スターとデルタのモーター巻線の接続方式の違いは何ですか?

三相電流のシステムは、ロシアの科学者 M.O.Dolivo-Dobrovolsky によって 19 世紀後半に開発されました。電圧が互いに 120 度ずれた 3 相は、他の利点の中でも特に、回転磁界を簡単に作成することができます。この磁場は、最も一般的で最も単純な三相非同期電気モーターの回転子を引き込みます。

このような電気モーターの 3 つの固定子巻線は、ほとんどの場合、スターまたはデルタ回路によって接続されます。 「スター」と「デルタ」という用語は、S と D と略され、外国の文献で使用されます。より一般的なニーモニック指定は D と Y であり、混乱を招くことがあります。文字 D は、「星」と「三角形」の両方のラベルを付けることができます。

相電圧と線間電圧

巻線接続の違いを理解するには、まず理解する必要があります 相電圧と線間電圧の概念.相電圧は、1 つの相の開始点と終了点の間の電圧です。線形 - 異なるフェーズの同じ端子間。

三相ネットワークの場合、線間電圧は A と B などの相間の電圧であり、相電圧は各相と中性線間の電圧です。

したがって、電圧 Ua、Ub、Uc は相電圧になり、Uab、Ubc、Uca は線間電圧になります。これらの電圧は 2 倍異なります。したがって、0.4 kV の家庭用および産業用ネットワークの場合、線間電圧は 380 ボルトで、相電圧は 220 ボルトです。

スター結線でのモーター巻線の接続

スター接続では、3 つの巻線がスター ポイントと共通のポイントで接続されます。自由端はそれぞれ独自のフェーズに接続されています。場合によっては、共通点が電力システムの中性母線に接続されます。

図から、この接続では、各巻線にネットワーク フェーズ電圧が適用されていることがわかります (0.4 kV ネットワークの場合 - 220 ボルト)。

デルタ回路による電気モーター巻線の接続

デルタ回路では、巻線の両端が直列に接続されています。独特の円が得られますが、頻繁に使用されるレイアウトのために「デルタ」という名前が文献で受け入れられています。このバリアントの中性線には、接続する場所がありません。

明らかに、各巻線に印加される電圧は線形になります (巻線あたり 380 ボルト)。

配線図同士の比較

2 つの回路を相互に比較するには、いずれかの接続で電気モーターによって生成される電力を計算する必要があります。これを行うには、線電流 (Ilin) と相電流 (Iphase) の概念を考慮してください。相電流は、相巻線を流れる電流です。線形電流は、巻線の出力に接続された導体を通って流れます。

1000 ボルトまでのネットワークでは、電源は 変成器スター結線の変圧器の二次巻線（そうでなければ中性線を配置することはできません）または巻線が同じ方法で接続されている発電機。

図からわかるように、スター接続では、導体の電流とモーター巻線の電流が等しくなります。相の電流は、相電圧によって決まります。

   

ここで、Z は 1 つの相の巻線抵抗であり、それらは等しくとることができます。と書いてあるかもしれません

   

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デルタ接続の場合、電流は異なります - それらは抵抗 Z に適用される線間電圧によって決まります。

   

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したがって、この場合は .

これで、合計電力を比較できます () 異なる回路のモーターによって消費されます。

• スター接続の場合、総電力は ;
• デルタ接続の場合、総電力は .

したがって、スター接続が行われると、モーターはデルタ接続が行われるときよりも 3 分の 1 の電力しか発生しません。これには、他のプラスの効果もあります。

• 突入電流が減少します。
• モーターがよりスムーズに作動および始動します。
• 電気モーターは短時間の過負荷をうまく処理できます。
• 非同期モーターの熱モードはより控えめになります。

コインの反対側 - 「スター」巻きのモーターは最大出力を発揮できません。場合によっては、トルクがローターを回転させるのに十分でないこともあります。

スターデルタ回路の切り替え方法

ほとんどのモーターは、ある接続図から別の接続図に切り替えることができるように設計されています。これを行うには、巻線の始点と終点を端子に配置し、パッドの位置を変更するだけでスターからデルタ、またはその逆に変更できます。

電気モーターの所有者は、必要なものを選択できます-始動電流が低くスムーズな動作のソフトスタート、またはモーターによって開発された最高の電力。両方が必要な場合は、強力なコンタクタで自動的に切り替えることができます。

SB2 始動ボタンを押すと、スター構成でモーターがオンになります。コンタクタ KM3 が励磁され、その接点がモータ巻線リード線の片側を短絡します。反対側のリードは主電源に接続され、それぞれが KM1 の接点を介して独自の位相に接続されます。このコンタクタに通電すると、巻線に三相電圧が印加され、電動機の回転子が駆動されます。リレーKT1に設定された一定時間後、コイルKM3が切り替えられ、電源が切られ、コンタクタKM2がオンになり、巻線がデルタに切り替わります。

切り替えは、エンジンの回転数が上がった後に行われます。この瞬間は速度センサーで監視できますが、実際にはもっと簡単です。切り替えが制御されます タイムリレー - 5 ～ 7 秒後、始動プロセスが完了し、エンジンを最大出力に切り替えることができると見なされます。 「スター」の許容負荷を超えて長時間作業すると、電気駆動装置が故障する可能性があるため、この瞬間を遅らせる必要はありません。

このモードを実装するときは、次の点に注意する必要があります。

1. 巻線が「スター」に接続されたモーターの始動トルクは、「デルタ」に接続された電気モーターのこの特性の値よりもはるかに低いため、このように重い始動条件で電気モーターを始動できるとは限りません。それは単に回転しません。このようなケースには、背圧で動作する電気駆動ポンプなどが含まれます。このような問題は、始動時に励磁電流をスムーズに増加させることにより、フェーズローターモーターによって解決されます。スター始動の成功は、モーター シャフトなどにファン負荷がかかる場合に、閉じたゲートで動作する遠心ポンプで使用されます。
2. 電気モーターの巻線は、主電源の線間電圧に耐えることができなければなりません。 D/Y 220/380 ボルト モーター (通常は 4 kW までの低電力誘導モーター) と D/Y 380/660 ボルト モーター (通常は 4 kW 以上) を混同しないことが重要です。660 ボルトの送電網はほとんど使用されませんが、スターデルタ スイッチングに使用できるのは、この定格電圧の電気モーターだけです。 220/380 ドライブは、スター接続の三相システムでのみ使用できます。スイッチング回路には使用しないでください。
3. スター コンタクタをオフにしてからデルタ コンタクタをオンにするまでの間に、オーバーラップを避けるための一時停止が必要です。ただし、モーターが停止するのを防ぐために、限界を超えて増加させてはなりません。自分で回路を作る場合は、実験的に拾う必要があるかもしれません。

リバーススイッチングも使用されます。強力なモーターが一時的に小さな負荷で動作する場合は理にかなっています。この場合、有効電力消費は電気モーターの負荷レベルによって決まるため、力率は低くなります。無効電力は、主に巻線のインダクタンスによって決まります。これは、シャフトの負荷とは無関係です。有効電力消費と無効電力消費の比率を改善するために、巻線をスター回路に切り替えることができます。これは、手動または自動で行うこともできます。

スイッチング方式は、タイム リレー、コンタクタ (スタータ) などの個別の要素に組み込むことができます。自動スイッチング回路を 1 つのハウジングに組み込んだ既製のソリューションも利用できます。電気モーターを出力端子と三相ネットワークからの電源に接続するだけで済みます。このようなデバイスには、「開始時間リレー」など、異なる名前が付いている場合があります。

さまざまな方式によるモーター巻線の接続には、独自の長所と短所があります。有能な操作の基本は、すべての長所と短所を知ることです。その後、モーターは長持ちし、最大の効果をもたらします。

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