Apa perbedaan antara skema koneksi belitan motor di bintang dan delta?

Sistem arus listrik tiga fase dikembangkan pada akhir abad XIX oleh ilmuwan Rusia M.O.Dolivo-Dobrovolsky. Tiga fase dengan tegangan yang digeser 120 derajat dalam kaitannya satu sama lain, di antara kelebihan lainnya, memungkinkan untuk dengan mudah membuat medan magnet yang berputar. Bidang ini menarik rotor dari motor listrik asinkron tiga fase yang paling umum dan paling sederhana.

Tiga belitan stator motor listrik tersebut dalam banyak kasus dihubungkan oleh rangkaian bintang atau delta. Istilah "bintang" dan "delta", disingkat S dan D, digunakan dalam literatur asing. Penunjukan mnemonik yang lebih umum adalah D dan Y, yang terkadang dapat menyebabkan kebingungan - huruf D dapat diberi label "bintang" dan "segitiga".

Isi

1 Tegangan fasa dan saluran
2 Koneksi belitan motor dalam konfigurasi bintang
3 Sambungan belitan motor melalui sambungan delta
4 Perbandingan diagram pengkabelan
5 Cara mengganti sirkuit bintang-delta

Tegangan fasa dan saluran

Untuk memahami perbedaan antara koneksi berliku, pertama-tama kita perlu memahami konsep tegangan fasa dan tegangan saluran. Tegangan fasa adalah tegangan antara awal dan akhir satu fasa. Linear - antara terminal yang sama dari fase yang berbeda.

Untuk jaringan tiga fase, tegangan saluran adalah tegangan antara fase, misalnya A dan B, dan tegangan fase adalah tegangan antara setiap fase dan konduktor netral.

Perbedaan antara tegangan fasa dan tegangan saluran.

Jadi tegangan Ua, Ub, Uc akan menjadi tegangan fasa dan Uab, Ubc, Uca akan menjadi tegangan saluran. Tegangan ini berbeda dengan faktor dua. Jadi, untuk jaringan rumah tangga dan industri 0,4 kV, tegangan saluran adalah 380 volt, dan tegangan fase volt adalah 220 volt.

Sambungan belitan motor dalam sambungan bintang

Diagram pengkabelan belitan bintang.

Dalam hubungan bintang, ketiga belitan dihubungkan pada satu titik yang sama dengan titik bintangnya. Ujung bebas masing-masing terhubung ke fase mereka sendiri. Dalam beberapa kasus, titik umum terhubung ke busbar netral sistem tenaga.

Dari gambar Anda dapat melihat bahwa untuk koneksi ini, setiap belitan memiliki tegangan fase jaringan yang diterapkan padanya (untuk jaringan 0,4 kV - 220 volt).

Sambungan belitan motor listrik menurut rangkaian delta

Diagram pengkabelan untuk menghubungkan belitan di delta.

Pada rangkaian delta, ujung-ujung belitan dihubungkan secara seri. Sebuah lingkaran aneh diperoleh, tetapi nama "delta" diterima dalam literatur karena tata letak yang sering digunakan. Kabel netral dalam varian ini tidak memiliki tempat untuk dihubungkan.

Jelas, tegangan yang diterapkan pada setiap belitan akan linier (380 volt per belitan).

Perbandingan diagram pengkabelan satu sama lain

Untuk membandingkan dua rangkaian satu sama lain, kita harus menghitung daya listrik yang dikembangkan oleh motor listrik dengan satu atau koneksi lainnya. Untuk melakukan ini, pertimbangkan konsep arus saluran (Ilin) dan arus fasa (Iphase). Arus fasa adalah arus yang mengalir melalui belitan fasa. Arus linier mengalir melalui konduktor yang terhubung ke output belitan.

Dalam jaringan hingga 1000 volt, sumber listrik adalah transformatorGulungan sekunder transformator dengan hubungan bintang (jika tidak, penghantar netral tidak dapat diatur) atau generator yang belitannya dihubungkan dengan cara yang sama.

Dalam hubungan bintang, arus pada penghantar dan arus pada belitan motor adalah sama.

Dapat dilihat dari gambar bahwa dengan hubungan bintang arus pada penghantar dan arus pada belitan motor adalah sama. Arus dalam fase ditentukan oleh tegangan fase:

$I_faz=\frac{U_faz}{Z}$

di mana Z adalah resistansi belitan satu fase, mereka dapat dianggap sama. Dapat ditulis bahwa

$\I_faz=I_lin\]$

Pada hubungan delta, arus pada penghantar dan arus pada belitan motor berbeda.

Untuk arus koneksi delta berbeda - mereka ditentukan oleh tegangan saluran yang diterapkan pada resistansi Z:

$I_faz=\frac{U_lin}{Z}$

Oleh karena itu, untuk kasus ini $I_faz=\sqrt{3}*I_lin$ .

Sekarang kita dapat membandingkan daya total ( $S=3*I_faz*U_faz$ ) dikonsumsi oleh motor dengan sirkuit yang berbeda.

untuk koneksi bintang, daya totalnya adalah $S_1=3*U_faz*I_faz=3*(U_lin/\sqrt{3})*I_lin=\sqrt{3}* U_lin* I_lin$ ;
untuk koneksi delta daya totalnya adalah $S_2=3*U_faz*I_faz=3*U_lin*I_lin*\sqrt{3}$ .

Jadi, ketika koneksi bintang dibuat, motor mengembangkan daya tiga kali lebih sedikit daripada ketika koneksi delta dibuat. Ini juga memiliki efek positif lainnya:

arus masuk berkurang;
motor berjalan dan mulai lebih lancar;
motor listrik dapat menangani kelebihan beban jangka pendek dengan baik;
mode termal motor asinkron menjadi lebih hemat.

Sisi lain dari koin - motor dengan belitan "bintang" tidak dapat mengembangkan daya maksimum. Dalam beberapa kasus, torsi bahkan mungkin tidak cukup untuk memutar rotor.

Cara mengganti sirkuit bintang-delta

Sebagian besar motor dirancang sedemikian rupa sehingga dapat dialihkan dari satu diagram koneksi ke diagram koneksi lainnya. Untuk melakukan ini, awal dan ujung belitan dibawa keluar di terminal sehingga hanya dengan mengubah posisi bantalan dimungkinkan untuk mengubah dari bintang ke delta dan sebaliknya.

Diagram pengkabelan belitan motor bintang dan delta.

Pemilik motor listrik dapat memilih apa yang dia butuhkan - awal yang lembut dengan arus awal yang rendah dan pengoperasian yang mulus atau daya tertinggi yang dikembangkan oleh motor. Jika keduanya diperlukan, dimungkinkan untuk beralih secara otomatis dengan kontaktor yang kuat.

Diagram perkiraan peralihan otomatis dari bintang ke delta.

Ketika tombol start SB2 ditekan, motor dihidupkan dalam konfigurasi bintang. Kontaktor KM3 diberi energi, kontaknya menyebabkan hubungan arus pendek pada kabel belitan motor di satu sisi. Sadapan yang berlawanan terhubung ke listrik, masing-masing ke fasenya sendiri melalui kontak KM1. Ketika kontaktor ini diberi energi, tegangan tiga fase diterapkan pada belitan dan rotor motor listrik digerakkan. Setelah waktu tertentu diatur pada relai KT1, koil KM3 diaktifkan, dimatikan, kontaktor KM2 dihidupkan, mengalihkan belitan menjadi delta.

Pergantian terjadi setelah mesin memperoleh putaran. Momen ini dapat dipantau oleh sensor kecepatan, tetapi dalam praktiknya lebih sederhana. Pergantian dikendalikan estafet waktu - setelah 5-7 detik, proses start dianggap selesai dan mesin dapat dihidupkan ke daya maksimum. Tidak perlu menunda momen ini, karena pekerjaan yang lama dengan melebihi beban yang diizinkan untuk "bintang" dapat menyebabkan kegagalan penggerak listrik.

Hal-hal berikut harus diingat ketika menerapkan mode ini:

Torsi pengasutan motor dengan belitan yang dihubungkan "bintang" jauh lebih rendah daripada nilai karakteristik motor listrik dengan hubungan "delta", oleh karena itu, pengasutan motor listrik dengan kondisi pengasutan yang berat dengan cara ini tidak selalu memungkinkan. Itu tidak akan datang ke rotasi. Kasus tersebut termasuk pompa penggerak listrik yang beroperasi dengan tekanan balik, dll. Masalah tersebut diselesaikan dengan motor fase-rotor dengan meningkatkan arus eksitasi secara halus saat start-up. Start-star yang berhasil digunakan dengan pompa sentrifugal yang beroperasi pada gerbang tertutup, dalam kasus beban kipas pada poros motor, dll.
Gulungan motor listrik harus mampu menahan tegangan saluran listrik. Penting untuk tidak membingungkan motor D/Y 220/380 volt (biasanya motor induksi berdaya rendah hingga 4 kW) dan motor D/Y 380/660 volt (biasanya 4 kW ke atas).Grid 660 volt hampir tidak pernah digunakan, tetapi hanya motor listrik dengan rating tegangan ini yang dapat digunakan untuk switching star-delta. Drive 220/380 hanya dapat digunakan dalam sistem tiga fase dengan koneksi bintang. Mereka tidak boleh digunakan di sirkuit switching.
Harus ada jeda antara mematikan kontaktor bintang dan menyalakan kontaktor delta untuk menghindari tumpang tindih. Tetapi tidak boleh dinaikkan melebihi batasnya untuk mencegah motor berhenti. Jika Anda membuat sirkuit sendiri, mungkin perlu untuk mengambilnya secara eksperimental.

Pergantian terbalik juga digunakan. Masuk akal jika motor yang kuat sementara bekerja dengan beban kecil. Dalam hal ini, faktor dayanya rendah, karena konsumsi daya aktif ditentukan oleh tingkat beban motor listrik. Daya reaktif terutama ditentukan oleh induktansi belitan, yang tidak tergantung pada beban pada poros. Untuk meningkatkan rasio konsumsi daya aktif dan reaktif, belitan dapat dialihkan ke rangkaian bintang. Ini juga dapat dilakukan secara manual atau otomatis.

Skema switching dapat dipasang pada elemen diskrit - relai waktu, kontaktor (starter), dll. Solusi siap pakai juga tersedia yang menggabungkan sirkuit switching otomatis dalam satu rumahan. Anda hanya perlu menghubungkan motor listrik ke terminal keluaran dan catu daya dari jaringan tiga fase. Perangkat tersebut mungkin memiliki nama yang berbeda, seperti "relai waktu mulai", dll.

Sambungan belitan motor sesuai dengan skema yang berbeda memiliki kelebihan dan kekurangannya sendiri. Dasar dari operasi yang kompeten adalah untuk mengetahui semua pro dan kontra. Maka motor akan bertahan lama, membawa efek maksimal.