Схема переключение звезда треугольник: Схема переключения звезда треугольник асинхронного двигателя

Пуск трехфазного асинхронного двигателя по схеме переключение «звезда – треугольник» ~ Электропривод

С помощью снижения пускового момента и ограничения пускового тока используют метод пуска асинхронного двигателя переключение «звезда – треугольник». В первый момент пуска, напряжение к статорным обмоткам подключается по схеме «звезда» (Y). Как только двигатель разгоняется, его питание включается по схеме «треугольник» (∆).

Преимущества

Некоторые трехфазные двигатели на низкое напряжение с мощностью выше 5 кВт рассчитывают на напряжение 400 В при включении по схеме «треугольник» (∆) или на 690 В при включении по схеме «звезда» (Y). Такая схема включения дает возможность производить пуск двигателя при меньшем напряжении. При пуске двигателя по схеме «звезда – треугольник» удается уменьшить пусковой ток, до 1/3 от тока прямого пуска от сети. Пуск по схеме «звезда – треугольник» особенно подходит для механизмов с большими маховыми массами, когда нагрузка набрасывается уже после разгона двигателя до номинальной скорости.

Недостатки пуска асинхронного двигателя переключением «звезда – треугольник»

При пуске двигателя переключением «звезда – треугольник» происходит также снижение пускового момента, приблизительно на 33%. Данный метод можно использовать только для трехфазных асинхронных двигателей, которые имеют возможность подключения по схеме «треугольник». В таком варианте существует опасность переключения на «треугольник» при слишком низкой частоте вращения, что вызовет рост тока до такого же уровня, что и ток при «прямом» пуске DOL.

Во время переключения со «звезды» на «треугольник» асинхронный электродвигатель может быстро снизить скорость вращения, для увеличения которой также потребуется резкое увеличение тока. На рисунке показана схема запуска двигателя с помощью пускателей KM1, KM2, KM3. Пускатель KM1,КМ2 включает электродвигатель по схеме «звезда». Через время, отведенное на запуск и выход двигателя на 50% номинальной скорости, отключается пускатель КМ2 и включается КМ3, переключая двигатель на «треугольник».Схема переключение звезда треугольник: Схема переключения звезда треугольник асинхронного двигателя

Пусковой момент и ток при пуске переключением «звезда – треугольник» значительно ниже, чем при прямом пуске.

Сравнение способа прямого пуска DOL и пуска с переключением «звезда – треугольник»

В данных диаграммах показаны пусковые токи для насоса, с трехфазным асинхронным двигателем мощностью 7,5 кВт методом прямого пуска (DOL) и пуска переключением «звезда – треугольник», соответственно. На рисунке видно, что способ прямого пуска DOL отличается большими пусковыми токами, но который через некоторое время уменьшается и становится постоянным.

Способ пуска переключением «звезда – треугольник» отличается меньшими низким пусковыми токами. Однако, в момент запуска при переходе от «звезды» к «треугольнику» происходят скачки токов. Во время пуска по схеме «звезда», через (t = 0,3 с), величина тока снижается. Однако, во время переключения со «звезды» на «треугольнику», через время t = 1,7 с, величина тока достигает уровня пускового тока при прямом пуске. Более того, скачок тока может стать ещё больше, так как во время переключения на двигатель не подаётся напряжение и двигатель теряет скорость перед подачей полного напряжения.

Пуск двигателя звезда треугольник — Help for engineer

Пуск двигателя звезда треугольник

Для того чтобы осуществить пуск звезда-треугольник нам потребуется:








1. 3-х полюсный автоматический выключатель QF1, с номинальным током, который зависит от мощности электродвигателя (выбор автомата см. здесь)
2. Контакторы с доп. контактами в количестве 3 шт. (KM1, KM2, KM3)
3. Кнопки 2 шт.: красная SB1 с нормально замкнутым контактом, черная SB2 – с нормально разомкнутым контактом
4.Схема переключение звезда треугольник: Схема переключения звезда треугольник асинхронного двигателя Тепловое реле (если оно не предусмотрено в комплекте с автоматическим выключателем)
5. Асинхронный трёхфазный электродвигатель М1
6. Клемма с предохранителем, которая устанавливается в цепь управления
7. Реле времени KT1

Зачем нужна схема звезда-треугольник?

Необходимость применения данной схемы пуска асинхронного электродвигателя вызвана высокими пусковыми токами. Для снижения этих самых токов, применяется пуск звезда-треугольник. Фактически, запуск двигателя происходит по схеме «звезда», для которой в начальный момент токи низкие. По истечению времени, заданному на реле KT1, происходит переключение в схему «треугольник», в которой стартовые токи были бы больше.

Рисунок 1 – Схема пуска звезда-треугольник

Один из вариантов временной диаграммы реле KT1 для реализации вышеприведенной схемы:

Рисунок 2 – Временная диаграмма реле времени

Описание принципа работы пуска двигателя «звездой», с переходом на «треугольник»

После нажатия кнопки “Start” SB2, запитывается катушка контактора KM1, в результате чего, замыкаются силовые контакты KM1 и доп. контактом КМ1.1 реализуется самоподхват кнопки пуска. Так же подаётся напряжение на реле времени KТ1, и замыкается контактор KM3. Таким образом, происходит запуск двигателя по схеме «звезда». А по истечении времени реле t1 контакт KТ1.1 мгновенно разомкнётся, пройдет задержка времени t2 в 50 мс, и замкнется контакт KТ1.2. В следствии, сработает контактор KM2, который осуществляет переключение на «треугольник».

Контакты НЗ (нормально замкнутые) KM2.1 и KM3.1 существуют для предотвращения одновременного включения контакторов KM1 и KM2.Схема переключение звезда треугольник: Схема переключения звезда треугольник асинхронного двигателя

Чтобы защитить двигатель от перегрузки, в силовой цепи должно быть установлено тепловое реле. Как мы можем видеть на схеме, оно уже включено в автоматический выключатель, и в случае чрезмерной нагрузки, теплушка разомкнёт силовую цепь и цепь управления через контакт QF1.1.

Рисунок 3 — Наглядный пример соединения обмоток в звезду

Рисунок 4 — Наглядный пример соединения обмоток в треугольник



Н — начало обмотки;
К — конец обмотки.

Недостаточно прав для комментирования

Пуск асинхронного двигателя переключением со звезды на треугольник

Кроме реостатного и прямого способов пуска асинхронных двигателей существует другой распространенный способ – переключением со звезды на треугольник.


Способ переключения со звезды на треугольник используется в двигателях, которые рассчитаны на работу при соединении обмоток треугольником. Этот способ осуществляется в три этапа. В начале, двигатель запускают при соединении обмоток звездой, на этом этапе двигатель разгоняется. Затем переключают на рабочую схему соединения треугольник, причем при при переключении нужно учитывать пару нюансов. Во-первых, нужно правильно рассчитать время переключения, потому что если слишком рано замкнуть контакты, то не успеет погаснуть электрическая дуга, а также может возникнуть короткое замыкание. Если переключение будет слишком долгим, то это может привести к потери скорости двигателя, а в следствии к увеличению броска тока. В общем, нужно четко скорректировать время переключения. На третьем этапе, когда обмотка статора уже соединена треугольником, двигатель переходит в установившийся режим работы.

Смысл этого способа в том что, при соединении обмоток статора звездой, фазное напряжение в них понижается в 1,73 раз.Схема переключение звезда треугольник: Схема переключения звезда треугольник асинхронного двигателя В такое же количество раз уменьшается и фазный ток, который протекает в обмотках статора. При соединении обмоток статора треугольником фазное напряжение равно линейному, а фазный ток в 1,73 раза меньше линейного. Получается, что соединяя обмотки звездой, мы уменьшаем линейный ток в 3 раза.

Чтобы не запутаться в цифрах, давайте рассмотрим пример.

Допустим, рабочей схемой обмотки асинхронного двигателя является треугольник, а линейное напряжение питающей сети 380 В. Сопротивление обмотки статора Z=20 Ом. Подключив обмотки в момент пуска звездой, уменьшим напряжение и ток в фазах.

Ток в фазах равен линейному току и равен

После разгона двигателя, переключаем со звезды на треугольник и получаем уже другие значения напряжений и токов.

Как видите линейный ток при соединении треугольником больше в 3 раза линейного тока при соединении звездой.

Данный способ запуска асинхронного двигателя применяется в тех случаях, когда присутствует небольшая нагрузка, либо когда двигатель работает на холостом ходу. Это связано с тем, что при уменьшении фазного напряжения в 1,73 раза, согласно формуле для пускового момента которая предоставлена ниже, момент уменьшается в три раза, а этого недостаточно, чтобы совершить пуск с нагрузкой на валу.

Где m – количество фаз, U – фазное напряжение обмотки статора,f – частота тока питающей сети, r1,r2,x1,x2-параметры схемы замещения асинхронного двигателя,p – число пар полюсов.

Рекомендуем прочесть статью — торможение асинхронного двигателя.

  • Просмотров: 29967
  • Схема пуска двигателя звезда-треугольник в формате dwg

    Представляю Вашему вниманию схему пуска двигателя с переключением обмоток статора со «звезды» на «треугольник» выполненную в программе AutoCad в формате dwg.

    Перед тем как перейти к принципу работы схемы, давайте разберемся, а зачем нужно выполнять пуск асинхронного двигателя с переключением обмоток статора со «звезды» на «треугольник».Схема переключение звезда треугольник: Схема переключения звезда треугольник асинхронного двигателя

    Связано это с тем, что при прямом пуске двигателя, возникают большие пусковые токи превышающие номинальный ток двигателя в 5 – 10 раз и используя схему переключения обмоток двигателя со звезды на треугольник, мы тем самым уменьшаем пусковые токи при пуске двигателя на пониженном напряжении, а затем его повышаем до номинального.

    Подробно об изменении мощности при схеме соединении двигателя звезда-треугольник рассмотрено в статье: «Расчет мощности двигателя при схеме соединения звезда-треугольник».

    Принцип работы схемы пуска двигателя звезда-треугольник

    Перед пуском двигателя следует предварительно включить автоматический выключатель QF1. Затем, для пуска двигателя, следует нажать кнопку SB2 «ПУСК». Срабатывает контактор КМ1 , замыкаются его силовые контакты, контактом КМ1.1 мы шунтируем кнопку SB2, тем самым создаем самоподхват кнопки, так как кнопка у нас используется с самовозвратом.

    Одновременно с контактором КМ1, срабатывает реле времени КТ1. Через нормально закрытые контакты КТ1.1 и КМ2.1 срабатывает контактор КМ3 и своими силовыми контактами соединяет обмотку статора двигателя «звездой».

    По истечению времени, контакт реле времени КТ1.1 в цепи контактора КМ3 разомкнется, отключая контактор КМ3. В это же время, контакт реле времени КТ1.2 замкнется в цепи контактора КМ2 и своими силовыми контактами соединяет обмотку статора двигателя «треугольником».

    Для защиты двигателя от перегрузки применяется тепловое реле КК1, в случае перегрева двигателя, контакт КК1.1 разомкнется, тем самым разомкнув цепь питания контакторов и двигатель отключится.

    Если у вас двигатель не большой мощности от 0,06 до 7,5 кВт, можно вместо теплового реле использовать автоматический выключатель типа MS, у которого реализована функция тепловой защиты двигателя.

    Хотел бы еще предложить альтернативную схему, в случае, когда возникли проблемы с выбором типа реле времени (например по габаритам не подходит) у которого должны быть контакты:

    • один размыкающий контакт, имеющий выдержку времени при срабатывании реле;
    • один замыкающий контакт, имеющий выдержку времени при срабатывании реле;

    Предлагаю использовать следующую схему с использованием реле времени, у которого есть только размыкающий контакт и дополнительно промежуточное реле.Схема переключение звезда треугольник: Схема переключения звезда треугольник асинхронного двигателя

    Принцип работы схемы следующий

    При нажатии кнопки SB2 одновременно срабатывает реле времени КТ1 и промежуточное реле KL1, контакт KL1.1 мгновенно замыкается и через нормально закрытый контакт КМ2.1 срабатывает контактор КМ3.

    Спустя определенное время, контакт КТ1.1 разомкнется, тем самым сняв напряжение с катушки реле KL1, в это время контакт KL1.1 размыкает цепь включения контактора КМ3, а в цепи включения контактора КМ2 замыкается, и если контакт КМ3.1 замкнут, то включается контактор КМ2.

    Данная схема может быть дополнена переключателем с выбором режимов: «Ручной», «Автоматически», электронным таймером, например насос может включается в определенное время суток и другими устройствами.

    Если Вам нужна помощь в реализации схемы пуска двигателя звезда-треугольник, пишите в комментариях, постараюсь помочь.

    Всего наилучшего! До новых встреч на сайте Raschet.info.

    Поделиться в социальных сетях

    Схема подключения электродвигателя «звезда-треугольник»

          Существует два способа пуска асинхронного электродвигателя (схема подключения электродвигателя):

         1) Прямой пуск (на обмотки статора подается полное напряжение сети)

         2) Пуск при пониженном напряжении (на обмотки статора подается напряжение меньше полного сетевого напряжения)

          Прямой пуск проще реализовать, он мене затратен, но обладает большим недостатком: при прямом пуске пусковой ток асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором превышает в 5-7 раз номинальный рабочий ток двигателя.

    Схема включения обмоток статора “звездой” и “треугольником”

       Поэтому на практике для уменьшения пусковых токов асинхронных двигателей различными способами стараются понизить подводимое к обмоткам статора питающее напряжение.  Одни из способов снижения напряжения на обмотке статора — переключение обмоток статора со “звезды” на “треугольник”.

           Что это дает?

       При подключении обмоток статора соединенных в “звезду” (схема подключения электродвигателя «звезда») к источнику с линейным напряжением 380 В фазное напряжение буде в √3 меньше, т.Схема переключение звезда треугольник: Схема переключения звезда треугольник асинхронного двигателя е. равно 220 В.. Зная сопротивление обмотки статора и приложенное напряжение нетрудно рассчитать по закону Ома:

           При соединении “звездой”:

       Если же обмотки статора соединены “треугольником” (схема подключения электродвигателя «треугольник»)  и подключены к линейному напряжению 380 В, то фазное напряжение будет 380 В, следовательно:

          В результате пуск асинхронного двигателя со схемой подключения обмоток статора “звезда” (схема подключения электродвигателя «звезда»)  с дальнейшим переходом на схему “треугольник” (схема подключения электродвигателя «треугольник»), позволяет уменьшить пусковой ток в 3 раза по сравнению с пусковым током при прямом пуске. Пуск асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором по схеме звезда-треугольник находит особо широкое распространение в тех случаях, когда нагрузка на валу двигателя изменяется после разгона.

          Но тут необходимо помнить, что схема пуска двигателя с переключением “звезда-треугольник” имеет и свой недостаток: уменьшение пускового момента приблизительно на 30 процентов.

    Схема переключения обмоток статора

    Подключение электродвигателя по схеме звезда и треугольник

    В раздел: Советы → Подключение электродвигателя

    Для чего трехфазные электродвигатели подключают к напряжению по — разному соединив их обмотки? Мы иногда слышим в разговоре между электриками про соединения звездой и треугольником. А нельзя ли обойтись без этих разных электрических схем подключения?
    Оказывается, можно соединить двигатели звездой, а точнее по «схеме звезда», но в этом случае для разгона самого двигателя потребуется больше времени и он будет отдавать меньшую мощность, а можно включать по схеме «треугольник» — двигатель при включении (разгоне) потребляет больше энергии, происходит бросок тока, а в сети падает напряжение, вот поэтому и комбинируют между собой эти схемы включения.

    Схемы подключения электродвигателя. Звезда — треугольник

    Применяются основные способы подключения к сети трёхфазных электродвигателей: «подключение звездой» и «подключение треугольником».Схема переключение звезда треугольник: Схема переключения звезда треугольник асинхронного двигателя
    При соединении трёхфазного электродвигателя звездой, концы его статорных обмоток соединяются вместе, соединение происходят в одной точке, а на начала обмоток подаётся трехфазное напряжение (рис 1).
    При соединении трёхфазного электродвигателя по схеме подключения «треугольником» обмотки статора электродвигателя соединяются последовательно таким образом что конец одной обмотки соединяется началом следующей и так далее (рис 2).

    Клеммные колодки электродвигателей и схемы соединения обмоток :

    Схема включение двигателя (насоса) звезда-треугольник.

    Не вдаваясь в технические и подробные теоретические основы электротехники необходимо сказать, что электродвигатели у которого обмотки, соединенные звездой работают плавнее и мягче, чем электродвигатели с соединенные обмотками в треугольником, необходимо отметить, что при соединении обмоток звездой электродвигатель не может развить полную мощность. При соединении обмоток по схеме треугольник электродвигатель работает на полную паспортную мощность (что составляет в 1,5 раз больше по мощности, чем при соединении звездой), но при этом имеет очень большие значения пусковых токов.
    В связи с этим целесообразно (особенно для электродвигателей с большей мощностью) подключение по схеме звезда — треугольник; первоначально запуск осуществляется по схеме звезда, после этого (когда электродвигатель «набрал обороты»), происходит автоматическое переключение по схеме треугольник.
    Схема управления :

    Еще вариант схемы управления двигателем
    Подключение напряжения питания через контакт NC (нормально закрытый) реле времени К1 и контакт NC К2, в цепи катушки пускателя К3.
    После включения пускателя К3, своими нормально-замкнутыми контактами размыкает цепи катушки пускателя К2 контактами К3 (блокировка случайного включения) и замыкает контакт К3, в цепи питания катушки магнитного пускателя К1, который совмещен с контактами реле времени.
    При включении пускателя К1 происходит замыкание контактов К1 в цепи катушки магнитного пускателя К1 и одновременно включается реле времени, размыкается контакт реле времени К1 в цепи катушки пускателя К3, замыкает контакт реле времени К1 в цепи катушки пускателя К2.Схема переключение звезда треугольник: Схема переключения звезда треугольник асинхронного двигателя
    Отключение обмотки пускателя К3, замыкается контакт К3 в цепи катушки магнитного пускателя К2. После включение пускателя К2, размыкает своими контактами К2 в цепи катушки питания пускателя К3.

    На начала обмоток U1, V1 и W1 через силовые контакты магнитного пускателя К1 подаётся трехфазное напряжение. При срабатывании магнитного пускателя К3 с помощью его контактов К3, происходит замыкание, соединяя концы обмоток U2, V2 и W2 между собой обмотки двигателя соединены звездой.
    Через некоторое время срабатывает реле времени, совмещённое с пускателем К1, отключая пускатель К3 и одновременно включая К2, замыкаются силовые контакты К2 и происходит подача напряжение на концы обмоток электродвигателя U2, V2 и W2. Таким образом электродвигатель включается по схеме треугольник.
    Для запуска двигателей по схеме звезда-треугольник разными производителями выпускаются так называемые пусковые реле, название они могут иметь разные «Пусковые реле времени» , реле «старт-дельта» и др., но назначение у них одно и тоже:
    РВП-1-15, ВЛ-32М, ВЛ-163, CRM-2T ELKO Чехия.

    Диаграмма работы пускового реле.
    При подаче напряжения питания на реле, начинается отсчёт времени разгона t1 и через контакты пускового реле 15-18 включается пускатель «звезда» (обмотки двигателя включены по схеме «звездой»). По окончании времени разгона t1 контакты 15-18 размыкаются, выключается пускатель «звезда», и через время паузы t2 замыкаются контакты 25-28 встроенного электромагнитного реле, включающие пускатель «треугольник» (обмотки двигателя включены по схеме «треугольник»).
    Времена T1, T2 устанавливаются органами управления реле, время паузы Т2 имеет фиксированное значение, обычно 20,30,40,80 мс, оно переключается дискретно.
    ИТОГ-общее:
    Для снижения пусковых токов запускать двигатель необходимо в следующей последовательности: сначала включенным по схеме «звезда» на пониженных оборотах, далее переключаться на «треугольник».
    Запуск сначала треугольником создает максимальный момент, а уже переключение на звезду (пусковой момент в 2 раза меньше) с дальнейшей работой в номинальном режиме когда электродвигатель «набрал обороты»), происходит автоматическое переключение на схему треугольник, стоит учитывать какая нагрузка на валу перед запуском, ведь вращающий момент при звезде ослаблен, поэтому такой способ запуска вряд ли подойдет для очень загруженных двигателей, может выйти из строя.Схема переключение звезда треугольник: Схема переключения звезда треугольник асинхронного двигателя

    В итоге что дает для двигателя подключение звездой или треугольником? При соединении звездой пусковой ток электродвигателя уменьшается в 1,73·1,73 = 3 раза.

    Плавный пуск при использовании УПП

    На смену традиционным схемам включения для уменьшения пускового тока широкое распространение получили так называемые устройства плавного пуска — УПП.
    В чем отличие и преимущество УПП?

    Соединение электродвигателя по схемам звезда

    Разберем свойства соединения обмоток электродвигателя по схемам звезда — треугольник на конкретном примере.

    Электродвигатель АИР250S4, 75 кВт, треугольник-звезда и соответствующие им U=380/660В и I=143/82,8А.

    Подключаем треугольником на 380В. Полная мощность будет вычисляться по формуле S=U·I·√3.
    S=380·143·1,73=94008 в·а.

    Если мы подключим этот электродвигатель по схеме звезда к той же сети, то полная мощность будет вычисляться, конечно, по той же формуле S=U·I·√3. Но значения в нее нужно подставлять уже другие.
    При переключении на звезду на каждую обмотку пришлось в √3 меньшее напряжение. Соответственно ток тоже уменьшился в √3 раза. И это еще не все. При схеме треугольник линейный ток был в √3 раза больше фазного, а при переключении стал равным фазному. Т.е. ток уменьшился в итоге в √3·√3=3 раза.

    Полная мощность станет равна S=380·143/3·1,73=31336 в·а.

    Такая ситуация возникает чаще всего (по нашему опыту) в двух случаях.
    Во-первых, непонимание электриками вышеупомянутых расчетов.
    Во-вторых, в случае когда в эксплуатации был аналогичный двигатель, но с напряжением 220/380В и соответственно схемой подключения треугольник-звезда. Такие двигатели даже большой мощности до сих пор производятся некоторыми заводами. При замене двигателя электрик «на автомате» подключает звездой и двигатель выходит из строя.

    Вот цитата из письма одного из предприятий, после того как двигатель вышел из строя из-за неправильной схемы подключения.Схема переключение звезда треугольник: Схема переключения звезда треугольник асинхронного двигателя

    Т.е. непонимание свойств соединений и того что указано на шильдике.

    Также стоит обратить внимание на то, что пуско-защитная аппаратура подбирается на номинальную мощность электродвигателя, но при некорректном подключении звездой просто физически не может выполнять свои функции.

    Наиболее полную защиту электродвигателя можно обеспечить с помощью термисторных реле. В наших электродвигателях начиная от 160 высоты оси вращения установлены РТС термисторы и контакты выведены в клеммную коробку.

    Еще одна важная по нашему мнению информация. При пуске электродвигателя для уменьшения пусковых токов многие используют общеизвестную схему переключения со звезды на треугольник, т.е. запуск производится на звезде и после набора оборотов происходит переключение на треугольник с помощью реле времени (этот метод описан на множестве сайтов).
    Такой метод работает, к сожалению, не всегда.
    Если производится пуск, например центробежного насоса или вентилятора (имеется ввиду правильный пуск на закрытую задвижку), то такая схема успешно работает. Центробежный насос и вентилятор при пуске на закрытую задвижку потребляют минимальную мощность, которая увеличивается по мере открывания.
    Но такую схему крайне нежелательно применять в условиях тяжелого пуска (т.е. таких механизмов которые при пуске уже потребляют мощность близкую к номинальной), например пресса, дробилки и др.
    Также важно обратить внимание на время переключения, оно не должно быть большим. После того как двигатель набрал обороты нужно сразу производить переключение на треугольник. В большинстве случаев набор оборотов занимает до 5-10 сек., поэтому установка реле на 30-50 сек. грозит выходом из строя электродвигателя.

    Если у вас есть замечания или мы в чем-то ошибаемся, пишите: [email protected]

    Что такое пускатель звезда-треугольник? — его теория

    Пускатель звезда-треугольник — очень распространенный тип пускателя, который широко используется по сравнению с другими типами методов пуска асинхронного двигателя.Схема переключение звезда треугольник: Схема переключения звезда треугольник асинхронного двигателя Звезда-треугольник используется для двигателя с кожухом, предназначенного для нормальной работы на обмотке статора, соединенной треугольником. Подключение трехфазного асинхронного двигателя к пускателю со звезды на треугольник показано на рисунке ниже.

    Когда переключатель S находится в положении ПУСК, обмотки статора соединены звездой, как показано ниже.

    Когда двигатель набирает скорость, составляющую около 80 процентов от его номинальной скорости, переключатель S немедленно переводится в положение РАБОТА. В результате обмотка статора, которая была соединена звездой, теперь заменена на соединение ТРЕУГОЛЬНИКОМ. Соединение обмотки статора треугольником показано на рисунке ниже.

    Сначала обмотка статора подключается по схеме звезды, а затем по схеме треугольника, так что пусковой линейный ток двигателя снижается на одну треть по сравнению с пусковым током с обмотками, соединенными в треугольник.При запуске асинхронного двигателя, когда обмотки статора соединены звездой, каждая фаза статора получает напряжение V L / √3. Здесь V L — линейное напряжение.

    Так как развиваемый крутящий момент пропорционален квадрату напряжения, приложенного к асинхронному двигателю. Пускатель со звездой-треугольник снижает пусковой крутящий момент до одной трети, которая достигается при прямом пуске по треугольнику.

    Теория пуска асинхронного двигателя со звездой-треугольником

    При запуске асинхронного двигателя обмотки статора соединены звездой, поэтому напряжение на каждой фазной обмотке в 1 / √3 раза больше линейного напряжения.

    Лет,

    • В L — линейное напряжение
    • I styp — пусковой ток на фазу при соединении обмоток статора звездой.
    • I styl — стартовый линейный ток с обмоткой статора в звезде

    Для соединения звездой линейный ток равен фазному току

    Следовательно,

    Если,

    • В 1 — фазное напряжение
    • В L — линейное напряжение
    • I st Δ p — пусковой ток на фазу при прямом переключении с обмотками статора, соединенными треугольником.Схема переключение звезда треугольник: Схема переключения звезда треугольник асинхронного двигателя
    • I st Δ l — пусковой ток линии при прямом переключении с обмотками статора по треугольнику.
    • I sc Δ p — ток фазы короткого замыкания путем прямого переключения с обмотками статора по схеме треугольника.
    • Z e10 — эквивалентное сопротивление покоя на фазу двигателя относительно статора

    Для соединения треугольником линейный ток равен трехкратному корню фазного тока.

    Таким образом, при пуске со звезды на треугольник пусковой ток от основного источника питания составляет одну треть от тока при прямом переключении по схеме треугольник.

    Кроме того, следовательно, при пуске по схеме звезда-треугольник пусковой крутящий момент уменьшается до одной трети пускового крутящего момента, полученного при прямом переключении по треугольнику. Где,

    I fl Δ p — фазный ток полной нагрузки с обмоткой в ​​треугольнике

    Но, следовательно, уравнение (4), показанное выше, дает пусковой момент асинхронного двигателя при пуске по схеме звезда-треугольник.

    Объяснение на простом английском | Electrical4U

    Что такое пускатель звезда-треугольник

    Пускатель звезда-треугольник запускает двигатель с обмоткой статора, соединенной звездой. Когда двигатель достигает примерно 80% от своей полной скорости нагрузки, он начинает работать с обмоткой статора, соединенной треугольником.

    Пускатель звезда-треугольник — это тип пускателя пониженного напряжения. Мы используем его для уменьшения пускового тока двигателя без использования каких-либо внешних устройств или устройств. Это большое преимущество пускателя со звезды на треугольник, поскольку он обычно имеет около 1/3 пускового тока по сравнению с пускателем с прямым включением.

    Пускатель в основном состоит из переключателя TPDP, который расшифровывается как трехполюсный переключатель двойного действия.Схема переключение звезда треугольник: Схема переключения звезда треугольник асинхронного двигателя Этот переключатель переключает обмотку статора со звезды на треугольник. В пусковом режиме обмотка статора соединена в виде звезды. Теперь посмотрим, как пускатель со звезды на треугольник снижает пусковой ток трехфазного асинхронного двигателя.

    Для этого давайте рассмотрим,

    В L = напряжение линии питания, I LS = ток линии питания и, I PS = ток обмотки на фазу и Z = импеданс на фазу обмотки в состоянии покоя.

    Поскольку обмотка соединена звездой, ток обмотки на фазу (I PS ) равен току питающей сети (I LS ).

    Поскольку обмотка соединена звездой, напряжение на каждой фазе обмотки составляет

    Следовательно, ток обмотки на каждую фазу равен

    Поскольку здесь ток обмотки на каждую фазу (I PS ) равен току питающей сети (I LS ), мы можем написать,

    Теперь давайте рассмотрим ситуацию, когда двигатель запускается с подключенной треугольником обмотки статора от тех же трех фазных точек питания,

    Здесь I LD = ток линии питания и , I PD = ток обмотки на фазу и Z = полное сопротивление на фазу обмотки в состоянии покоя.
    Поскольку обмотка соединена треугольником, ток линии питания (I LD ) в три раза больше тока обмотки на фазу (I PD )

    Поскольку обмотка соединена треугольником, напряжение на каждой фазе обмотки равен

    Следовательно, ток обмотки на каждую фазу равен

    Теперь мы можем написать,

    Теперь, сравнивая токи в линии питания, потребляемые асинхронным двигателем с обмоткой, соединенной звездой и треугольником, мы получаем

    Таким образом, мы можем сказать, что пусковой ток от сети при схеме звезда-треугольник составляет одну треть от прямого переключения в треугольник.Опять же, мы знаем, что пусковой момент асинхронного двигателя пропорционален квадрату напряжения, приложенного к обмотке на фазу.

    Уравнение показывает, что пускатель со звезды на треугольник снижает пусковой крутящий момент до одной трети от крутящего момента, создаваемого прямым пускателем.Схема переключение звезда треугольник: Схема переключения звезда треугольник асинхронного двигателя Пускатель звезда-треугольник эквивалентен автотрансформатору с ответвлением 57,7%.

    Преимущества пускателя со звездой-треугольником

    К преимуществам пускателей по схеме «звезда-треугольник» относятся:

    1. Недорогой
    2. Не выделяется тепло или необходимо использовать устройство переключения ответвлений, что увеличивает эффективность.
    3. Пусковой ток снижен до 1/3 от постоянного пускового тока.
    4. Обеспечивает высокий крутящий момент на ампер линейного тока.

    Недостатки пускателя со звезды на треугольник

    К недостаткам пускателей со звезды на треугольник относятся:

    1. Пусковой крутящий момент снижен до 1/3 крутящего момента при полной нагрузке.
    2. Требуется определенный набор двигателей.

    Применение пускателя со звездой-треугольником

    Как обсуждалось в приведенных выше преимуществах и недостатках, пускатель со звездой-треугольник наиболее подходит для приложений, где требуемый пусковой ток низкий, а линейный ток должен быть минимальным.

    Пускатель со звезды на треугольник не подходит для применений, где требуется передача высокого пускового момента. Для этих приложений вместо этого следует использовать стартер DOL.

    Если двигатель слишком нагружен, крутящего момента не хватит для разгона двигателя до скорости перед переключением в треугольное положение. Примером применения пускателя со звезды на треугольник является центробежный компрессор.

    Объяснение

    пускателей звезда-треугольник — инженерное мышление

    Стартеры звезда-треугольник.В этом руководстве мы собираемся обсудить, как пускатели со звезды на треугольник работают с трехфазными асинхронными двигателями. Затем мы рассмотрим, почему и где они используются, и, наконец, расскажем о том, как они работают, чтобы помочь вам понять.

    Прокрутите вниз, чтобы просмотреть обучающее видео на YouTube о том, как работают стартеры Star-Delta.

    ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ:

    Помните, что электричество опасно и может быть смертельным, вы должны быть квалифицированными и компетентными для выполнения любых электромонтажных работ.Схема переключение звезда треугольник: Схема переключения звезда треугольник асинхронного двигателя

    Ниже приведены два примера схем подключения пускателей со звезды на треугольник от промышленных поставщиков.К концу этого урока вы поймете, как это работает.

    Всегда уточняйте у производителя, как и можно ли подключить двигатель к пускателю со звезды на треугольник. Схема подключения

    звезда-треугольник от Siemens

    Я собираюсь использовать старую цветовую кодировку красный желтый синий для фаз просто потому, что я думаю, что это легче увидеть. Однако мы кратко рассмотрим другие цветовые коды позже в статье.

    Трехфазные двигатели используются почти во всех коммерческих и промышленных зданиях.Внутри трехфазного асинхронного двигателя есть 3 отдельные катушки, которые используются для создания вращающегося магнитного поля. Когда мы пропускаем переменный ток через каждую катушку, каждая катушка создает магнитное поле, интенсивность и полярность которого изменяется по мере изменения направления электронов.

    через GIPHY

    Если мы подключим каждую катушку к другой фазе, электроны
    на каждой фазе будет менять направление между вперед и назад на разных
    раз по сравнению с другими фазами, поэтому магнитное поле изменится в
    интенсивность и полярность в другое время по сравнению с другими фазами.

    Затем мы поворачиваем катушки на 120 градусов относительно предыдущей, затем объединяем их в статор двигателя, чтобы создать вращающееся магнитное поле. Это вращающееся магнитное поле заставляет вращаться ротор, который мы используем для привода вентиляторов, насосов и т. Д.

    На верхней или иногда боковой стороне двигателя есть электрическая клеммная коробка. Внутри этого электрического ящика есть 6 клемм. Каждому соответствует буква и номер U1, V1, W1 и W2, U2 V2.

    Наша катушка фазы 1 подключена к двум клеммам U, катушка фазы 2 подключена к двум клеммам V, а катушка фазы 3 подключена к двум клеммам W.Клеммы катушки расположены по-другому сверху вниз. Через мгновение мы поймем, почему мы это делаем.

    Мы всегда подключаем сторону питания к клеммам U1, V1 и W1.Схема переключение звезда треугольник: Схема переключения звезда треугольник асинхронного двигателя

    Чтобы двигатель заработал, нам нужно замкнуть цепь. Там
    есть два способа сделать это.

    Дельта-конфигурация

    Первое — соединение по схеме «треугольник». Для этого подключаем
    через клеммы от U1 до W2, от V1 до U2 и от W1 до V2. Это даст нам
    наша дельта-конфигурация.

    Когда мы пропускаем ток через фазы, электричество перетекает из одной фазы в другую, поскольку направление мощности переменного тока в каждой фазе меняется.Вот почему у нас есть клеммы в разных положениях, потому что мы можем подключаться и позволять электричеству течь между фазами, поскольку электроны меняют направление в разное время.

    Узнайте, как работает электричество, здесь и узнайте, как работает трехфазное электричество, здесь.

    Конфигурация звездой

    Другой способ подключения терминалов — использовать конфигурацию звезды. В этом методе мы подключаемся между W2, U2 и V2 только на одной стороне клемм двигателя.Это дает нам наш звездный эквивалент дизайна.

    Когда мы пропускаем ток через катушки, электроны распределяются между фазами на выводах.

    Два только что рассмотренных способа настройки двигателя по схеме звезды или треугольника являются фиксированными. Чтобы изменить их, мы должны физически отключить питание, открыть клеммы двигателя и переставить их. Это непрактично.

    Как это автоматизировать?

    Чтобы автоматизировать это, нам нужно использовать некоторые контакторы. Они бывают разных конструкций, но основная операция — это переключатель, который может активироваться, чтобы включить или отключить цепь для управления потоком электричества во всех трех фазах одновременно.

    Мы берем наш главный контактор и подключаем трехфазное питание к одной стороне, а затем подключаем другую сторону к соответствующим клеммам в распределительной коробке асинхронных двигателей.

    Затем мы берем второй контактор, который будет использоваться для схемы треугольника, и подаем на него наши три фазы. Отсюда мы подключаем нашу фазу 1 к клемме V2, которая является катушкой фазы 2.Схема переключение звезда треугольник: Схема переключения звезда треугольник асинхронного двигателя Затем мы подключаем нашу фазу 2 к клемме W2, которая является катушкой фазы 3. Наконец, мы подключаем наш провод фазы 3 к клемме U2, которая является катушкой фазы 1.

    Теперь возьмем еще один контактор, который будет использоваться для нашей схемы звезды, и подключим к нему наши три фазы. Сверху просто соединяем все три фазы вместе.

    Запуск двигателя

    Мы запускаем соединение звездой и делаем это, активируя
    клеммы главного контактора и контактора звезды так, чтобы они замыкались для замыкания цепи.

    via GIPHY

    Теперь, когда мы пропускаем электричество через цепь, электричество проходит через каждую фазу и катушку, а затем выходит через клеммы двигателя и попадает в звездообразный контактор, где пути электронов разделяются.Это позволяет электронам переходить в другую фазу или выходить из нее при изменении их направления.

    Это будет продолжаться несколько секунд перед переключением на дельту. Для соединения треугольником мы отключаем контактор звезды, а затем замыкаем соединение треугольником.

    via GIPHY

    Теперь у нас есть электричество, текущее и разделяющееся. Он протекает как в основной колодец, так и в контактор треугольника. Электроэнергия в цепи главного контактора будет течь в катушки двигателей, а электричество, прошедшее по схеме контактора треугольником, будет течь к противоположной стороне клемм двигателя и в другую фазу.Каждый будет течь между различными фазами, поскольку они меняют направление.

    Элементы управления

    Для управления переключением контакторов со звезды на треугольник мы
    просто используйте таймер, чтобы контролировать это. Он автоматически изменит
    конфигурация закончится через установленный промежуток времени. Дополнительно более продвинутый
    версия будет контролировать ток или скорость двигателя.

    США

    Если вы находитесь в США, вы можете найти эти цвета,
    это для трехфазного источника питания 208 В, но цвета будут другими, если
    с использованием трехфазного источника питания 480 В.Схема переключение звезда треугольник: Схема переключения звезда треугольник асинхронного двигателя

    Европа

    В Великобритании и ЕС эти цвета используются для фаз. Хотя в Великобритании вы, скорее всего, все еще встретите старые установки, в которых используются красно-желто-синие цвета.

    Австралия

    Почему мы используем звездную дельту?

    Мы используем звезду-треугольник, которую в Северной Америке также называют звездой-треугольником, чтобы уменьшить пусковой ток при запуске двигателя. Когда большие асинхронные двигатели запускаются по схеме треугольника, их пусковой ток может более чем в 5 раз превышать ток полной нагрузки, который возникает, когда двигатель стабилизируется и работает нормально.

    Этот огромный скачок тока может вызвать множество проблем. В
    Этот внезапно большой спрос ударит по электрической системе зданий. В
    электрическая инфраструктура будет быстро нагреваться, что приведет к
    отказ компонентов и даже электрические пожары. Внезапный спрос также вызывает
    падение напряжения во всей электрической системе здания, что мы можем визуально
    видеть, потому что свет будет гаснуть, это может вызвать много проблем для таких вещей, как
    как компьютеры, так и серверы.

    Итак, чтобы уменьшить пусковой ток, нам просто нужно уменьшить пусковое напряжение.

    Конфигурация звезды снижает напряжение катушки примерно до 58% по сравнению с конфигурацией треугольника. Более низкое напряжение приведет к более низкому току. Ток в катушке при конфигурации звезды будет составлять около 33% от конфигурации треугольника. Это также приведет к снижению крутящего момента, крутящий момент в звездообразной конфигурации также будет около 33% по сравнению с треугольником.

    Базовый пример того, что происходит внутри

    Допустим, у нас есть двигатель, подключенный по схеме треугольника с типичным
    Европейское напряжение питания 400В.

    Это означает, что когда мы используем мультиметр для измерения напряжения между любыми двумя фазами, мы получим показание 400 В. Мы называем это нашим линейным напряжением.

    Между прочим, если у вас нет мультиметра, я настоятельно рекомендую вам приобрести его для своего набора инструментов, он необходим для поиска неисправностей в электрической сети и поможет вам лучше понять электричество. Лично я использую здесь этот счетчик.

    Если мы измеряем на двух концах катушки, мы снова измеряем межфазное напряжение 400 В.Допустим, каждая катушка имеет сопротивление или импеданс, поскольку это мощность переменного тока, равная 20 Ом. Это означает, что мы получим ток на катушке 20 ампер. Мы можем рассчитать это из 400 В / 20 Ом = 20 А. Но ток в линии будет другим, он будет 34,6 А, и мы получим это из 20 А x sqr3 = 34,6 А

    Если мы затем посмотрим на соединение звездой. У нас снова есть межфазное напряжение 400 В, если мы измеряем между любыми двумя фазами. Но при соединении звездой все наши катушки встречаются в точке звезды или нейтрали.С этой точки мы можем провести нейтральную линию. Поэтому, когда мы измеряем напряжение на концах катушки, мы получаем более низкое значение 230 В, потому что катушка не подключена напрямую между двумя фазами, как в дельта-версии. Один конец подключен к фазе, другой конец подключен к общей точке, поэтому напряжение распределяется и будет меньше, потому что одна из фаз всегда обратная.

    Мы можем увидеть показание 230 В, разделив 400 В на sqr3 = 230 В. Поскольку напряжение меньше, ток тоже будет.Если сопротивление катушки снова составляет 20 Ом, то ток рассчитывается по 230 В / 20 Ом, что составляет 11,5 А. Сила тока в линии тоже будет 11,5А.

    Таким образом, при соединении треугольником катушка подвергается полной нагрузке.
    400В между двумя фазами. Но соединение звездой подвергается только 230 В.
    между фазой и нейтралью. Итак, мы видим, что звезда потребляет меньше напряжения.
    и, следовательно, менее актуален по сравнению с дельта-версией, поэтому мы используем
    это первое.


    Подробное описание пускателя электродвигателя звезда-треугольник

    Введение в устройство пуска электродвигателя звезда-треугольник

    Большинство асинхронных электродвигателей запускаются непосредственно от сети, но когда очень большие электродвигатели запускаются таким образом, они вызывают нарушение напряжения в сети. линии питания из-за больших скачков пускового тока.

    Панель пускателя двигателя звезда-треугольник

    Чтобы ограничить скачок пускового тока, большие асинхронные двигатели запускаются при пониженном напряжении, а затем снова подключаются к полному напряжению питания, когда они набирают скорость, близкую к скорости вращения.

    Панель пускателя со звезды на треугольник

    Для снижения пускового напряжения используются два метода: пуск по схеме звезда-треугольник и автоматический пуск трансформатора.

    Принцип работы пускателя звезда-треугольник

    Это метод пуска при пониженном напряжении. Снижение напряжения при пуске со звезды на треугольник достигается путем физического изменения конфигурации обмоток двигателя, как показано на рисунке ниже.Во время пуска обмотки двигателя соединены звездой, и это снижает напряжение на каждой обмотке 3. Это также снижает крутящий момент в три раза. Схема

    — Принцип работы пускателя со звезды на треугольник

    Через некоторое время обмотка переконфигурируется как треугольник, и двигатель работает нормально. Пускатели звезда / треугольник, вероятно, являются наиболее распространенными пускателями пониженного напряжения. Они используются в попытке уменьшить пусковой ток, подаваемый на двигатель во время пуска, как средство уменьшения помех и помех в электроснабжении.

    Традиционно во многих регионах поставок существует требование устанавливать пускатель пониженного напряжения на все двигатели мощностью более 5 л.с. (4 кВт). Пускатель звезда / треугольник (или звезда / треугольник) является одним из самых дешевых электромеханических пускателей пониженного напряжения, которые могут быть применены.

    Пускатель звезда / треугольник состоит из трех контакторов, таймера и устройства защиты от тепловой перегрузки. Контакторы меньше, чем одиночный контактор, используемый в пускателях прямого включения, поскольку они регулируют только токи обмоток.Токи в обмотке составляют 1 / корень 3 (58%) тока в линии.

    Есть два контактора, которые замыкаются во время работы, часто называемые главным подрядчиком и контактором треугольника. Это AC3 с номиналом 58% от номинального тока двигателя. Третий контактор — это контактор звезды, который пропускает ток звезды только при подключении двигателя звездой.

    Ток в схеме звезды составляет одну треть тока в треугольнике, поэтому этот контактор может быть рассчитан на AC3 на одну треть (33%) номинала двигателя.

    Пускатель звезда-треугольник Состоит из следующих блоков:

    1. Контакторы (главные, звездообразные и треугольные контакторы) 3 НР (для пускателя в разомкнутом состоянии) или 4 НР (пускатель с переходным включением).
    2. Реле времени (с задержкой срабатывания) 1 №
    3. Трехполюсный тепловой расцепитель максимального тока 1 №
    4. Плавкие элементы или автоматические выключатели для главной цепи 3 №
    5. Плавкий элемент или автоматический выключатель для цепь управления 1No.

    Силовая цепь стартера звезда-треугольник

    Главный автоматический выключатель служит главным выключателем источника питания, который подает электричество в силовую цепь.

    Главный контактор подключает источник опорного напряжения R, Y, B на основной клемме двигателя U1, V1, W1.

    Во время работы главный контактор (KM3) и контактор звезды (KM1) сначала замыкаются, затем через некоторое время размыкается контактор звезды, а затем замыкается контактор треугольника (KM2). Управление контакторами осуществляется таймером (К1Т), встроенным в пускатель. Звездочка и Дельта электрически взаимосвязаны и, предпочтительно, механически взаимосвязаны.

    Силовая цепь пускателя звезда-треугольник

    Фактически, есть четыре состояния:

    Контактор звезды служит для первоначального замыкания вторичной клеммы двигателя U2, V2, W2 для последовательности запуска во время начального запуска двигателя из состояния покоя. . Это обеспечивает одну треть прямого прямого тока на двигатель, тем самым снижая высокий пусковой ток, свойственный двигателям большой мощности при запуске.

    Управление переключаемым соединением звезды и треугольника асинхронного двигателя переменного тока достигается с помощью схемы управления звезда-треугольник или звезда-треугольник.Схема управления состоит из кнопочных переключателей, вспомогательных контактов и таймера.

    Цепь управления пускателем звезда-треугольник (открытый переход)

    Схема — цепь управления пускателем звезда-треугольник (разомкнутый переход)

    Кнопка ВКЛ запускает цепь путем первоначального включения катушки контактора звезды (KM1) цепи звезды и таймера Схема катушки (КТ). Когда на катушку контактора звезды (KM1) подается питание, главный и вспомогательный контакторы звезды меняют свое положение с NO на NC.

    Когда вспомогательный контактор звезды (1) (который находится в цепи катушки главного контактора) становится нормально разомкнутым на нормально замкнутый, это завершается Цепь катушки главного контактора (KM3), поэтому на катушку главного контактора подается напряжение, а главный и вспомогательный контакторы главного контактора меняют свое положение с НЕТ в НЗ.Эта последовательность происходит во времени.

    После нажатия кнопочного переключателя ВКЛ вспомогательный контакт катушки главного контактора (2), который подключен параллельно к кнопке ВКЛ, станет НО на НЗ, тем самым обеспечивая защелку для удержания активированной катушки главного контактора, что в конечном итоге поддерживает цепь управления в активном состоянии даже после отпускания кнопочного переключателя ON.

    Когда главный контактор звезды (KM1) замыкает свое соединение, двигатель подключается к STAR, а он подключается к STAR до тех пор, пока вспомогательный контакт KT (3) с выдержкой времени не перейдет в состояние NC на NO.

    Как только время задержки достигнет заданного значения Time, вспомогательные контакты таймера (KT) (3) в цепи звездообразной катушки изменят свое положение с NC на NO и в то же время вспомогательный контактор (KT) в цепи катушки Delta (4 ) измените свое положение с NO на NC, чтобы катушка Delta была под напряжением, а главный контактор Delta стал NO на NC. Теперь клеммы двигателя меняются со звезды на треугольник.

    Нормально замкнутый вспомогательный контакт от контакторов звезды и треугольника (5 и 6) также размещается напротив катушек контакторов как звезды, так и треугольника, эти контакты блокировки служат в качестве предохранительных выключателей для предотвращения одновременной активации катушек контакторов как звезды, так и треугольника, так что одна не может быть активирован, если сначала не будут деактивированы другие.Таким образом, катушка контактора треугольником не может быть активна, когда катушка контактора звезды активна, и аналогично катушка контактора звезды не может быть активной, пока активна катушка контактора треугольника.

    В приведенной выше схеме управления также есть два прерывающих контакта для отключения двигателя. Кнопочный переключатель ВЫКЛ разрывает цепь управления и двигатель, когда это необходимо. Контакт тепловой перегрузки представляет собой защитное устройство, которое автоматически размыкает цепь управления СТОП в случае, когда ток перегрузки двигателя обнаруживается тепловым реле перегрузки, это необходимо для предотвращения возгорания двигателя в случае чрезмерной нагрузки, превышающей номинальную мощность двигателя. обнаруживается тепловым реле перегрузки.

    В какой-то момент во время пуска необходимо переключиться с обмотки, соединенной звездой, на обмотку, соединенную треугольником. Цепи питания и управления могут быть организованы для этого одним из двух способов — открытый переход или закрытый переход.

    Что такое запуск открытого или закрытого перехода

    1. Стартеры открытого перехода

    Обсудите, что упомянутое выше называется переключением с открытым переходом, потому что существует открытое состояние между состоянием звезды и состоянием треугольника.

    При разомкнутом переходе питание двигателя отключается, а конфигурация обмотки изменяется с помощью внешнего переключения.

    Когда двигатель приводится в действие источником питания на полной или частичной скорости, в статоре возникает вращающееся магнитное поле. Это поле вращается с линейной частотой. Поток от поля статора индуцирует ток в роторе, что, в свою очередь, приводит к магнитному полю ротора.

    Когда двигатель отключен от источника питания (открытый переход), внутри статора находится вращающийся ротор, и ротор имеет магнитное поле. Из-за низкого импеданса цепи ротора постоянная времени довольно велика, и действие поля вращающегося ротора внутри статора является действием генератора, который генерирует напряжение с частотой, определяемой скоростью ротора.

    Когда двигатель снова подключается к источнику питания, он переключается на несинхронизированный генератор, что приводит к очень высоким переходным процессам по току и крутящему моменту. Величина переходного процесса зависит от соотношения фаз между генерируемым напряжением и линейным напряжением в точке замыкания, может быть намного выше, чем прямой ток и крутящий момент, и может привести к электрическим и механическим повреждениям.

    Запуск открытого перехода является наиболее простым для реализации с точки зрения стоимости и схемотехники, и если время переключения хорошее, этот метод может работать хорошо.На практике, однако, трудно установить необходимое время для правильной работы, и отключение / повторное включение источника питания может вызвать значительные переходные процессы напряжения / тока.

    В открытом переходе есть четыре состояния:

    1. ВЫКЛ. Состояние: все контакторы разомкнуты.
    2. Состояние звезды: Главный контактор [KM3] и контактор звезды [KM1] замкнуты, а контактор треугольника [KM2] разомкнут. Двигатель подключен по схеме звезды и будет производить одну треть крутящего момента прямого тока при одной трети прямого тока.
    3. Открытое состояние: Этот тип операции называется переключением с открытым переходом, потому что существует открытое состояние между состоянием звезды и состоянием треугольника. Главный подрядчик закрыт, а контакторы Delta и Star разомкнуты. На одном конце обмотки двигателя есть напряжение, но другой конец открыт, поэтому ток не может течь. Двигатель имеет вращающийся ротор и ведет себя как генератор.
    4. Delta State: Главный и треугольный контакторы замкнуты. Контактор звезды разомкнут. Двигатель подключен к полному сетевому напряжению, и доступны полная мощность и крутящий момент

    2.Стартер с замкнутым переходом звезда / треугольник

    Существует методика уменьшения амплитуды переходных процессов при переключении. Это требует использования четвертого контактора и набора из трех резисторов. Резисторы должны иметь такие размеры, чтобы в обмотках двигателя мог протекать значительный ток, пока они включены в цепь.

    Вспомогательный контактор и резисторы подключаются через контактор треугольника. Во время работы, непосредственно перед размыканием контактора звезды, вспомогательный контактор замыкается, в результате чего через резисторы протекает ток через звезду.Как только контактор звезды размыкается, ток может течь через обмотки двигателя к источнику питания через резисторы. Затем эти резисторы замыкаются контактором треугольником.

    Если сопротивление резисторов слишком велико, они не будут подавлять напряжение, генерируемое двигателем, и не будут служить никакой цели.

    При закрытом переходе питание на двигатель поддерживается все время.

    Это достигается за счет установки резисторов для компенсации протекания тока во время переключения обмотки.Четвертый подрядчик должен вставить резистор в цепь перед размыканием контактора звезды и затем удалить резисторы после замыкания контактора треугольника.

    Эти резисторы должны быть такого размера, чтобы выдерживать ток двигателя. Помимо необходимости большего количества переключающих устройств, схема управления более сложна из-за необходимости выполнять переключение резистора.

    При закрытом переходе есть четыре состояния:

    1. Состояние ВЫКЛ. Все контакторы открыты
    2. Star State.Контакторы Main [KM3] и Star [KM1] замкнуты, а контактор треугольника [KM2] разомкнут. Двигатель подключен по схеме звезды и будет производить одну треть крутящего момента прямого тока при одной трети прямого тока.
    3. Звездное переходное состояние. Двигатель подключается звездой, а резисторы подключаются к контактору треугольником через вспомогательный контактор [KM4].
    4. Закрытое переходное состояние. Главный контактор [KM3] замкнут, а контакторы Delta [KM2] и Star [KM1] разомкнуты. Ток протекает через обмотки двигателя и переходные резисторы через KM4.
    5. Штат Дельта. Контакторы Main и Delta замкнуты. Короткое замыкание переходных резисторов. Контактор звезды разомкнут. Двигатель подключен к полному линейному напряжению, и доступны полная мощность и крутящий момент.

    Эффект переходного процесса в пускателе (разомкнутый пускатель переходного процесса)

    Важно, чтобы пауза между выключением контактора звезды и переключателем контактора треугольником была правильной. Это связано с тем, что контактор звезды должен быть надежно отключен до включения контактора треугольника.Также важно, чтобы пауза при переключении была не слишком долгой.

    Для 415 В звездное напряжение эффективно снижено до 58% или 240 В. Эквивалент 33%, который получается при запуске Direct Online (DOL).

    Если соединение звездой имеет достаточный крутящий момент для работы со скоростью до 75% или 80% от скорости полной нагрузки, то двигатель можно подключить в режиме треугольника.

    При подключении по схеме «треугольник» фазное напряжение увеличивается на V3 или на 173%. Фазные токи увеличиваются в таком же соотношении.При соединении звездой линейный ток увеличивается в три раза.

    Во время переходного периода переключения двигатель должен работать свободно с небольшим замедлением. Пока это происходит «выбегом», он может генерировать собственное напряжение, и при подключении к источнику питания это напряжение может произвольно складываться или вычитаться из приложенного сетевого напряжения. Это называется переходным током. Всего несколько миллисекунд он вызывает скачки и скачки напряжения. Известен как переходный процесс переключения.

    Размер каждой части пускателя звезда-треугольник

    1.Размер реле перегрузки

    Для пускателя со звезды на треугольник есть возможность разместить защиту от перегрузки в двух положениях: в линии или в обмотках.

    Реле перегрузки в линии:

    В линии аналогично установке перегрузки перед двигателем, как с прямым пускателем.

    Рейтинг перегрузки (линейный) = FLC двигателя.

    Недостаток: если перегрузка установлена ​​на FLC, то она не защищает двигатель, пока он находится в треугольнике (настройка x1.732 слишком высоко).

    Реле перегрузки в обмотке:

    В обмотках означает, что перегрузка находится после точки, где проводка к контакторам разделена на основную и треугольную. Тогда перегрузка всегда измеряет ток внутри обмоток.

    Настройка реле перегрузки (в обмотке) = 0,58 X FLC (линейный ток).

    Недостаток: мы должны использовать отдельные защиты от короткого замыкания и перегрузки.

    2. Размер главного подрядчика и подрядчика треугольника

    Есть два контактора, которые замыкаются во время работы, часто называемые основным подрядчиком и контактором треугольника.Это AC3 с номиналом 58% от номинального тока двигателя.

    Размер главного контактора = IFL x 0,58

    3. Размер Star Contractor

    Третий контактор — это контактор звезды, который пропускает ток звезды только тогда, когда двигатель подключен звездой. Ток в звездочке составляет 1 / √3 = (58%) тока в треугольнике, поэтому этот контактор может быть рассчитан на AC3 на одну треть (33%) номинала двигателя.

    Размер контактора звезды = IFL x 0,33

    Пусковые характеристики двигателя пускателя звезда-треугольник

    • Доступный пусковой ток: 33% тока полной нагрузки.
    • Пиковый пусковой ток: от 1,3 до 2,6 ток полной нагрузки.
    • Пиковый пусковой крутящий момент: 33% крутящего момента при полной нагрузке.

    Преимущества пускателя звезда-треугольник

    • Метод звезда-треугольник прост и надежен.
    • Он относительно дешев по сравнению с другими методами пониженного напряжения.
    • Хорошие характеристики крутящего момента / тока.
    • Он потребляет пусковой ток в 2 раза превышающий ток полной нагрузки подключенного двигателя.

    Недостатки пускателя звезда-треугольник

    1. Низкий пусковой крутящий момент (крутящий момент = (квадрат напряжения) также уменьшается).
    2. Обрыв питания — возможные переходные процессы
    3. Требуется шестиконтактный двигатель (соединение треугольником).
    4. Требуется 2 комплекта кабелей от стартера к двигателю.
      .
    5. Он обеспечивает только 33% пускового момента, и если нагрузка, подключенная к рассматриваемому двигателю, требует более высокого пускового момента во время пуска, возникают очень тяжелые переходные процессы и напряжения при переключении со звезды на треугольник, и из-за этих переходных процессов и напряжений происходит много электрических и механических поломок.
      .
    6. При этом способе пуска сначала двигатель подключается по схеме «звезда», а затем после переключения двигатель подключается по схеме «треугольник». Дельта двигателя формируется в пускателе, а не на клеммах двигателя.
      .
    7. Высокая передача и пики тока: например, при запуске насосов и вентиляторов крутящий момент нагрузки низкий в начале пуска и увеличивается пропорционально квадрату скорости. При достижении прибл. 80-85% номинальной скорости двигателя, момент нагрузки равен крутящему моменту двигателя, и ускорение прекращается.Для достижения номинальной скорости необходимо переключение в треугольное положение, и это очень часто приводит к сильным токам передачи и пикам. В некоторых случаях текущий пик может достигать даже большего значения, чем при прямом пуске.
      .
    8. Приложения с крутящим моментом нагрузки, превышающим 50% номинального крутящего момента двигателя, не смогут запускаться с использованием пускателя по схеме треугольник.
      .
    9. Низкий пусковой крутящий момент: Метод пуска звезда-треугольник (звезда-треугольник) определяет, будут ли выводы электродвигателя настроены на электрическое соединение звездой или треугольником.Первоначальное соединение должно быть выполнено по схеме звезды, что приведет к уменьшению сетевого напряжения на коэффициент 1 / √3 (57,7%) на двигателе, а ток уменьшится до 1/3 тока при полном напряжении, но пусковой момент также уменьшается с 1/3 до 1/5 пускового момента прямого тока.
      .
    10. Переход от звезды к треугольнику обычно происходит при достижении номинальной скорости, но иногда выполняется на уровне 50% от номинальной скорости, что вызывает кратковременные искры.

    Особенности пуска со звезды на треугольник

    1. Для трехфазных двигателей малой и большой мощности.
    2. Пониженный пусковой ток
    3. Шесть соединительных кабелей
    4. Пониженный пусковой момент
    5. Пик тока при переключении со звезды на треугольник
    6. Механическая нагрузка при переключении со звезды на треугольник

    Применение пускателя звезда-треугольник

    Звезда- Дельта-метод обычно применяется только к двигателям низкого и среднего напряжения и двигателям с малым пусковым моментом.

    Полученный пусковой ток составляет примерно 30% от пускового тока при прямом пуске от сети, а пусковой крутящий момент снижается примерно до 25% крутящего момента, доступного при D.О.Л. старт. Этот метод запуска работает только тогда, когда приложение слегка загружено во время запуска.

    Если двигатель слишком нагружен, крутящего момента будет недостаточно для разгона двигателя до скорости до переключения в положение треугольника.

    Разъяснение по запуску электродвигателя со звездой-треугольником

    Схема питания звезда-треугольник

    Пуск звезда-треугольник — это когда двигатель подключен (обычно снаружи от двигателя) в
    ЗВЕЗДА во время стартовой последовательности.Когда двигатель разогнался до нормального
    скорость вращения, двигатель подключен в треугольник.

    Изменение внешнего подключения двигателя со звезды на треугольник обычно достигается тем, что
    обычно называют стартером звезда-треугольник. Этот стартер — это просто ряд
    контакторы (переключатели), которые соединяют разные выводы вместе, образуя необходимый переход от звезды к треугольнику.

    Когда двигатель запускается по схеме звезды, фазное напряжение двигателя уменьшается на
    коэффициент √3.Уменьшение пускового тока, пусковой мощности и пускового момента для пониженного напряжения может
    каждый из них рассчитывается с использованием уравнения 1 (при этом игнорируются другие факторы, такие как насыщение и т. д.):

    Эти пускатели обычно настраиваются на определенную последовательность запуска, в основном с использованием настройки времени для переключения
    между Звездой и Дельтой. На этих пускателях может быть расширенная защита, контролирующая запуск
    время, ток, напряжение, скорость двигателя и т. д.

    Например, если напряжение питания составляет 380 вольт.Во время пуска, когда двигатель подключен к Star, подаваемое напряжение на каждой катушке составляет 380 / 1,73, что составляет 220 вольт. В результате уменьшения приложенного напряжения пусковой момент также снизится до 67%.

    Цепь управления

    Из схемы управления выше, когда переключатель S1 нажат, будет полный путь электрического тока, который будет течь от L1 к L2, вызывая активацию следующих катушек:

    Чтение: Управление электродвигателем на промышленных предприятиях

    • K1 — линейный или главный контактор
    • K2 — звездообразный контактор
    • K4 — таймер (установлен на 3-5 секунд)

    По истечении заданного времени произойдет переключение контакта таймера.Таким образом, замыкающий контакт с выдержкой времени (K3), который управляет контактором звезды, теперь станет разомкнутым, а замыкающий контакт с выдержкой времени (K2) будет делать обратное. Таким образом выполняется переход от звезды к треугольнику.

    Вспомогательный контакт контактора K1 подключается параллельно кнопке пуска S1 (с фиксацией), так что цепь остается включенной даже после того, как S1 вернется в разомкнутое положение. Обратите внимание, что S1 характеризуется кнопкой, которая возвращается в исходное состояние после нажатия.

    Нормально замкнутые контакты K3 и K2 также блокируются для предотвращения одновременной активации соединения ЗВЕЗДА и ТРЕУГОЛЬНИК, что может вызвать серьезное повреждение двигателя.

    Каковы преимущества использования запуска по схеме звезда-треугольник?

    Самым значительным преимуществом этого метода пуска является снижение пускового тока при пуске. Уменьшение пускового тока также может снизить механическую нагрузку на двигатель из-за высокого пускового момента. Обратите внимание, что если пуск с пониженным напряжением не применяется, пусковой ток может достигать 600%.

    Пуск двигателя звезда-треугольник — рабочие характеристики

    Многие вопросы, отправленные на сайт, связаны с запуском двигателя и, в частности, с переключением со звезды на треугольник. Для всех приложений, кроме простейших, есть смысл провести более подробное изучение. Проведение исследования программного обеспечения позволяет оценить как электрические характеристики, так и характеристики подключенных механических систем.

    Это примечание иллюстрирует на примере один из возможных подходов к изучению характеристик схемы пуска двигателя звезда-треугольник.

    Пример

    Будет исследован относительно простой пример двигателя мощностью 15 кВт, питаемого напрямую от источника и с нагрузкой, моделируемой простой инерцией. Если модель будет простой, будет легче изучить и понять принципы.

    Технические параметры модели:

    • 15 кВт, 380 В, 50 Гц, однополюсный двигатель с короткозамкнутым ротором
    • Сопротивление статора, R с = 0,0258 о.е. и реактивное сопротивление L с = 0.0930 о.е.
    • сопротивление ротора, R r ‘= 0,0145 о.е. и реактивное сопротивление L r ‘ = 0,0424 о.е. (относительно статора)
    • индуктивность намагничивания, L м = 1,7562 о.е.
    • индуктивность нулевой последовательности статора L o = 0,930 о.е.
    • , инерция подключения = 0,15 кг.м 2

    Чтобы проиллюстрировать и понять характеристики пускателя двигателя, моделирование проводится в три этапа:

    1. создание прямого пуска от сети модель
    2. модификация (1) для моделирования пускателя с разомкнутым переходом звезда-треугольник
    3. модификация (2) для моделирования пускателя с замкнутым переходом звезда-треугольник

    Цепи запуска двигателя

    При написании сообщения предполагается, что Читатель имеет некоторое представление о схемах запуска двигателя.Если вы не знакомы с этими типами схем, вы можете обратиться к небольшой вводной электронной книге по теме — «Пуск и управление двигателем».

    Сначала построив модель прямого доступа, мы можем убедиться, что результат соответствует ожиданиям и что модель работает правильно. Результаты прямой работы модели также дают нам базовые характеристики, с которыми можно сравнивать результаты пуска по схеме звезда-треугольник.

    Модели для пуска по схеме звезда-треугольник будут охватывать две распространенные реализации: открытый переход и закрытый переход.При разомкнутом переходе при переключении со звезды на треугольник происходит перерыв в питании, в то время как в замкнутом переходе используются резисторы для устранения перебоев в питании.

    На практике пускатели со звезды на треугольник обычно используют реле таймера для управления переключением. В модельных примерах используются временные сигналы, чтобы имитировать это поведение. Время перехода от пуска к треугольнику часто называют временем, когда двигатель работает до 75-85% своей рабочей скорости. Чтобы исследовать это правило, мы рассмотрим три сценария, в которых переключения происходят на 70%, 80% и 90% полной скорости.

    Примечание: с точки зрения моделирования, возможно, было проще использовать сигналы фактической скорости для управления переключением. Однако использование сигналов синхронизации и их индивидуальная настройка может упростить понимание логики модели.

    Моделирование цепей

    Модели были разработаны с использованием Simulink, и в публикации даются только краткие объяснения того, как они функционируют. Для получения более подробной информации по любому аспекту вы можете посетить веб-сайт Simulink.

    Используя модели, мы можем измерять и анализировать множество параметров.Из них для рассмотрения были выбраны три, которые представляют наибольший интерес для инженеров (и часто являются предметом рассмотрения в учебниках):

    • ток статора
    • электрический крутящий момент
    • скорость

    прямой пуск

    Пуск напрямую от сети очень прост. Сетевой контактор замыкается, чтобы подключить питание непосредственно к двигателю. Обмотки двигателя соединены треугольником.

    Схема прямого включения, модель

    На иллюстрации (щелкните, чтобы увеличить изображение) показана схема, используемая для моделирования поведения при прямом запуске.Хотя модель довольно проста, я кратко объясню функцию каждого элемента:

    • асинхронная машина с короткозамкнутым ротором — моделирует динамическое поведение нашего двигателя (с использованием преобразования Парка dq0)
    • трехфазный источник напряжения обеспечивает питание к цепи и сопротивлению, R = 0,5 Ом имитирует импеданс источника и путь передачи
    • переключатель (линейный контактор) срабатывает через 0,4 с (устанавливается Ton) для подключения источника питания к двигателю
    • три фазы подключаются напрямую к положительный конец обмоток (~ 1)
    • фазы также транспонированы в «соединение треугольником» и подключены к отрицательному концу обмоток (~ 2)
    • подключенная инерция представлена ​​элементом «инерция»
    • Датчик тока статора и клеммы (pu) позволяют проводить измерения и отображать их на экране осциллографа.

    На графике ниже показан результат ts запуска моделирования.

    Результаты прямого подключения к сети

    Результаты показывают, чего можно ожидать от устройства прямого запуска в соответствии с фундаментальной теорией. Скорость постепенно увеличивается до полной скорости, а электрический крутящий момент следует ожидаемому профилю и увеличивается, а затем падает, когда двигатель набирает скорость. Ток двигателя вначале высокий, а затем падает до нормального рабочего значения, когда двигатель достигает полной скорости.

    Примечание: для всех, кто интересуется теорией электричества, более подробная информация представлена ​​в нашей заметке об эквивалентной схеме асинхронного двигателя.

    Скорость и крутящий момент указаны в единицах (о.е.). Для тока нанесены реальные значения, поскольку они представляют наибольший интерес для любого инженера, реализующего пусковую схему. Кроме того, строятся мгновенные и среднеквадратичные кривые для тока.

    Изучив результаты, можно сделать важные выводы:

    • время до полной скорости составляет около 2,7 секунды
    • ток полной нагрузки составляет примерно 166 А
    • пусковой ток составляет примерно 21 А (7.В 9 раз больше рабочего тока)

    Время (двигатель подключен по схеме звезды)

    Перед тем, как перейти к рассмотрению пуска со звезды на треугольник, модель прямого включения работает с обмоткой двигателя по схеме звезды. На изображении видно, что это достигается подключением отрицательных обмоток (~ 2) к земле. Целью этого является получение временных точек для переходов звезда-треугольник.

    Создание звездообразной обмотки

    Выходной сигнал (не показан) соответствует схеме соединения треугольником, но пусковые токи меньше (и, следовательно, крутящий момент), а время разгона больше.

    Изучая график скорости, мы находим длительности (начиная с t = 0), в течение которых двигатель разгонялся до интересующих нас точек переключения.

    • 70% полной скорости за 3,13 секунды
    • 80% полной скорости за 3,36 секунды
    • 90% полной скорости за 3,48 секунды

    Разомкнутый переход звезда-треугольник

    В пускателе с разомкнутым переходом звезда-треугольник, сначала питание подается на обмотку по схеме звезды.После соответствующей выдержки времени питание отключается, обмотки меняют конфигурацию на треугольник и снова подключают питание. Временная задержка между отключением двигателя по схеме звезды и повторным включением по схеме треугольника обычно составляет около 40 мс.

    Используя результаты исследования непосредственно в сети (обмотка, соединенная звездой), временные события для нашей схемы 70% звезда-треугольник могут быть описаны как:

    1. Тонна при 0,4 с — питание подключено, контактор звезды замкнут, Контактор треугольник разомкнут
    2. Ts при 3.53 с (3,13 + 0,4) — контактор звезды разомкнут
    3. Td при 3,57 с (3,53 + 0,04) — контакт треугольник замкнут

    Для краткости три рассматриваемых сценария могут быть выражены как:

    1. 70 % — 0,4, 3,53, 3,57
    2. 80% — 0,4, 3,76, 3,80
    3. 90% — 0,4, 3,88, 3,92

    Модель открытого перехода звезда-треугольник

    Модель открытого перехода звезда-треугольник очень похожа к пускателю с прямым пуском.К дополнительным элементам относятся:

    • контакт звезды для установки обмотки двигателя первоначально в пусковую конфигурацию, как выключенный по истечении времени, заданного Ts
    • контактор треугольника для установки обмотки двигателя в конфигурацию треугольника после времени, заданного Td

    После запуска моделирования у нас есть следующие графики производительности:

    Результаты открытого перехода звезда-треугольник (случай 70%)

    Результаты перехода звезда-треугольник открытый (среднеквадратичный ток, случай 80%)
    Звезда- Результаты размыкания треугольником (среднеквадратичный ток, случай 90%)

    Из кривых видно, что пусковой ток двигателя был уменьшен.Снижение пускового тока двигателя является основной причиной использования пускателя со звезды на треугольник. Хотя пусковой ток был уменьшен, ускоряющий момент также уменьшается, в результате чего двигателю требуется больше времени для разгона до полной скорости.

    Пример 70% показывает значительный всплеск при переключении, приводящий к падению напряжения, которое не лучше, чем при использовании пускателя прямого включения. В зависимости от di / dt и величины это часто может создавать более серьезные проблемы, чем использование более простого прямого запуска.Это типично для плохо сконфигурированного пускателя со звезды на треугольник, и поэтому часто предпочтение отдается пускателю с замкнутым переходом.

    Примечание: изучение поведения момента ускорения и поведение любой подключенной механической нагрузки часто является причиной для проведения исследования. Хотя мы не будем делать этого в этом посте, надеюсь, читатель увидит, как этого можно достичь.

    В целом, по сравнению с прямым пуском от сети, основные электрические параметры следующие:

    Прямой режим Звезда-треугольник
    Время до полной скорости, с 2.7 3,7
    Ток полной нагрузки, А 21 21
    Пусковой ток, А 166 81
    Пусковой ток, x (раз при полной нагрузке) 7,9581 908

    3,8

    Замкнутый переход звезда-треугольник

    В замкнутом переходе пусковые резисторы вставляются в обмотки отрицательного конца, гарантируя, что двигатель никогда не будет отключен от источника питания.

    Подбор резистора может быть трудным, и такие модели могут очень помочь. В этом примере размер резистора выбирается исходя из 30% падения напряжения на резисторе:

    R = 0,3 × VLNIa

    В LN — это напряжение между фазой и нейтралью (2220 В), а I a — пусковой ток ( 81 А). Применение формулы дает расчетное сопротивление R = 0,8148 Ом.

    Замкнутая схема переключения звезда-треугольник Модель

    Модель закрытого перехода звезда-треугольник представляет собой небольшую модификацию примера открытого перехода, где:

    • Группа резисторов, подключенных треугольником (R1), подключается к цепи посредством Tr1 одновременно при размыкании контактора звезды (Tr1 = Td)

    Для краткости нас интересует только то, что происходит с выбросом тока в случае 70%.

    Результаты замкнутого перехода звезда-треугольник (случай 70%)

    Как видно, пик тока был значительно уменьшен, что ясно показывает, что даже то, как влияние резисторов улучшает характеристики переключения с ошибкой по времени.

    Примечание. Величина пускового тока все еще немного выше, чем хотелось бы, но, используя модель для регулировки размера резистора, ее можно уменьшить. Оптимизации размера резистора (и других компонентов) способствует моделирование пусковых схем.

    Заключение

    Как было продемонстрировано, исследование цепей запуска двигателя не является обременительным, но тем не менее дает подробное представление о функционировании двигателя и нагрузки при запуске и в установившемся режиме.

    Хотя данный пример упрощен, так же легко расширить модель для представления реальных сетевых условий и / или выполнения различных сценариев «что, если», посмотреть на другие методы запуска или другие параметры (например, резистор I 2 т потерь).

    Пускатель звезда-треугольник для трехфазного двигателя

    Пускатель

    звезда-треугольник (Y — Δ) — это распространенный тип трехфазных (3-фазных) пускателей асинхронных двигателей, обычно используемых в двигателях с низким пусковым моментом.

    Пускатели двигателей

    представляют собой переключатели (электромеханические или твердотельные), которые предназначены для запуска и остановки двигателей, обеспечивая необходимую мощность для двигателя и предотвращая его потребление избыточного тока.

    Пускатель электродвигателя со звездой-треугольником — это тип пускателя с пониженным напряжением, который также является наиболее часто используемым.Прежде чем подробно обсудить пускатель со звезды на треугольник, мы увидим, зачем нам вообще нужен пускатель двигателя и какие типы пускателей доступны.

    Также читайте о: Пускатель двигателя Direct Online или DOL

    Зачем нужны пускатели двигателей?

    Обычно двигатель, будь то промышленный или потребительский, должен запускаться либо без нагрузки, либо с полной нагрузкой, в зависимости от области применения, для которой он используется. Если двигатель необходимо запустить без нагрузки, требуется небольшой крутящий момент, чтобы преодолеть начальную инерцию.

    Но если двигатель должен запускаться с полной нагрузкой (или любой другой нагрузкой в ​​этом отношении), пусковой момент должен быть достаточным для запуска двигателя с нагрузкой и ее инерцией.

    Как правило, трехфазные двигатели можно запускать путем прямого подключения источника питания к сети. В этом случае большой пусковой ток и, как следствие, высокий пусковой момент двигателя. Этот крутящий момент будет ускорять двигатель до достижения конечной скорости.

    Поскольку двигатель ускоряется с большим (быстрым), потери в меди i.е. потери из-за тепла, которые рассчитываются с использованием I 2 x R, значительно ниже.

    Этот тип запуска двигателя применим для небольших двигателей, т. Е. Двигателей мощностью до 5 л.с. Но тот же метод запуска не может применяться для двигателей большей мощности. Причина объясняется ниже.

    В больших двигателях пусковой ток очень высок, и если он подключен непосредственно к электросети, в линии будет большое падение напряжения. Это падение напряжения влияет на поведение других систем и нагрузок, подключенных к источнику питания.

    Пусковой ток больших трехфазных асинхронных двигателей может в 6 раз превышать максимальный ток (ток полной нагрузки).

    Рассмотрим следующий пример с целью объяснения. Промышленный двигатель 415 В, 50 л.с. рассчитан на максимальный ток (ток полной нагрузки) 70 А.

    Если этот двигатель запускается путем прямого подключения к сети, пусковой ток будет около 6 x 70 = 420 А. Это очень высокий ток, потребляемый из сети, и он определенно повлияет на другие устройства.

    Следовательно, нам необходимо запустить трехфазный асинхронный двигатель с помощью соответствующего пускателя двигателя. Поскольку крутящий момент двигателя прямо пропорционален квадрату напряжения (T ∝ V 2 ), снижение напряжения приведет к более низкому пусковому крутящему моменту. Пускатели двигателей такого типа называются пускателями пониженного напряжения.

    Существует много типов пускателей пониженного напряжения. Некоторые из них перечислены ниже.

    • Звезда треугольник (Y — Δ) Стартер
    • Сопротивление пускателя пониженного напряжения
    • Пускатель пониженного напряжения с автотрансформатором
    • Стартер увеличения сопротивления
    • Пускатель пониженного напряжения с частичной обмоткой
    • Реактивный пускатель пониженного напряжения

    Стартер звезда треугольник (Y — Δ стартер)

    Пускатель

    звезда-треугольник, который иногда называют пускателем типа «звезда-треугольник» или «звезда-треугольник», является распространенным типом пускателя с пониженным напряжением.Star Delta Starter может снизить пусковой ток без использования каких-либо внешних устройств.

    Как правило, мы используем пускатели со звездой-треугольником для трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, которые обычно предназначены для работы по схеме «треугольник». Двигатели с пускателями со звездообразным треугольником применяются в основном в вентиляторах, насосах, центробежных охладителях переменного тока и т. Д.

    В пускателе со звездой-треугольником начальное соединение обмоток статора выполнено в виде звезды. Если V L — это линейное напряжение, а V P — это фазное напряжение, то напряжение на каждой фазе статора равно

    .

    В P = V L / √3

    По мере того, как двигатель ускоряется и набирает скорость, обмотки статора отключаются от конфигурации «звезда» и соединяются по схеме «треугольник».На следующем изображении показаны соединения звездой и треугольником и их соответствующие токи.

    На втором изображении (изображение справа) обмотки статора соединены треугольником. Мы знаем, что линейное напряжение и фазное напряжение равны при соединении треугольником, и пусть напряжение на обмотках статора равно V. Если I — фазный ток через обмотку статора при соединении треугольником, то линейный ток равен I L = √3 x I.

    Это связано с тем, что линейный ток при соединении треугольником в три раза больше фазного тока.

    Если перейти к первому изображению (изображение слева), обмотки статора соединены звездой. Поскольку V — это линейное напряжение, напряжение на обмотках при соединении звездой определяется как V / √3.

    Поскольку напряжение на обмотке уменьшается в 1 / √3 раза, ток, протекающий в каждой обмотке, также уменьшается на такую ​​же величину. Следовательно, фазный ток или ток через обмотку становится равным I P = I / √3. Поскольку линейный ток и фазный ток при соединении звездой равны, линейный ток I L = I / √3.

    Из приведенного выше анализа можно сделать вывод, что

    I L (в треугольнике) = √3 x I

    I L (в звездах) = I / √3

    Из двух приведенных выше уравнений мы можем заключить, что линейный ток при соединении звездой в 1/3 раза больше, чем линейный ток при соединении треугольником.

    Кроме того, пусковой момент двигателя прямо пропорционален квадрату напряжения на обмотках, т.е.

    Т ∝ В 2

    Как мы установили, напряжение на обмотках двигателя при соединении звездой в 1 / √3 раза больше напряжения на обмотках двигателя, соединенных треугольником.Следовательно, пусковой момент двигателя при соединении звездой будет в 1/3 раза больше крутящего момента, когда двигатель соединен треугольником.

    Обмотки двигателя в пускателе звезда-треугольник

    Давайте посмотрим на соединения обмоток двигателя в пускателе со звездой-треугольником. Пусть три обмотки статора трехфазного асинхронного двигателя называются X1 — X2, Y1 — Y2 и Z1 — Z2, где X1, Y1 и Z1 — начальные концы, а X2, Y2 и Z2 — замыкающие концы (или конечные концы). . На следующем изображении показаны обмотки двигателя, соединенные звездой и треугольником.

    При соединении звездой концы обмоток соединяются вместе, образуя нейтральную точку. Мы также можем соединить все начальные концы обмотки, чтобы образовалась нейтральная точка. На изображении выше отделочные концы, то есть X2, Y2 и Z2 соединены вместе.

    При соединении треугольником начальные концы одной обмотки соединяются с конечным концом другой обмотки, образуя структуру, как показано на изображении выше. Подача дана на стыках.В показанном выше соединении соединения следующие: X1-Z2, X2-Y1 и Y2-Z1.

    В пускателе со звездой-треугольником обмотки двигателя сначала подключаются по схеме «звезда», а с помощью переключателей, таймеров и контакторов обмотки подключаются по схеме «треугольник» во время нормальной работы двигателя.

    Типы пускателей звезда-треугольник

    В зависимости от действия переключения между соединением звездой и соединением треугольником, пускатели звезда треугольник в основном классифицируются на ручные пускатели и автоматические пускатели.Здесь мы увидим некоторые из распространенных типов пускателей звезда-треугольник.

    Простой ручной пускатель звезда-треугольник

    На следующем рисунке показана схема подключения простого ручного пускателя со звезды на треугольник.

    Переключатель в этом стартере имеет три положения: 0 (для ВЫКЛ.), 1 (для звезды) и 2 (для треугольника). Если переключатель находится в положении 0, обмотки двигателя разомкнуты и двигатель выключен. Чтобы активировать Star Connection, переключатель перемещается в положение 1.

    В этом положении переключателя завершающие концы обмоток, то есть X2, Y2 и Z2, закорочены. На этом соединение звездой завершено, и двигатель начинает вращаться.

    По мере ускорения двигателя он набирает скорость, а когда скорость двигателя приближается к своей номинальной скорости, переключатель перемещается из положения 1 в положение 2.

    Положение 2 переключателя активирует соединение треугольником, поскольку оно устанавливает контакты X2-Y1, Y2-Z1 и Z2-X1. Теперь двигатель работает в режиме Delta Connection и без проблем достигает своей номинальной скорости.

    Ручной пускатель звезда-треугольник с кнопкой

    На следующем рисунке показана электрическая схема ручного пускателя со звездой-треугольником с кнопочным управлением. Этот тип пускателя обычно состоит из 2-х кнопок, 4-полюсного 3-позиционного переключателя, контактора и реле перегрузки.

    В 4-полюсном 3-позиционном переключателе 3 полюса используются для подключения 3 обмоток двигателя к источнику питания, причем 3 положения — 0 (ВЫКЛ), 1 (звезда) и 2 (треугольник). Полюс 4 в переключателе используется в цепи управления.

    Когда переключатель находится в положении 0 (ВЫКЛ), при нажатии кнопки ВКЛ контактор M не включается. Если переключатель перемещен в 2-позиционное положение (треугольник или работа) и если нажата кнопка ВКЛ, даже сейчас контактор M не находится под напряжением. В обоих случаях двигатель не запускается.

    Теперь положение переключателя перемещено в положение 1 (звездочка). Если сейчас нажать кнопку ON, на катушку контактора M подается напряжение, и контакты двигателя замыкаются с питанием.Теперь двигатель подключен по схеме «звезда», и в результате он начинает вращаться.

    Кнопка ВКЛ должна быть нажата, когда двигатель набирает скорость, а переключатель перемещается в 2-х позиционное положение (треугольник). Поскольку двигатель работает в режиме соединения треугольником, кнопку ON можно отпустить, поскольку M1] будет держать контактор M под напряжением.

    Кнопка ON может быть отпущена только после переключения обмоток двигателя на соединение треугольником. Чтобы выключить двигатель, можно нажать кнопку OFF.

    На следующем рисунке показана схема управления пускателя со звездой-треугольником с кнопочным управлением.Это включает в себя переключатель управления C, контакт M1 и кнопки включения и выключения.

    Полуавтоматический стартер звезда — треугольник

    В полуавтоматическом пускателе со звездой — треугольником нам требуются три контактора для соединения обмоток двигателя: соединение звездой и треугольником. Электрическая схема полуавтоматического пускателя звезда — треугольник показана на следующем изображении вместе со схемой обмоток соединения треугольником.

    Во-первых, контактор S (для соединения звездой) будет использоваться для соединения обмоток при соединении звездой.Теперь, замкнув главный контактор M, мы можем запустить двигатель по схеме звезды, так как X2, Y2 и Z2 закорочены.

    После того, как двигатель набирает скорость, контактор S размыкается, а контактор D (для соединения треугольником) замыкается, так что обмотки конфигурируются по схеме треугольника, так как обмотки двигателя X2, Y2 и Z2 подключены к Y1, Z1 и X1 соответственно.

    Важно разомкнуть соединение звездой (контактор S) перед включением соединения треугольником, в противном случае произойдет короткое замыкание.На следующем изображении показана схема управления полуавтоматическим пускателем со звездой — треугольник.

    Сначала, когда мы нажимаем кнопку ON, контактор S включается, и в результате обмотки двигателя соединяются звездой. Дополнительные контакты S, то есть S1 и S2, замыкаются и размыкаются соответственно.

    Поскольку S1 замкнут, главный контактор M включается, и двигатель запускается по схеме звезды. После этого контактор M остается под напряжением от дополнительного контакта M1.

    Поскольку S2 открыт, соединение треугольником не может быть запущено, когда соединение звездой активировано, и для того, чтобы активировать соединение треугольником, мы должны отключить соединение звездой.

    Когда кнопка ON отпускается, контакт S1 разомкнут, а S2 замкнут, так как контактор S обесточен. Поскольку S2 замкнут, а M уже запитан от M1, двигатель теперь работает в режиме соединения треугольником.

    Для выключения двигателя нажимается кнопка ВЫКЛ, которая обесточивает контакторы M и D (главный и треугольный).

    Прочтите эту интересную статью Сравнение соединений звездой и треугольником

    Автоматический пускатель звезда-треугольник (переход разомкнутой цепи)

    Основное различие между ручными пускателями со звезды на треугольник и автоматическими переключателями со звезды на треугольник заключается в автоматическом переключении со звезды на треугольник на основе заранее заданных интервалов времени.

    Реле задержки времени используется для получения необходимого времени перед переключением со звезды на треугольник. В зависимости от мощности двигателя и условий его нагрузки задержка по времени может составлять около 10 секунд.

    Схема электрических соединений автоматического пускателя со звезды на треугольник такая же, как и у полуавтоматического пускателя со звезды на треугольник. Но есть существенная разница в схеме управления, которая показана на следующем изображении.

    Сначала нажимается кнопка ВКЛ и контактор S. Это замкнет контакт S1 и, следовательно, контактор M будет запитан. Поскольку оба контактора S и M активны, двигатель начинает вращаться по схеме «звезда».

    Когда контактор S активирован, реле задержки времени T также срабатывает.В результате обмотки двигателя остаются в соединении звездой до времени, установленного в реле задержки времени.

    По истечении заданного времени (скажем, 10 секунд) контакт реле временной задержки, то есть T1, размыкается, что приводит к обесточиванию контактора S.

    Когда S обесточен, S1 размыкается, а S2 замыкается. Поскольку контактор M уже активирован M1, и теперь, когда S2 замкнут, обмотки двигателя подключаются по схеме треугольника.

    Контакт D1, который является дополнительным контактом контактора D, размыкается, когда соединение треугольником активно.Это позволит избежать активации соединения звездой, когда соединение треугольником активно.

    В этом автоматическом пускателе со звездой-треугольником соединение «треугольник» устанавливается только после того, как соединение «звезда» отключено. Этот тип подключения называется переходом на разомкнутую цепь.

    Автоматический пускатель звезда-треугольник (переход по замкнутой цепи)

    Автоматический пускатель звезда-треугольник с разомкнутой цепью, описанный в предыдущем разделе, достаточен почти для всех двигателей, но нам нужен автоматический пускатель со звезды на треугольник с переключением по замкнутой цепи, чтобы блокировать нарушения питания.

    Автоматический пускатель звезда-треугольник с переходным замкнутым контуром может быть спроектирован путем небольшого изменения пусковой цепи с переходным замкнутым контуром.

    Дополнительные компоненты: 3-полюсный контактор и несколько резисторов. На следующем изображении показана электрическая схема автоматического пускателя со звезды на треугольник с переключением по замкнутой цепи.

    Основная проблема с переходом на разомкнутую цепь заключается в том, что обмотки двигателя отключаются от источника питания на короткое время во время перехода от звезды к соединению треугольником.

    Мы можем преодолеть это при переходе по замкнутой цепи, удерживая обмотки двигателя под напряжением с помощью резисторов, когда обмотки меняются со звезды на соединение треугольником.

    Во время запуска контакторы S и M (контактор с соединением звездой и главный контактор) активируются, и двигатель начинает вращаться. По мере того, как он набирает скорость, контактор реле с выдержкой времени T находится под напряжением.

    Основное различие между переключениями разомкнутой и замкнутой цепи состоит в том, что контактор таймера T подключен параллельно контактору треугольника D через резисторы.

    По истечении времени задержки контактор S отключается, а контактор D активируется. В результате обмотки соединяются по схеме Delta Connection.

    Во время этого перехода (размыкание контактора S и замыкание контактора D) обмотки двигателя остаются подключенными к двигателю с помощью последовательных резисторов через контактор T.

    На следующих изображениях показана схема управления для автоматического пускателя со звезды на треугольник с переключением по замкнутой цепи.

    При нажатии кнопки ON контактор управляющего реле CR включается и соответствующие дополнительные контакты CR1 и CR2 замыкаются.Когда CR2 замкнут, контактор S с соединением звездой находится под напряжением.

    Вспомогательные контакты S, то есть S1 и S2, будут замкнуты и разомкнуты соответственно. Из-за контакта S1 срабатывает главный контактор M, и, таким образом, двигатель запускается в режиме «звезда». M остается под напряжением с помощью M1.

    Вместе с главным контактором M активируется таймер A. По истечении заданного времени вспомогательный контакт A, то есть A1, замыкается, что активирует контактор таймера T и таймер B.

    Теперь включение таймера T приведет к подключению резисторов параллельно обмоткам двигателя. Таймер B, на который подается питание от A1, срабатывает после задержки по времени и размыкает свой вспомогательный контакт B1.

    Теперь разомкнутый B1 деактивирует контактор S, который отключит соединение звездой на обмотках двигателя. Когда S обесточен, контакт S2 замыкается, и в результате контактор треугольника активируется. Контактор T поможет соединенным треугольником обмоткам оставаться подключенными к источнику питания через последовательные резисторы.