Звезда и треугольник в чем разница

7

Соединение звездой и треугольником

Асинхронные моторы могут быть рассчитаны на 220 В (одна фаза) или 380 В (три фазы). Первые встречаются у бытовых приборов, вторые часто применяют в промышленности. Питаясь от трехфазной сети, электрооборудование может использовать большую мощность.

В электротехнике разработаны и подробно описаны схемы соединения приемников. Подключение двигателя к трехфазной цепи может осуществляться двумя способами: звездой и треугольником. Особенности работы мотора во многом зависят от типа подключения. В чем заключается разница между схемой «треугольник» и схемой «звезда», будем разбираться далее.

Трехфазная сеть

Схема подключения звезда и треугольник используется только в трехфазной цепи, и часто применяется для асинхронных электромоторов, трансформаторов, нагревательных элементов электрокотлов. Фазы отстают друг от друга на угол 120 градусов, остальные характеристики (частота и напряжение) совпадают. Значение 380 В указывает на разницу именно между фазными проводами, иначе оно называется линейным напряжением. Напряжение между нейтралью и любым из трех других проводов будет 220 В (фазное напряжение). Но нулевой провод используется не всегда, оборудование подключается только к фазам.

Трехфазные сети обладают следующими преимуществами:

• более эффективная транспортировка энергии;
• хороший баланс энергии в системе.

В квартирах и частных домах большинства людей используют одну фазу и ноль. Трехфазные сети встречаются на производствах и для подвода электричества к многоэтажным домам, а после фазы распределяются по квартирам.

Трехфазный двигатель

Электрическое устройство, предназначенное для использования в трехфазных сетях, может работать в режиме генератора или двигателя. У трехфазного двигателя есть ротор, вращающийся вокруг статора, который неподвижен. Три обмотки статора сдвинуты относительно друг друга на 120 градусов. Их выводы соединяются со специальной колодкой. Дополнено это все кожухом, подшипниками и прочими деталями.

Обозначение выводов обмоток

Выпущено несколько государственных стандартов для маркировки выводов обмоток асинхронного электродвигателя. Первый (183–74) применялся до 1987 года. Согласно ранним традициям все контакты обозначались буквой «С», за которой следовала цифра от 1 до 6. Позже был выпущен стандарт, заимствовавший обозначения принятые за пределами страны. Обмотки называются «W», «V» и «U», начало и конец прописывают цифрами 1 и 2. Если используется нейтраль, то на схемах она будет подписана буквой N.

Принцип работы электродвигателя

Асинхронный двигатель использует то же явление, что и трансформатор, поэтому иногда его называют индукционным. Через обмотки статора проходит переменный ток, который создает магнитное поле. На обмотке редуктора возникает ЭДС. Взаимодействие магнитных полей приводит в движение вал. Двигатель называется асинхронным из-за того, что частота магнитного поля, создаваемого статором, и частота вращения ротора различаются.

Особенности

Асинхронный двигатель нуждается в переменном токе для работы. Выпускают модели, предназначенные для разных типов сетей. Выделяют трехфазные двигатели:

• с короткозамкнутым ротором («беличье колесо»);
• с фазным ротором.

Также встречаются синхронные двигатели. Схема подключения подобного агрегата будет сложнее, поскольку для работы ему требуется постоянный ток.

Режимы работы

Различают несколько режимов эксплуатации асинхронного двигателя:

• Холостой ход. Нагрузка отсутствует, ротор вращается с максимальной скоростью.
• Двигательный режим. Отличается от предыдущего наличием нагрузки, которая замедляет скорость ротора. Электроэнергия преобразуется в механическую.
• Тормозной режим. Применяют, когда надо быстро остановить вращение, требует реверсивного подключения.
• Режим генератора. Используется преобразование другого вида энергии в электричество.

Трехфазные двигатели могут работать в однофазных сетях, но при этом получить максимальную производительность и плавный ход не получится. Для этого потребуется преобразовать схему, добавив в нее дополнительные фазосдвигающие элементы.

Схема звезда

Схема соединения трех обмоток, когда все они подключены к одной общей точке, называется звездой. Визуально это похоже на соединение трех элементов в звезду. Общая точка именуется нейтралью. Она соединяется с нулевым проводом, если он есть. Для подключения по схеме звезда выделяют два случая: подключение с нейтралью и без.

Достоинства подключения двигателя звездой:

• более плавный пуск;
• возможна безостановочная работа длительное время;
• высокая надежность;
• устойчивость к кратковременным перегрузкам.

Соединение звездой оптимально для длительной работы. Меньше риск перегрева корпуса, работает мотор мягче. Но платой за все преимущества становится мощность, на максимум при такой схеме рассчитывать не стоит.

Схема треугольник

Если используется соединение приемников треугольником, тогда обмотки подключаются последовательно. К каждому из углов подводится фаза. Подключение к нейтрали не требуется.

Соединение обмоток треугольником позволяет получить следующие преимущества:

• извлечение максимальной мощности;
• высокие показатели для тяговых усилий и момента вращения.

К недостаткам можно отнести сильные токи на старте, а также вероятный перегрев при длительной работе.

Комбинирование схем

Подключения звездой и треугольником имеют отличия не только по геометрии схем. Различия есть и в практическом их применении. Например, при соединении звездой трех ТЭНов, если выходит из строя один из них, два остальных будут работать. Если же возникнет проблема с двумя, то перестанет работать и третий. При подключении ТЭНов треугольником нагреватель будет функционировать и после выхода из строя двух элементов.

Схема соединения треугольник или звезда является базовой, но не всегда применяется в чистом виде. Иногда выгодно использовать один вариант для старта двигателя, а второй для постоянной работы. Такой подход поможет извлечь максимальную пользу из мотора, но применяться он должен аккуратно. Например, подключение нагрузки треугольником применяется при пуске двигателя, а затем, чтобы уменьшить линейное напряжение в элементах статора, переходят на звезду. Переключение осуществляется с помощью схемы релейно-контактного типа.

Выбор схемы зависит от условий эксплуатации прибора. Например, если предстоит запускать трехфазный электромотор в однофазной сети, то используется схема подключения треугольник, но с применением фазосдвигающего конденсатора.

Не все приборы позволяют пользователям выбрать тип подключения. Иногда производитель оставляет только три выведенных контакта. Внутри обмотки мотора уже соединены одним из способов. Пользователям не требуется думать о способе включения прибора в сеть, достаточно просто соединить эти выводы с фазными проводами. Но если понадобится изменить схему, то придется вскрывать корпус прибора, что не всегда удобно.

в чем разница между звездой и треугольником?

Выбор звезды или треугольника обусловлен только напряжением сети.

Допустим у вас сеть 380В:

1) Если двигатель 220/380В (треугольник/звезда) , то он должен быть подключен по схеме звезды. Если двиг включить треугольником — он сгорит.

2) Если двигатель 380/660В (треугольник/звезда) , то он должен быть подключен по схеме треугольника. Если двиг включить звездой, то будет низкий пусковой и номинальный момент, если его нагрузить на полную нагрузку, то он сгорит со временем.

Александр Полудённый Гуру (4736)

Главное вызвонить обмотки, один конец из одного рукава должен звониться с одним концом из другого рукава, это и есть одна из обмоток. Неважно какая. Скорее всего это двигатель у вас 220/380В. Поэтому включать его нужно в звезду, если сеть ведь у вас 3-фазная 380В.

Поражаюсь почти всем остальным отвечавшим. Неужели они тоже электрики?

—
Кстати насчет
«Если двигатель 380/660В (треугольник/звезда), то он должен быть подключен по схеме треугольника.»

Нередко используется включение мощных моторов в слабых сетях при пуске на звезду, с переходом после разгона на треугольник.

И встречал в книге у Вольдека вариант с переключением слабо загруженных двигателей на звезду для улучшения энергетических показателей.

Естественно в обеих этих случаях должна защита должна быть правильно сделана, чтобы защищать в обеих режимах.
А если на защиту расчитанную на треугольник включить тот же самый мотор на звезду, то действительно сгорит, у нас один раз электрики мотор 380/660 по привычке звездой подключили, очень скоро сгорел.

Запуск электродвигателя по схеме «звезда-треугольник»

Практически любое производство в наши дни не обходится без мощного асинхронного электродвигателя. При запуске такого двигателя пусковой ток в 3-8 раз превышает значение номинального тока, необходимого для работы в нормально-устойчивом режиме.

Большой пусковой ток необходим для того, чтобы раскрутить ротор из состояния покоя. Для этого необходимо приложить гораздо больше усилий, чем для дальнейшего поддержания постоянного числа оборотов в заданный промежуток времени. Значительные величины пусковых токов у асинхронных двигателей являются весьма нежелательным явлением, поскольку это может приводить к кратковременной нехватке энергии для другого подключенного к этой же сети оборудования (падению напряжения). Масса примеров такого влияния встречается как на производстве, так и в быту. Первое, что вспоминается — это «мигание» электрической лампочки при работе сварочного аппарата, но бывают случаи серьезнее: просадка напряжения может стать причиной бракованной партии товара на производстве, что ведет к большим финансовым и трудовым затратам. Большой пусковой ток также может вызвать ощутимые тепловые перегрузки обмотки электродвигателя, в результате чего происходит старение изоляции, ее повреждение и в конечном итоге может произойти сгорание двигателя.

Все это послужило мотивом для поиска решения по минимизации токов пуска. Одним из таких решений является метод запуска двигателя по схеме «звезда-треугольник». Для начала разберемся что же такое «звезда», а что — «треугольник», и чем они отличаются друг от друга. Звезда и треугольник являются самыми распространенными и применяемыми на практике схемами подключения трехфазных электродвигателей. При включении трехфазного электродвигателя «звездой» (см. Рисунок 1) концы обмоток статора соединяются вместе, соединение происходит в одной точке, называемой нулевой точкой или нейтралью. Трехфазное напряжение подается на начало обмоток.

Рисунок 1 — Схема подключения «звезда»

При соединении обмоток статора «звездой», соотношение между линейным и фазным напряжениями выражается формулой:

где:
U_л — напряжение между двумя фазами;
U_ф — напряжение между фазой и нейтральным проводом;
Значения линейного и фазного токов совпадают, т. е. I_л = I_ф.

При включении трехфазного электродвигателя по схеме «треугольник» (см. Рисунок 2) обмотки статора электродвигателя соединяются последовательно. Таким образом, конец одной обмотки соединяется с началом следующей, напряжение в этом случае подается на точки соединения обмоток. При соединеии обмоток статора «треугольником» напряжение на фазе равно линейному напряжению между двумя проводами: U_л = U_ф.

Рисунок 2 — Схема подключения «треугольник»

Однако ток в линии (сети) больше, чем ток в фазе, что описывается формулой:

где:
I_л — линейный ток;
I_ф — фазный ток.

Получается, что соединяя обмотки «звездой», мы уменьшаем линейный ток, чего изначально и добивались. Но есть и обратная сторона этой схемы: как мы видим из формулы, пусковой момент двигателя прямо пропорционален фазному напряжению:

где:
U — фазное напряжение обмотки статора;
r₁ — активное сопротивление фазы обмотки статора
r₂ — приведенное значение активного сопротивления фазы обмотки ротора;
x₁ — индуктивное сопротивление фазы обмотки статора;
x₂ — приведенное значение индуктивного сопротивления фазы обмотки неподвижного ротора;
m — количество фаз;
p — число пар полюсов.

Чтобы было нагляднее, давайте рассмотрим пример: предположим, что рабочей схемой обмотки асинхронного электродвигателя является «треугольник», а линейное напряжение питающей сети равно 380 В, сопротивление обмотки статора Z = 10 Ом. Если обмотки во время пуска подключены «звездой», то уменьшатся напряжение и ток в фазах:

Фазный ток равен линейному току и равен:

После того, как двигатель набрал необходимые обороты, т. е. разогнался, переключаем обмотки со «звезды» на «треугольник», в этом случае получаем совершенно другие значения тока и напряжения:

Соответственно, при пуске двигателя по схеме «звезда», фазное напряжение в √3 раз меньше линейного, а по схеме «треугольник» — они равны. Отсюда следует, что момент при пуске по схеме «звезда» в 3 раза меньше, а значит, запуская двигатель по этой схеме, мы не сможем добиться выхода двигателя на номинальную мощность. Решая одну проблему возникает вторая, не менее острая, чем повышенные пусковые токи. Но единое решение все-таки есть: необходимо скомбинировать схемы подключения двигателя так, чтобы при пуске мощного двигателя не было больших токов в сети, а после того, как двигатель выйдет на необходимые для его работы обороты, происходит переключение на схему «треугольник», что позволяет работать со 100% нагрузкой без каких-либо проблем.

С поставленной задачей прекрасно справляется реле времени Finder 80.82. При подаче питания на реле, мгновенно замыкается контакт, который отвечает за подключение по схеме «звезда». После заданного промежутка времени, на котором обороты двигателя достигают рабочей частоты, контакт схемы «звезда» размыкается и замыкается контакт, который отвечает за подключение по схеме «треугольник». Контакты останутся в таком положении до снятия питания с реле. Наглядная диаграмма работы данного реле представлена на Рисунке 3.

Рисунок 3 — Временная диаграмма реле времени 80.82

Рассмотрим более подробно реализацию данной схемы на практике. Она применима только для двигателей, у которых на шильдике указано «Δ/Y 380/660В». На Рисунке 4 представлена силовая часть схемы «звезда-треугольник», в которой используется три электромагнитных пускателя.

Рисунок 4 — Силовая часть схемы «звезда-треугольник»

Как было описано ранее, для управления переключением со схемы «звезда» на схему «треугольник» необходимо воспользоваться реле Finder 80.82. На Рисунке 5 представлена схема управления с помощью данного реле.

Разберем алгоритм работы данной схемы:

После нажатия кнопки S1.1, запитывается катушка пускателя КМ1, в результате чего, замыкаются силовые контакты КМ1 и при помощи дополнительного контакта КМ1.1 реализуется самоподхват пускателя. Одновременно подается напряжение на реле времени U1. Замыкаются контакты реле времени 17-18 и включается пускатель КМ2. Таким образом, происходит запуск двигателя по схеме «звезда». По истечении времени Т (см. Рисунок 3), контакт реле времени 17-18 мгновенно разомкнется, пройдет задержка времени Tu, и замкнется контакт 17-28. Вследствие чего, сработает пускатель КМ3, который осуществляет переключение на схему «треугольник». Нормально замкнутые контакты пускателей КМ2.2 и КМ3.2 используется для предотвращения одновременного включения пускателей КМ2 и КМ3. Чтобы защитить двигатель от перегрузки, в силовой цепи установлено тепловое реле КК1. В случае перегрузки, тепловое реле разомкнет силовую цепь и цепь управления через контакт КК1.1. Остановка двигателя происходит при нажатии кнопки S1.2, которая разрывает цепь самоподхвата и обесточит катушку пускателя КМ1.

Обобщая написанное, можно сделать вывод, что для облегчения пуска мощного электродвигателя, рекомендуется изначально запускать его по схеме «звезда», что позволяет значительно снизить пусковые токи, уменьшить просадку напряжения в сети, но не позволяет двигателю выйти на номинальный режим работы. Для выхода двигателя на номинальный режим необходимо осуществить переключение обмоток статора на схему «треугольник». Схема переключения обмоток со «звезды» в «треугольник» реализована с помощью реле времени Finder 80.82, в котором устанавливается время разгона электродвигателя.

В чем разница между подключением треугольником и звездой, какое соединение лучше

Когда говорят о подключении треугольником или звездой, то имеют в виду самые распространенные схемы обмотки трехфазного асинхронного электродвигателя. Если подавать питание на двигатель напрямую, то переизбыток пускового тока или чрезмерная нагрузка приведет к быстрому износу. Чтобы уменьшить этот показатель относительно вала двигателя, во время пуска используют специальные схемы подключения, которые позволяют наращивать мощность поэтапно.

Что такое – соединение звездой и треугольником

Подключение двигателя с обмоткой представляет собой последовательное соединение проводов в трехфазной электросети. Результатом обмотки становится получение замкнутой электрической сети.

Структура подключения проводов – это удобные варианты обмотки, применяемые для электродвигателей, трансформаторов и другого электрооборудования.

Принцип работы схемы

Электродвигатель представлен рабочими обмотками. Каждый из них имеет начальную, а также конечную точку, то есть у них есть начало и конец. Концы всех элементов соединяют в одну общую точку, которой дают название «нейтральной».

Наличие нейтрального провода позволяет называть схему четырехпроводной. Если нейтраля нет, то схема будет считаться трехпроходной. Выводы из разных обмоток присоединяют к соответствующим фазам сети, которая питает двигатель. Напряжение в таких местах не составляет выше 380 В.

Особенности обмотки звездой:

• безостановочная работа двигателя, благодаря устойчивому длительному режиму подключения;
• надежность и долговечность, благодаря снижению мощности оборудования;
• наличие плавного пуска;
• отсутствие перегрева корпуса в процессе эксплуатации.

Если для оборудования характерно выведение на колодку только 3 проводов, то соединить можно самостоятельно, не прибегая к услугам грамотных специалистов.

Основные свойства треугольника:

• возможность увеличить мощность электрооборудования до предельных значений;
• возможность дополнительно использовать пусковой реостат;
• повышение вращающегося момента;
• наличие больших тяговых усилий.

Следует заметить, что при использовании этой схемы длительная работа двигателя заставляет его сильнее нагреваться.

Сферы применения

О вариантах создания замкнутой электрической сети больше могут рассказать профессиональные электрики. Типы соединений используют в электродвигателях, генераторах, силовых трансформаторах, любых устройствах, связанных с подачей электрического тока.

Как определить тип соединения

Самый простой способ определения типа организации – это подсчет проводов. Если от двигателя выходит только 3 провода, то использована схема звезда. Треугольник чаще монтируют таким образом, чтобы вывести 6 проводов. Кроме того, схемы полностью повторяют очертания фигур, по которым даны названия.

Плюсы и минусы соединений при подключении двигателя

Чтобы подключить трехфазный асинхронный электродвигатель, необходимо понять, к какой группе он относится. При использовании двигателя с показателями от 220 до 380 В применяют обмотку треугольником. Если граница выше 380 В, то применяют обмотку звездой.

При использовании конструктивного подхода появляется возможность избежать перегрева двигателя за счет снижения показателя тока. При использовании обмотки звезда снизить показатель перегрева двигателя не удается.

В чем различия

Главная разница между типами обмоток – это способ достижения и получения разных параметров электрического напряжения и тока внутри двигателя. Первый случай предполагает постепенное наращивание показателей, второй вариант обеспечивает мощную передачу тока.

Способы треугольник и звезда отличаются реализацией поставленной задачи. Часто электрики применяют сочетание схем. Это дает щадящий режим для провода или трансформатора, но одновременно с этим ток принимает меньшее значение.

Что же лучше?

Системы обмоток подходят для разных случаев. Метод треугольника дает мощность в 1,5 раза больше, чем соединение звездой. Чтобы создать плавный пуск, защитить оборудование от перегрузок, больше подходит звезда.

Но даже при понимании преимуществ или недостатков выбрать определенный тип схемы по собственному усмотрению нельзя. При соединении обмотки учитывают заявленный показатель напряжения. Эту информацию печатают на лицевой стороне электрического оборудования.

Краткая сравнительная таблица

Оба варианта используют в сфере электрики. Это проверенные системы обмоток, позволяющие сохранить мощность, а также сократить износ.

Сравнивать схемы лучше, используя одни и те же свойства – становится понятнее, почему следует выбирать тот или иной вариант.

Подведем итог

Схемы обмоток используют тогда, когда подключают электрическое оборудование. Варианты различаются между собой и обеспечивают разные режимы работы. Для мощного электрооборудования лучше подходят схемы треугольник тогда, как звезда обеспечивает плавную работу, защищает от износа и перегрева.