Vad är skillnaden i kopplingsscheman för motorlindningar i stjärna och delta?

Systemet med trefasig elektrisk ström utvecklades i slutet av 1800-talet av den ryske vetenskapsmannen M.O.Dolivo-Dobrovolsky. Tre faser med spänningar som är förskjutna 120 grader mot varandra gör det bland annat lätt att skapa ett roterande magnetfält. Detta fält driver rotorn i de vanligaste och enklaste asynkrona trefasmotorerna.

De tre statorlindningarna i dessa motorer är i allmänhet anslutna i en stjärn- eller deltaförbindelse. Termerna "star" och "delta", förkortat S och D, används i utländsk litteratur. Den vanligaste mnemoniska beteckningen är D och Y, vilket ibland kan leda till förvirring - bokstaven D kan användas för att beteckna både "star" och "delta".

Fas- och linjespänningar

För att förstå skillnaderna mellan metoderna för lindningsanslutning är det först nödvändigt att förstå följande Begreppen fasspänningar och linjespänningar.. En fasspänning är spänningen mellan början och slutet av en fas. Linjär spänning är spänningen mellan samma terminaler i olika faser.

För ett trefasnät är linjespänningarna spänningarna mellan faserna, t.ex. A och B, och fasspänningarna är spänningarna mellan varje fas och neutralledaren.

Spänningarna Ua, Ub, Uc är alltså fasspänningar och Uab, Ubc, Uca är linjespänningar. Skillnaden mellan dessa spänningar är en gång. För ett 0,4 kV-nät för hushåll och industri är ledningsspänningarna 380 volt och fasspänningarna 220 volt.

Anslutning av motorlindningar i stjärnkoppling

I en stjärnanslutning är de tre lindningarna sammanfogade i en gemensam punkt med sina stjärnändar. De fria ändarna är kopplade till olika faser. I vissa fall är den gemensamma punkten ansluten till kraftsystemets neutrala samlingsskena.

Figuren visar att för den här anslutningen appliceras nätets fasspänning på varje lindning (för 0,4 kV-nät - 220 volt).

Elektrisk motorlindning i deltakoppling

I deltakretsen är lindningsändarna kopplade i serie. En slags cirkel bildas, men i litteraturen används namnet "delta" eftersom det är en ofta använd layout. Neutralkabeln i denna version har ingenstans att anslutas.

Självklart kommer spänningarna till varje lindning att vara linjära (380 volt per lindning).

Jämförelse av kopplingsscheman med varandra

För att jämföra de två kretsarna med varandra måste man beräkna den elektriska effekt som elmotorn utvecklar för den ena eller den andra anslutningen. För att göra detta kan man tänka på begreppen linjeström (Ilin) och fasström (Iphase). Fasströmmen är den ström som flyter genom faslindningen. Linjär ström flyter genom en ledare som är ansluten till lindningsterminalen.

I nät med upp till 1000 volt är elkällan en transformatorSekundärdelen av en transformator vars lindning är stjärnkopplad (annars skulle det inte vara möjligt att tillhandahålla en neutral ledare), eller en generator vars lindningar är kopplade på samma sätt.

Det framgår av figuren att ledarströmmarna och motorlindningsströmmarna är lika stora i en stjärnförbindelse. Strömmen i en fas bestäms av fasens spänning:

   

där Z är lindningsmotståndet för en fas, de kan antas vara lika stora. Det kan skrivas att

   

.

För deltakoppling är strömmarna annorlunda - de bestäms av de linjespänningar som appliceras på motstånd Z:

   

.

I detta fall gäller alltså följande .

Nu kan vi jämföra den totala effekten () som förbrukas av motorer i olika kretsar.

• För en stjärnförbindelse är den synliga effekten ;
• För deltaförbindelse är den synliga effekten .

Med stjärnkoppling utvecklar motorn tre gånger mindre effekt än med deltakoppling. Detta har också andra positiva effekter:

• inrusningsströmmarna minskar;
• motorn går och startar smidigare;
• motorn klarar kortvariga överbelastningar;
• blir den asynkrona motorns termiska beteende mildare.

Den andra sidan av myntet är att en motor med en stjärnlindning inte kan utveckla sin maximala effekt. I vissa fall är vridmomentet inte ens tillräckligt för att rotorerna ska snurra.

Sätt att koppla om stjärndeltakretsar

De flesta motorer är konstruerade så att det går att växla från en anslutning till en annan. Vindningarnas början och slut är placerade på klämman så att en stjärna kan deltakopplas genom att enkelt ändra positionen på vindningsfickorna.

Ägaren av elmotorn kan välja om han vill ha en mjukstart med låga startströmmar och jämn drift eller om han vill ha den högsta effekt som motorn utvecklar. Om båda dessa behövs är det möjligt att koppla om automatiskt med hjälp av högpresterande kontaktorer.

När SB2-startknappen trycks in startas motorn i en stjärnkonfiguration. Contactor KM3 är aktiverad, dess kontakter låser motorlindningsledningarna på ena sidan. De motsatta ledningarna ansluts till elnätet, var och en till en annan fas, via kontakterna på KM1. När denna kontaktor aktiveras läggs trefasspänning på lindningarna och motorns rotor drivs. Efter en viss tid som ställts in på reläet KT1 kopplas spolen KM3 om, den avaktiveras och kontaktorn KM2 aktiveras, vilket gör att lindningarna kopplas om till ett delta.

Växling sker efter att motorn har nått ett antal varv. Detta moment kan övervakas via hastighetsgivaren, men i praktiken är det enklare. Växlingen styrs av tidsrelä - Efter 5-7 sekunder antas startprocessen vara avslutad och motorn kan kopplas till maximal effekt. Långvarig drift som överstiger stjärnbelastningen kan skada enheten.

Följande måste beaktas när du utför denna åtgärd:

1. Startmomentet för en stjärnansluten motor är betydligt lägre än för en deltaansluten motor, så en motor med svåra startförhållanden kan inte alltid startas på detta sätt. Den startar helt enkelt inte. Sådana fall är t.ex. elektriskt drivna pumpar som arbetar med mottryck osv. Sådana problem kan lösas genom att använda en motor med en fasrotor genom att öka excitationsströmmen mjukt vid start. Framgångsrik stjärnstart används med centrifugalpumpar som körs på en stängd grind, fläktbelastning på motoraxeln osv.
2. Elektromotorns lindningar måste kunna motstå nätspänningen från elnätet. Det är viktigt att inte förväxla D/Y 220/380-voltsmotorer (vanligtvis induktionsmotorer med låg effekt upp till 4 kW) med D/Y 380/660-voltsmotorer (vanligtvis 4 kW och mer). Nätet på 660 volt används nästan aldrig, men endast elmotorer med den nominella spänningen kan användas för stjärn- och triangelkoppling. En 220/380 trefasenhet kan endast kopplas om i stjärnkoppling. De får inte användas i kopplingskretsen.
3. En paus måste iakttas mellan avstängning av stjärnkontakten och påkoppling av deltakontakten för att undvika överlappning. Men den får inte ökas för mycket för att förhindra att motorn stannar. Om du tillverkar kretsen själv kan det hända att den måste justeras experimentellt.

Omvänd omkoppling används också. Det är meningsfullt om en kraftfull motor tillfälligt körs med en liten belastning. Effektfaktorn är låg eftersom den aktiva energiförbrukningen bestäms av motorns arbetscykel. Den reaktiva effekten bestäms huvudsakligen av lindningarnas induktans som är oberoende av belastningen på axeln. För att förbättra förhållandet mellan aktiv och reaktiv effektförbrukning kan lindningarna kopplas om till ett stjärnarrangemang. Detta kan också göras manuellt eller automatiskt.

Kopplingskretsen kan byggas upp med diskreta element - tidsreläer, kontaktorer (startdon) osv. Det finns också standardlösningar som integrerar den automatiska kopplingskretsen i ett enda hölje. Allt du behöver göra är att ansluta motorn och trefasförsörjningen till utgångsterminalerna. Sådana anordningar kan ha olika namn, t.ex. "starttidsrelä" osv.

Det finns för- och nackdelar med att ansluta motorlindningarna enligt olika system. Att känna till fördelarna och nackdelarna är grunden för en korrekt användning. Då håller motorn länge och ger maximal effekt.

Relaterade artiklar: