Sự khác nhau giữa sơ đồ kết nối của các cuộn dây động cơ với hình sao và hình tam giác

Hệ thống dòng điện ba pha được phát triển vào cuối thế kỷ 19 bởi nhà khoa học người Nga M.O. Dolivo-Dobrovolsky. Ba pha, điện áp được dịch chuyển tương đối với nhau 120 độ, trong số các ưu điểm khác, giúp dễ dàng tạo ra từ trường quay. Trường này mang theo các rôto của động cơ không đồng bộ ba pha phổ biến nhất và đơn giản nhất.

Ba cuộn dây stato của động cơ điện như vậy trong hầu hết các trường hợp được kết nối với nhau theo sơ đồ "hình sao" hoặc "hình tam giác". Trong tài liệu nước ngoài, thuật ngữ "ngôi sao" và "đồng bằng" được sử dụng, viết tắt là S và D. Cách ghi nhớ D và Y phổ biến hơn, điều này đôi khi có thể dẫn đến nhầm lẫn - chữ D có thể được đánh dấu cả "sao" và "Tam giác".

Nội dung

1 Điện áp pha và đường dây
2 Kết nối các cuộn dây động cơ theo sơ đồ "sao"
3 Kết nối các cuộn dây động cơ theo sơ đồ "tam giác"
4 So sánh các sơ đồ kết nối với nhau
5 Các cách chuyển mạch sao-tam giác

Điện áp pha và đường dây

Để hiểu sự khác biệt giữa các phương pháp kết nối các cuộn dây, trước tiên bạn cần hiểu với các khái niệm về điện áp pha và tuyến tính. Điện áp pha là hiệu điện thế giữa đầu và cuối một pha. Tuyến tính - giữa các kết luận giống nhau của các giai đoạn khác nhau.

Đối với mạng ba pha, điện áp đường dây là điện áp giữa các pha, ví dụ, A và B, và điện áp pha là giữa mỗi pha và dây dẫn trung tính.

Sự khác biệt giữa pha và điện áp đường dây.

Vì vậy, các điện áp Ua, Ub, Uc sẽ là pha và Uab, Ubc, Uca sẽ là tuyến tính. Các điện áp này khác nhau. Vì vậy, đối với mạng gia đình và công nghiệp 0,4 kV, điện áp tuyến tính là 380 vôn và điện áp pha là 220 vôn.

Kết nối các cuộn dây động cơ theo sơ đồ "sao"

Sơ đồ đấu nối dây quấn hình sao.

Khi nối các pha của động cơ điện với hình sao, ba cuộn dây được nối với nhau ở điểm đầu của chúng tại một điểm chung. Các đầu tự do được kết nối mỗi đầu với pha riêng của mạng. Trong một số trường hợp, điểm chung được kết nối với bus trung tính của hệ thống cung cấp điện.

Từ hình vẽ có thể thấy rằng đối với sự bao gồm này, điện áp pha của mạng được áp dụng cho mỗi cuộn dây (đối với mạng từ 0,4 kV - 220 vôn).

Kết nối các cuộn dây động cơ theo sơ đồ "tam giác"

Sơ đồ kết nối dây quấn hình tam giác.

Với sơ đồ "tam giác", các đầu của cuộn dây được kết nối với nhau trong chuỗi. Nó chỉ ra một loại hình tròn, nhưng trong văn học, cái tên "hình tam giác" được chấp nhận vì phong cách thường được sử dụng. Không có chỗ nào để kết nối dây trung tính trong phương án này.

Đọc thêm: Làm thế nào để khuếch đại tín hiệu từ anten TV?

Rõ ràng, điện áp áp dụng cho mỗi cuộn dây sẽ là tuyến tính (380 vôn trên mỗi cuộn dây).

So sánh các sơ đồ kết nối với nhau

Để so sánh cả hai sơ đồ với nhau, cần phải tính toán công suất điện do động cơ điện phát triển trong quá trình đưa vào một hoặc cách khác. Đối với điều này, cần phải xem xét các khái niệm về dòng điện tuyến tính (Ilin) và pha (Iphase).Dòng điện pha là dòng điện chạy qua cuộn dây pha. Dòng điện chạy qua dây dẫn nối với đầu cuối của cuộn dây.

Trong mạng đến 1000 vôn, nguồn điện là máy biến áp, cuộn thứ cấp được bật bởi một "ngôi sao" (nếu không thì không thể tổ chức dây trung tính) hoặc máy phát điện có các cuộn dây được nối theo cùng một cách.

Khi mắc nối tiếp với hình sao, dòng điện trong dây dẫn và dòng điện trong cuộn dây động cơ bằng nhau.

Hình cho thấy rằng khi được kết nối với một "ngôi sao", dòng điện trong dây dẫn và dòng điện trong cuộn dây động cơ bằng nhau. Dòng pha được xác định bởi điện áp pha:

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

trong đó Z là điện trở của cuộn dây một pha, chúng có thể được lấy bằng nhau. Nó có thể được viết rằng

$\ [I_faz = I_lin \]$

Khi được kết nối bằng hình tam giác, dòng điện trong dây dẫn và dòng điện trong cuộn dây động cơ là khác nhau.

Đối với kết nối delta, các dòng điện là khác nhau - chúng được xác định bởi các điện áp tuyến tính đặt vào điện trở Z:

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

Do đó, đối với trường hợp này $I_faz = \ sqrt {3} * I_lin$ .

Bây giờ chúng ta có thể so sánh tổng công suất ( $S = 3 * I_faz * U_faz$ ), được tiêu thụ bởi các động cơ điện với các chương trình khác nhau.

đối với kết nối hình sao, tổng công suất là $S_1 = 3 * U_faz * I_faz = 3 * (U_lin / \ sqrt {3}) * I_lin = \ sqrt {3} * U_lin * I_lin$ ;
đối với kết nối delta, tổng công suất là $S_2 = 3 * U_faz * I_faz = 3 * U_lin * I_lin * \ sqrt {3}$ .

Do đó, khi được bật bởi một “ngôi sao”, động cơ điện phát ra công suất thấp hơn ba lần so với khi được kết nối với đồng bằng. Nó cũng dẫn đến những hậu quả tích cực khác:

dòng khởi động bị giảm;
động cơ vận hành và khởi động trở nên mượt mà hơn;
động cơ điện đối phó tốt với quá tải ngắn hạn;
chế độ nhiệt của động cơ không đồng bộ trở nên nhẹ nhàng hơn.

Mặt trái của đồng xu là động cơ quấn sao không thể phát triển công suất tối đa. Trong một số trường hợp, mô-men xoắn thậm chí có thể không đủ để làm quay rôto.

Các cách chuyển mạch sao-tam giác

Thiết kế của hầu hết các động cơ điện cho phép chuyển từ sơ đồ kết nối này sang sơ đồ kết nối khác.Đối với điều này, đầu và cuối của cuộn dây được hiển thị trên thiết bị đầu cuối để chỉ cần thay đổi vị trí của các lớp phủ, có thể tạo “hình tam giác” từ “hình sao” và ngược lại.

Đọc thêm: Làm thế nào để chọn một nguồn điện liên tục cho một lò hơi đốt gas?

Sơ đồ đấu nối của cuộn dây động cơ hình sao và cuộn dây tam giác.

Bản thân chủ sở hữu động cơ điện có thể lựa chọn thứ mình cần - khởi động mềm với dòng khởi động nhỏ và vận hành êm ái hoặc công suất lớn nhất do động cơ phát triển. Nếu bạn cần cả hai, bạn có thể tự động chuyển đổi bằng cách sử dụng các công tắc tơ mạnh mẽ.

Sơ đồ gần đúng để chuyển đổi tự động từ dạng sao sang vùng đồng bằng.

Khi nhấn nút khởi động SB2, động cơ điện được bật theo sơ đồ "hình sao". Công tắc tơ KM3 được kéo lên, các tiếp điểm của nó đóng các đầu ra của cuộn dây động cơ ở một bên. Các kết luận ngược lại được kết nối với mạng, mỗi kết nối đến pha riêng của nó thông qua các địa chỉ liên lạc của KM1. Khi bật công tắc tơ này, điện áp ba pha được đặt vào các cuộn dây và rôto của động cơ điện được dẫn động. Sau một thời gian đặt trên rơ le KT1, cuộn dây KM3 chuyển mạch, nó được ngắt điện, công tắc tơ KM2 bật, chuyển các cuộn dây thành hình “tam giác”.

Chuyển đổi xảy ra sau khi động cơ đã tăng tốc độ. Thời điểm này có thể được kiểm soát bởi cảm biến tốc độ, nhưng trong thực tế mọi thứ dễ dàng hơn. Chuyển đổi được kiểm soát chuyển tiếp thời gian - Sau 5-7 giây coi như quá trình khởi động đã hoàn thành, có thể nổ máy ở chế độ công suất cực đại. Không đáng để trì hoãn thời điểm này, vì hoạt động kéo dài với mức vượt quá tải cho phép đối với "ngôi sao" có thể dẫn đến sự cố của bộ truyền động điện.

Khi triển khai chế độ này, hãy nhớ những điều sau:

Mômen khởi động của động cơ có dây quấn hình sao thấp hơn đáng kể so với giá trị của đặc tính này của động cơ điện có nối dây tam giác, do đó không phải lúc nào cũng có thể khởi động động cơ điện với điều kiện khởi động khó theo cách này. Nó sẽ không đi vào vòng quay. Những trường hợp như vậy bao gồm máy bơm điều khiển bằng điện hoạt động với áp suất ngược, v.v. Các vấn đề tương tự được giải quyết với sự trợ giúp của động cơ có rôto pha, làm tăng dòng điện kích từ khi khởi động một cách trơn tru. Khởi động sao được sử dụng thành công khi làm việc với máy bơm ly tâm hoạt động trên van đóng, trong trường hợp quạt tải trên trục động cơ, v.v.
Các cuộn dây của động cơ phải chịu được điện áp đường dây của mạng. Điều quan trọng là không nhầm lẫn giữa động cơ D / Y 220/380 volt (thường là động cơ không đồng bộ công suất thấp lên đến 4 kW) và động cơ D / Y 380/660 volt (thường là 4 kW trở lên). Mạng 660 vôn thực tế không được sử dụng ở bất cứ đâu, nhưng chỉ những động cơ điện có điện áp danh định này mới có thể được sử dụng để chuyển mạch sao-tam giác. Một ổ đĩa 220/380 trong mạng ba pha chỉ được bật bởi một "ngôi sao". Chúng không thể được sử dụng trong sơ đồ chuyển mạch.
Phải duy trì tạm dừng giữa việc tắt công tắc tơ "hình sao" và bật công tắc tơ "hình tam giác" để tránh các lớp phủ. Nhưng không thể tăng nó vượt quá biện pháp để ngăn động cơ điện dừng lại. Khi tự chế tạo một mạch, bạn có thể cần phải chọn nó bằng thực nghiệm.

Đọc thêm: Bộ chuyển đổi điện áp từ 12 đến 220 vôn

Công tắc đảo ngược cũng được áp dụng. Sẽ có ý nghĩa nếu một động cơ mạnh đang chạy tạm thời với tải trọng nhỏ.Đồng thời, hệ số công suất của nó thấp, vì công suất tiêu thụ hoạt động được xác định bởi mức tải của động cơ điện. Mặt khác, phản kháng chủ yếu được xác định bởi độ tự cảm của các cuộn dây, không phụ thuộc vào tải trên trục. Để cải thiện tỷ lệ giữa công suất hoạt động và phản kháng tiêu thụ, bạn có thể chuyển đổi các cuộn dây sang mạch "hình sao". Điều này cũng có thể được thực hiện thủ công hoặc tự động.

Mạch chuyển mạch có thể được lắp ráp trên các phần tử rời rạc - rơ le thời gian, công tắc tơ (bộ khởi động), v.v. Các giải pháp kỹ thuật làm sẵn cũng được sản xuất để kết hợp mạch chuyển mạch tự động trong một vỏ. Chỉ cần kết nối động cơ điện và nguồn từ mạng ba pha đến các đầu nối đầu ra. Các thiết bị như vậy có thể có các tên khác nhau, ví dụ, "rơ le thời gian bắt đầu", v.v.

Bật cuộn dây động cơ theo các sơ đồ khác nhau có những ưu điểm và nhược điểm của nó. Cơ sở của hoạt động có thẩm quyền là kiến thức về tất cả những ưu và khuyết điểm. Khi đó động cơ sẽ bền lâu, mang lại hiệu quả tối đa.

Các bài tương tự: