения.

В чем разница между 480 Wye и 480 Delta?

Отличие состоит в том, что выключатели типа «звезда» 480 рассчитаны на 480/277 вольт и могут использоваться только в системах с максимальным напряжением относительно земли 277 вольт.Выключатели треугольника предназначены для использования в системе с заземленной фазой или в незаземленной системе и рассчитаны на 480 вольт на землю.

Высокое напряжение звезда или треугольник?

На машинах, рассчитанных на два напряжения, соединение звездой предназначено для высокого напряжения ; соединение треугольником для низкого напряжения. Для одного номинального напряжения большинство 6-выводных машин могут запускаться по схеме «звезда-треугольник» (и будут работать по схеме «треугольник»).

Какое напряжение имеет разомкнутый треугольник?

Три однофазных трансформатора, рассчитанные на 10 МВА 13,8 кВ/4160 В , соединены треугольником, образуя трехфазный трансформатор. Во время работы одна обмотка выходит из строя, не повреждая две другие. Трансформатор продолжает обеспечивать мощность в конфигурации открытого треугольника.

Что означает открытое соединение треугольником?

: обычно временное или аварийное соединение трехфазной электрической цепи, в которой отсутствует один из трех трансформаторов, а его нагрузка ложится на два трансформатора .

В чем разница между открытой дельтой и сломанной дельтой?

Различия между открытым треугольником и сломанным треугольником заключаются в подключении трансформатора напряжения (PT) и величине напряжения . В соединении по схеме «разомкнутый треугольник» используются три однофазных трансформатора тока. Все три основных провода подключены между линией и землей. … При подключении по схеме «открытый треугольник» используются два однофазных трансформатора тока.

При подключении трех трансформаторов для трехфазного использования с вторичной обмоткой треугольником перед замыканием вторичной обмотки необходимо провести проверку напряжения. Правильное значение напряжения?

Если напряжение проверяется до замыкания треугольника, вольтметр должен показать напряжение 0 В , если все обмотки правильно сфазированы.Однако, если одна обмотка была перевернута, вольтметр покажет напряжение 480 вольт (240 В 1 240 В).

Понимание основ расчета трансформаторов Delta

Благодарим вас за посещение одной из наших самых популярных классических статей. Если вы хотите ознакомиться с обновленной информацией по этой теме, ознакомьтесь с недавно опубликованной статьей
«Расчеты трансформаторов ».

Примечание. Эта статья основана на NEC 2002 года.

Названия конфигураций трансформатора, такие как «треугольник» и «звезда», происходят от способа соединения обмоток внутри трансформатора. Эти соединения определяют поведение трансформатора, а также методы расчета, необходимые для правильного применения данного трансформатора.

Трансформаторы

, соединенные треугольником, имеют обмотки трех однофазных трансформаторов, соединенных последовательно друг с другом в замкнутую цепь. Линейные проводники подключаются к блоку в месте соединения двух однофазных трансформаторов.Эта конфигурация получила свое название потому, что на электрическом чертеже она выглядит как треугольник (греческий символ Δ для буквы «дельта»). Многие называют это системой с высокой ветвью, потому что напряжение от линии 2 до земли выше, чем на других ветвях. Например, треугольный трансформатор на 120 В будет иметь ветвь на 208 В.

Рис. 1. Важно отметить, что линейный ток от трансформатора треугольника не равен фазному току. В этом примере линейный ток равен 87 А, а фазный ток равен 50 А.

Ток трансформатора треугольника. В трансформаторе треугольника линейный ток не равен фазному току (как в трансформаторе звезда). Поскольку каждая линия от трансформатора, сконфигурированного треугольником, подключена к двум фазам трансформатора, линейный ток от трехфазной нагрузки будет больше, чем фазный ток, на квадратный корень из 3. Обратите внимание на следующие формулы:

I Строка = I Фаза ×√3

I Строка = VA Строка ÷(E Строка × √3)

I Фаза = I Линия ÷√3

I Фаза = ВА Фаза ÷E Фаза

Инжир.2. Вы можете использовать одну и ту же формулу для определения тока первичной и вторичной линии.

Если вы подставите несколько цифр, вы сможете более четко увидеть влияние дельта-конфигурации на токи. Давайте попробуем это с 3-фазной нагрузкой 240 В, 36 кВА ( Рис. 1 выше).

Во-первых, давайте найдем ток в линии (общая мощность линии = 36 кВА).

I Строка =VA Строка ÷(E Строка ×√3)

I Строка =36 000 ВА÷(240 В×√3)

I Строка =87A

Теперь давайте найдем фазный ток (фазная мощность = 12 кВА на обмотку).

I Фаза =VA Фаза ÷E Фаза

I Фаза =12 000 ВА÷240 В=50 А

Вы также можете найти линейный и фазный токи, используя две другие формулы, показанные выше.

I Строка =I Фаза ×√3

I Строка = 50 А × 1,732 = 87 А

I Фаза =I Линия ÷√3

I Фаза =87A÷1,732=50A

Мы также можем использовать формулу: I Строка = VA Строка ÷(E Строка ×√3).Например, каков вторичный ток линии для 480–240/120 В, 150 кВА, 3-фазного трансформатора треугольника (, рис. 2 )? Ответ находится следующим образом:

I Строка =VA Строка ÷(E Строка ×√3)

I Строка =150 000 ВА÷(240 В×1,732)= 360 А

Рис. 3. При вычислении фазного тока не забудьте разделить общую мощность трансформатора в кВА на 3.

Вы можете рассчитать фазный ток обмотки трансформатора треугольника, разделив фазу ВА на фазное напряжение: I Фаза = ВА Фаза ÷E Фаза .Фазная нагрузка в ВА трехфазной нагрузки 240 В равна линейной нагрузке, деленной на три (одна треть нагрузки на каждую обмотку). Фазная нагрузка в ВА однофазной нагрузки 240 В является линейной нагрузкой (все на одну обмотку). Фазная нагрузка в ВА однофазной нагрузки 120 В является линейной нагрузкой (все на одной обмотке).

Давайте рассмотрим еще один пример задачи. Каков вторичный фазный ток для 480–240/120 В, 150 кВА, трехфазного трансформатора треугольника (, рис. 3, выше)?

Фазная мощность = 150 000 ВА÷3 на фазу

Фазная мощность = 50 000 ВА на фазу

I Фаза =50 000 ВА÷240 В

I Фаза =208A

Чтобы лучше понять, что происходит в дельта-системе, попробуйте запустить эти числа с нагрузкой 10 А, а затем с нагрузкой 75 А.

Рис. 4. На этой диаграмме показана балансировка трансформатора. Для простоты защита от перегрузки по току для этих цепей не показана.

Балансировка трансформатора треугольником. Для правильного выбора трансформатора типа «треугольник/треугольник» фазы (обмотки) трансформатора должны быть сбалансированы. Вы можете сделать это с помощью двухэтапного процесса:

Шаг 1 . Определите рейтинг ВА всех нагрузок.

Шаг 2 . Сбалансируйте нагрузки на обмотки трансформатора следующим образом:

  • 3-фазные нагрузки: одна треть нагрузки на каждую из фаз.

  • 240 В, однофазные нагрузки: 100 % нагрузки на фазу A или B. Вы можете поместить часть однофазной нагрузки 240 В на фазу C, если это необходимо для баланса.

  • Нагрузки 120 В: 100 % нагрузки на C1 или C2.

Чтобы определить размеры щита и его проводников, необходимо сбалансировать нагрузки в амперах. Зачем балансировать панель в амперах? Почему бы не взять ВА на фазу и не разделить на фазное напряжение? Поскольку линейный ток трехфазной нагрузки рассчитывается по следующей формуле:

I Строка =VA÷(E Строка ×√3)

I Строка =150 000 ВА÷(240 В×1.732)= 208 А на линию.

Если вы возьмете мощность на линию 50 000 ВА и разделите ее на напряжение одной линии 120 В, вы получите неправильный линейный ток 50 000 ВА ÷ 120 В = 417 А.

Размер трансформатора треугольника. Рассмотрите этот метод в следующий раз, когда будете определять параметры трансформаторов, соединенных треугольником, где большая часть нагрузок является линейной. Как только вы сбалансируете трансформатор, определите его размер в соответствии с нагрузкой каждой фазы. Размер трансформатора «C» должен быть в два раза больше, чем «C1» или «C2».Трансформатор «С» на самом деле является единым блоком. Если одна сторона имеет большую нагрузку, эта сторона определяет размер трансформатора.

Обратитесь к этой разбивке нагрузки по фазам для практической задачи ниже.

Давайте попробуем еще одну практическую задачу, чтобы закрепить эти понятия. Какой размер трансформатора с 480 В на 240/120 В требуется для следующих нагрузок: один 3-фазный нагревательный элемент 240 В, 36 кВА; две 240В, 10кВА, 3-х фазные нагрузки; три нагрузки 120 В, 3 кВА, однофазные ( рис. 4 )?

(a) три однофазных трансформатора по 25 кВА

(b) один 3-фазный трансформатор 75 кВА

(с) а или б

(d) ничего из вышеперечисленного

Фазная обмотка A=22 кВА

Обмотка фазы B=22 кВА

Обмотка фазы C=(12кВА C1×2) = 24кВА

Ответ: (с), а или б.Для этой нагрузки можно использовать один однофазный трансформатор на 75 кВА или три трансформатора на 25 кВА.

Теперь, когда вы понимаете некоторые основы расчета трансформатора и особенности расчетов дельта-трансформатора, вы сможете правильно определить размер дельта-трансформатора, когда большинство нагрузок являются линейными. Трансформаторы треугольник-треугольник чаще всего встречаются в специальных приложениях. Самая распространенная конфигурация — треугольник-звезда. В случае трансформатора «треугольник-звезда» теперь вы знаете, как определить размер первичной обмотки.После публикации в следующем месяце статьи, в которой будут рассмотрены расчеты трансформаторов типа «звезда», вы сможете рассчитать любую комбинацию трансформаторов «треугольник» и «звезда».

Боковая панель: знай свои термины

Чтобы избежать путаницы с расчетами трансформатора, важно иметь четкое представление о некоторых основных понятиях ( Рис. 5 ниже). Как только вы освоитесь с этими терминами, вы должны быть готовы заняться всеми типами расчетов трансформаторов.

Рис. 5. Знание параметров трансформатора является ключом к правильным расчетам.

Линия — Незаземленная (горячая) жила(ы).

Линейный ток — Ток на незаземленных проводниках (В1 и В2 в рис. 6 ). В системе треугольника линейный ток больше фазного тока на квадратный корень из 3, что составляет примерно 1,732). В системе звезда, линейный ток равен фазному току.

Линейное напряжение — Напряжение между любыми двумя линейными (незаземленными) проводниками (A1 и A2 в рис. 6 ).В системе треугольника линейное напряжение равно фазному напряжению. Но дельта-система также имеет высокую ногу.

Рис. 6. Основные показания напряжения и тока в системе треугольник/треугольник.

Фазный ток — Ток, протекающий через обмотку трансформатора (D1 и D2 в рис. 6 ). В системе «треугольник» фазный ток меньше линейного тока на квадратный корень из 3. В системе «звезда» фазный ток равен линейному току.

Фазная нагрузка — Нагрузка на обмотку трансформатора.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.