Cos'è una stella e un triangolo in un motore elettrico

teoria

Come già accennato, gli schemi di collegamento a stella e triangolo sono caratteristici non solo per il motore elettrico, ma anche per gli avvolgimenti del trasformatore, gli elementi di riscaldamento (ad esempio elementi di riscaldamento della caldaia elettrica) e altri carichi.

Per capire perché questi schemi per il collegamento di elementi di un circuito trifase sono così chiamati, è necessario modificarli in qualche modo.

Nella "stella", il carico di ciascuna delle fasi è interconnesso da una delle conclusioni, questo è chiamato punto neutro. Nel "triangolo", ciascuno dei terminali di carico è collegato a fasi diverse.

Tutto quanto indicato nell'articolo è ulteriormente valido per trifase asincrono e macchine sincrone.

Considera questo problema nell'esempio del collegamento degli avvolgimenti di un trasformatore trifase o di un motore trifase (in questo contesto, non importa).

In questa figura, le differenze sono più evidenti, nella "stella" l'inizio degli avvolgimenti è collegato ai conduttori di fase e le estremità sono collegate insieme, nella maggior parte dei casi un filo zero dal generatore di alimentazione o trasformatore è collegato allo stesso punto di carico.

Il punto indica l'inizio degli avvolgimenti.

Cioè, nel "triangolo" sono collegati la fine dell'avvolgimento precedente e l'inizio del successivo e la fase di alimentazione è collegata a questo punto. Se confondi la fine e l'inizio, la macchina connessa non funzionerà.

Qual è la differenza?

Se parliamo di collegare i consumatori monofase, analizzeremo brevemente l'esempio di tre elettroteni, quindi nella "stella", se uno di essi si esaurisce, i due rimanenti continueranno a funzionare. Se due dei tre si esauriscono, nessuno funzionerà affatto, poiché sono collegati in coppia a una tensione lineare.

Nel circuito triangolare, anche quando 2 dieci elementi si esauriscono, il terzo continuerà a funzionare. Non c'è filo neutro in esso, non c'è semplicemente nessun posto dove collegarlo. E nella "stella" è collegato al punto neutro, ed è necessario per equalizzare le correnti di fase e la loro simmetria in caso di carichi di fase diversi (ad esempio, 1 riscaldatore è collegato in uno dei rami e 2 in parallelo per gli altri).

Ma se a tale connessione (con un carico di fase diverso) lo zero si brucia, allora le tensioni non saranno le stesse (dove il carico si abbassa di più e dove meno - aumenta). Abbiamo scritto di più su questo nell'articolo su squilibrio di fase.

Va tenuto presente che è impossibile collegare i normali dispositivi monofase (220 V) tra le fasi, a 380 V.I dispositivi devono essere progettati per tale potenza o la rete deve essere con un 220V lineare (come nelle reti elettriche con neutro isolato alcuni oggetti specifici, ad esempio navi).

Ma, con collegamento di un motore trifase, zero spesso non è collegato al punto medio della stella, poiché si tratta di un carico simmetrico.

Formule di alimentazione, corrente e tensione

Per cominciare, ci sono due diverse tensioni nel circuito a stella: lineare (tra fili lineari o di fase) e fase (tra fase e zero). U lineare 1,73 (radice di 3) volte più grande della fase U. In questo caso, le correnti lineari e di fase sono uguali.

UL = 1,73 * Uph

Il = If

Questo è tensione di linea e di fase correlano in modo che quando lineare in 380 V, la fase è 220 V.

Nel "triangolo", la U-lineare e la U-fase sono uguali e le correnti differiscono di 1,73 volte.

Ul = Uf

IL = 1,73 * IF

potere in entrambi i casi, considera le stesse formule:

• pieno S = 3 * Sph = 3 * (Ul / √3) * I = √3 * Ul * I;
• attivo P = √3 * Ul * I * cos φ;
• reattivo Q = √3 * Ul * I * sin φ.

Quando si collega lo stesso carico alla stessa U-phase e U-linear, la potenza dei dispositivi collegati differirà di 3 volte.

Supponiamo che ci sia un motore che funziona su una rete trifase 380/220 V e che i suoi avvolgimenti sono progettati per essere collegati tramite una "stella" alla rete con una tensione lineare di 660 V. Quindi, quando è collegato al "triangolo", l'alimentazione della linea U dovrebbe essere 1,73 volte inferiore, cioè 380 V, che è adatto per il collegamento alla nostra rete.

Daremo calcoli per mostrare quali saranno le differenze per il motore quando si commutano gli avvolgimenti da un circuito all'altro.

Supponiamo che la corrente dello statore quando collegata a un triangolo in una rete a 380 V fosse 5A, quindi la sua piena potenza è pari a:

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

Commuta il motore elettrico sulla "stella" e la potenza diminuirà di 3 volte, poiché la tensione su ciascun avvolgimento è diminuita di 1,73 volte (era 380 per avvolgimento, ma è diventata 220), e la corrente è anche 1,73 volte: 1,73 * 1 , 73 = 3. Quindi, tenendo conto dei valori ridotti, calcoleremo la potenza totale.

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

Come puoi vedere, la potenza è diminuita 3 volte!

Ma cosa succederà se c'è un altro motore elettrico e ha funzionato nella "stella" nella rete a 380 V e la corrente dello statore è nella stessa 5 A, rispettivamente, e gli avvolgimenti sono progettati per essere collegati al "triangolo" per 220 V (3 fasi), ma per qualche motivo hanno collegato in un "triangolo" e collegato a 380 V?

In questo caso, la potenza aumenterà 3 volte, poiché la tensione sull'avvolgimento è ora viceversa aumentata di 1,73 volte e la corrente è la stessa.

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

La potenza del motore è diventata più che nominale allo stesso 3 volte. Quindi brucia e basta!

Pertanto, è necessario collegare il motore elettrico secondo lo schema di connessione degli avvolgimenti che corrisponde alla loro tensione nominale.

Esercitazione: come scegliere uno schema per un caso specifico

Molto spesso, gli elettricisti lavorano con una rete 380 / 220V, quindi vediamo come collegare, con una stella o un triangolo, un motore elettrico a una tale rete elettrica trifase.

Nella maggior parte dei motori elettrici, lo schema di collegamento degli avvolgimenti può essere modificato, per questo ci sono sei terminali nel brno, sono disposti in modo che con l'aiuto di un set minimo di ponticelli sia possibile assemblare il circuito necessario. In parole semplici: la conclusione dell'inizio del primo avvolgimento si trova sopra la fine del terzo, l'inizio del secondo, sopra la fine del primo, l'inizio del terzo sopra la fine del secondo.

Come distinguere due opzioni per il collegamento di un motore elettrico che vedi nella figura sotto.

Parliamo di quale schema scegliere. Lo schema di collegamento delle bobine del motore non ha un effetto speciale sulla modalità di funzionamento del motore, a condizione che i parametri nominali del motore corrispondano alla rete. Per fare ciò, guarda la targhetta e determina per quale tensione è specificamente progettata la tua macchina elettrica.

In genere, la marcatura ha la forma:

Δ / Y 220/380

Questo significa:

Se la tensione interfacciale è 220, assemblare gli avvolgimenti in un triangolo e se 380 - in una stella.

Per rispondere semplicemente alla domanda "Come collegare gli avvolgimenti del motore?" abbiamo creato per te uno schema di selezione per lo schema di collegamento:

Commutazione stella-triangolo per un avvio regolare

All'avvio del motore, si osservano elevate correnti di spunto. Pertanto, per ridurre le correnti di avviamento dei motori a induzione, viene utilizzato un circuito di avviamento con gli avvolgimenti commutati da stella a triangolo. Allo stesso tempo, come menzionato sopra, il motore elettrico deve essere progettato per connettersi al "triangolo" e funzionare sotto la rete lineare.

Pertanto, nelle nostre reti di alimentazione trifase (380 / 220V), per tali casi, vengono utilizzati motori con voltaggio "380/660" Volt, rispettivamente per "Δ / Y".

All'avvio, gli avvolgimenti sono attivati ​​da una "stella" a una tensione ridotta di 380 V (rispetto ai 660 V nominali), il motore inizia a guadagnare velocità e ad un certo punto nel tempo (di solito da timer, in casi complicati - dal segnale di sensori di corrente e velocità), gli avvolgimenti passano a un "triangolo" e funzionano già ai loro 380 volt nominali.

L'illustrazione sopra descrive un tale metodo per avviare i motori, ma ad esempio viene mostrato un interruttore di commutazione, in pratica vengono utilizzati due contattori aggiuntivi (KM2 e KM3), sebbene sia più complicato del normale circuito per il collegamento di un motore elettrico, non è il suo svantaggio. Ma ha una serie di vantaggi:

• Meno carico sulla rete da correnti di spunto.
• Di conseguenza, si riducono le cadute di tensione inferiori e la probabilità di arrestare le apparecchiature correlate.
• Avvio dolce del motore.

Ci sono due principali svantaggi di questa soluzione:

1. È necessario posare due cavi a tre conduttori dalla posizione dei contattori direttamente ai terminali del motore.
2. La coppia di spunto inizia a calare.

conclusione

Come tale, non ci sono differenze nelle prestazioni quando si collega lo stesso motore elettrico secondo lo schema a stella o triangolo (brucerà semplicemente se si commette un errore nella scelta). Così come non ci sono vantaggi e svantaggi di nessuno degli schemi. Alcuni autori citano l'argomento secondo cui la corrente nella "stella" è inferiore. Ma con la stessa potenza di due motori diversi, uno dei quali è progettato per essere collegato in una "stella" e il secondo in un "triangolo" alla rete, ad esempio 380 V, la corrente sarà la stessa. E lo stesso motore non può essere cambiato "a casaccio" e "non è chiaro per cosa", dal momento che semplicemente si brucia. La cosa principale è scegliere l'opzione che corrisponde alla tensione di rete.

Speriamo che ora tu sia diventato più chiaro su cosa siano una stella e un circuito a triangolo in un motore elettrico, qual è la differenza nel collegare ciascuno dei metodi e come scegliere un circuito per un caso particolare. Speriamo che le informazioni fornite siano state utili e interessanti per te!

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