Пуск двигателя переключением со звезды на треугольник: Пуск асинхронного двигателя переключением со звезды на треугольник

Пуск асинхронного двигателя переключением со звезды на треугольник

Кроме реостатного и прямого способов пуска асинхронных двигателей существует другой распространенный способ – переключением со звезды на треугольник.

Способ переключения со звезды на треугольник используется в двигателях, которые рассчитаны на работу при соединении обмоток треугольником. Этот способ осуществляется в три этапа. В начале, двигатель запускают при соединении обмоток звездой, на этом этапе двигатель разгоняется. Затем переключают на рабочую схему соединения треугольник, причем при при переключении нужно учитывать пару нюансов. Во-первых, нужно правильно рассчитать время переключения, потому что если слишком рано замкнуть контакты, то не успеет погаснуть электрическая дуга, а также может возникнуть короткое замыкание. Если переключение будет слишком долгим, то это может привести к потери скорости двигателя, а в следствии к увеличению броска тока. В общем, нужно четко скорректировать время переключения.

На третьем этапе, когда обмотка статора уже соединена треугольником, двигатель переходит в установившийся режим работы.

Смысл этого способа в том что, при соединении обмоток статора звездой, фазное напряжение в них понижается в 1,73 раз. В такое же количество раз уменьшается и фазный ток, который протекает в обмотках статора. При соединении обмоток статора треугольником фазное напряжение равно линейному, а фазный ток в 1,73 раза меньше линейного. Получается, что соединяя обмотки звездой, мы уменьшаем линейный ток в 3 раза.

Чтобы не запутаться в цифрах, давайте рассмотрим пример.

Допустим, рабочей схемой обмотки асинхронного двигателя является треугольник, а линейное напряжение питающей сети 380 В. Сопротивление обмотки статора Z=20 Ом. Подключив обмотки в момент пуска звездой, уменьшим напряжение и ток в фазах.

Ток в фазах равен линейному току и равен

После разгона двигателя, переключаем со звезды на треугольник и получаем уже другие значения напряжений и токов.

 

Как видите линейный ток при соединении треугольником больше в 3 раза линейного тока при соединении звездой.

Данный способ запуска асинхронного двигателя применяется в тех случаях, когда присутствует небольшая нагрузка, либо когда двигатель работает на холостом ходу. Это связано с тем, что при уменьшении фазного напряжения в 1,73 раза, согласно формуле для пускового момента которая предоставлена ниже, момент уменьшается в три раза, а этого недостаточно, чтобы совершить пуск с нагрузкой на валу.

Где m – количество фаз, U – фазное напряжение обмотки статора,f – частота тока питающей сети, r1,r2,x1,x2-параметры схемы замещения асинхронного двигателя,p – число пар полюсов.

Рекомендуем прочесть статью — торможение асинхронного двигателя.

Просмотров: 32689

Пуск трехфазного асинхронного двигателя по схеме переключение «звезда – треугольник» ~ Электропривод

С помощью снижения пускового момента и ограничения пускового тока используют метод пуска асинхронного двигателя переключение «звезда – треугольник». В первый момент пуска, напряжение к статорным обмоткам подключается по схеме «звезда» (Y). Как только двигатель разгоняется, его питание включается по схеме «треугольник» (∆).

 

Преимущества

Некоторые трехфазные двигатели на низкое напряжение с мощностью выше 5 кВт рассчитывают на напряжение 400 В при включении по схеме «треугольник» (∆) или на 690 В при включении по схеме «звезда» (Y). Такая схема включения дает возможность производить пуск двигателя при меньшем напряжении. При пуске двигателя по схеме «звезда – треугольник» удается уменьшить пусковой ток, до 1/3 от тока прямого пуска от сети. Пуск по схеме «звезда – треугольник» особенно подходит для механизмов с большими маховыми массами, когда нагрузка набрасывается уже после разгона двигателя до номинальной скорости.

Недостатки пуска асинхронного двигателя переключением «звезда – треугольник»

При пуске двигателя переключением «звезда – треугольник» происходит также снижение пускового момента, приблизительно на 33%. Данный метод можно использовать только для трехфазных асинхронных двигателей, которые имеют возможность подключения по схеме «треугольник». В таком варианте существует опасность переключения на «треугольник» при слишком низкой частоте вращения, что вызовет рост тока до такого же уровня, что и ток при «прямом» пуске DOL.

Во время переключения со «звезды» на «треугольник» асинхронный электродвигатель может быстро снизить скорость вращения, для увеличения которой также потребуется резкое увеличение тока. На рисунке показана схема запуска двигателя с помощью пускателей KM1, KM2, KM3. Пускатель KM1,КМ2 включает электродвигатель по схеме «звезда». Через время, отведенное на запуск и выход двигателя на 50% номинальной скорости, отключается пускатель КМ2 и включается КМ3, переключая двигатель на «треугольник».

Пусковой момент и ток при пуске переключением «звезда – треугольник» значительно ниже, чем при прямом пуске.

Сравнение способа прямого пуска DOL и пуска с переключением «звезда – треугольник»

В данных диаграммах показаны пусковые токи для насоса, с трехфазным асинхронным двигателем мощностью 7,5 кВт методом прямого пуска (DOL) и пуска переключением «звезда – треугольник», соответственно. На рисунке видно, что способ прямого пуска DOL отличается большими пусковыми токами, но который через некоторое время уменьшается и становится постоянным.

Способ пуска переключением «звезда – треугольник» отличается меньшими низким пусковыми токами. Однако, в момент запуска при переходе от «звезды» к «треугольнику» происходят скачки токов. Во время пуска по схеме «звезда», через (t = 0,3 с), величина тока снижается. Однако, во время переключения со «звезды» на «треугольнику», через время t = 1,7 с, величина тока достигает уровня пускового тока при прямом пуске. Более того, скачок тока может стать ещё больше, так как во время переключения на двигатель не подаётся напряжение и двигатель теряет скорость перед подачей полного напряжения.

 

Пуск двигателя звезда треугольник — Help for engineer

Пуск двигателя звезда треугольник

Для того чтобы осуществить пуск звезда-треугольник нам потребуется:

		1. 3-х полюсный автоматический выключатель QF1, с номинальным током, который зависит от мощности электродвигателя (выбор автомата см. здесь)
		2. Контакторы с доп. контактами в количестве 3 шт. (KM1, KM2, KM3)
		3. Кнопки 2 шт.: красная SB1 с нормально замкнутым контактом, черная SB2 – с нормально разомкнутым контактом
		4. Тепловое реле (если оно не предусмотрено в комплекте с автоматическим выключателем)
		5. Асинхронный трёхфазный электродвигатель М1
		6. Клемма с предохранителем, которая устанавливается в цепь управления
		7. Реле времени KT1

Зачем нужна схема звезда-треугольник?

Необходимость применения данной схемы пуска асинхронного электродвигателя вызвана высокими пусковыми токами. Для снижения этих самых токов, применяется пуск звезда-треугольник. Фактически, запуск двигателя происходит по схеме «звезда», для которой в начальный момент токи низкие. По истечению времени, заданному на реле KT1, происходит переключение в схему «треугольник», в которой стартовые токи были бы больше.

Рисунок 1 – Схема пуска звезда-треугольник

Один из вариантов временной диаграммы реле KT1 для реализации вышеприведенной схемы:

Рисунок 2 – Временная диаграмма реле времени

Описание принципа работы пуска двигателя «звездой», с переходом на «треугольник»

После нажатия кнопки “Start” SB2, запитывается катушка контактора KM1, в результате чего, замыкаются силовые контакты KM1 и доп. контактом КМ1.1 реализуется самоподхват кнопки пуска. Так же подаётся напряжение на реле времени KТ1, и замыкается контактор KM3. Таким образом, происходит запуск двигателя по схеме «звезда». А по истечении времени реле t1 контакт KТ1.1 мгновенно разомкнётся, пройдет задержка времени t2 в 50 мс, и замкнется контакт KТ1.2. В следствии, сработает контактор KM2, который осуществляет переключение на «треугольник».

Контакты НЗ (нормально замкнутые) KM2.1 и KM3.1 существуют для предотвращения одновременного включения контакторов KM1 и KM2.

Чтобы защитить двигатель от перегрузки, в силовой цепи должно быть установлено тепловое реле. Как мы можем видеть на схеме, оно уже включено в автоматический выключатель, и в случае чрезмерной нагрузки, теплушка разомкнёт силовую цепь и цепь управления через контакт QF1.1.

Рисунок 3 — Наглядный пример соединения обмоток в звезду

Рисунок 4 — Наглядный пример соединения обмоток в треугольник

		Н — начало обмотки;
		К — конец обмотки.

Недостаточно прав для комментирования

%d0%bf%d1%83%d1%81%d0%ba%20%d0%bf%d0%b5%d1%80%d0%b5%d0%ba%d0%bb%d1%8e%d1%87%d0%b5%d0%bd%d0%b8%d0%b5%d0%bc%20%d1%81%d0%be%20%d0%b7%d0%b2%d0%b5%d0%b7%d0%b4%d1%8b%20%d0%bd%d0%b0%20%d1%82%d1%80%d0%b5%d1%83%d0%b3%d0%be%d0%bb%d1%8c%d0%bd%d0%b8%d0%ba — с русского на все языки

Все языкиАбхазскийАдыгейскийАфрикаансАйнский языкАканАлтайскийАрагонскийАрабскийАстурийскийАймараАзербайджанскийБашкирскийБагобоБелорусскийБолгарскийТибетскийБурятскийКаталанскийЧеченскийШорскийЧерокиШайенскогоКриЧешскийКрымскотатарскийЦерковнославянский (Старославянский)ЧувашскийВаллийскийДатскийНемецкийДолганскийГреческийАнглийскийЭсперантоИспанскийЭстонскийБаскскийЭвенкийскийПерсидскийФинскийФарерскийФранцузскийИрландскийГэльскийГуараниКлингонскийЭльзасскийИвритХиндиХорватскийВерхнелужицкийГаитянскийВенгерскийАрмянскийИндонезийскийИнупиакИнгушскийИсландскийИтальянскийЯпонскийГрузинскийКарачаевскийЧеркесскийКазахскийКхмерскийКорейскийКумыкскийКурдскийКомиКиргизскийЛатинскийЛюксембургскийСефардскийЛингалаЛитовскийЛатышскийМаньчжурскийМикенскийМокшанскийМаориМарийскийМакедонскийКомиМонгольскийМалайскийМайяЭрзянскийНидерландскийНорвежскийНауатльОрокскийНогайскийОсетинскийОсманскийПенджабскийПалиПольскийПапьяментоДревнерусский языкПортугальскийКечуаКвеньяРумынский, МолдавскийАрумынскийРусскийСанскритСеверносаамскийЯкутскийСловацкийСловенскийАлбанскийСербскийШведскийСуахилиШумерскийСилезскийТофаларскийТаджикскийТайскийТуркменскийТагальскийТурецкийТатарскийТувинскийТвиУдмурдскийУйгурскийУкраинскийУрдуУрумскийУзбекскийВьетнамскийВепсскийВарайскийЮпийскийИдишЙорубаКитайский

 

Все языкиАнглийскийНемецкийНорвежскийКитайскийИвритФранцузскийУкраинскийИтальянскийПортугальскийВенгерскийТурецкийПольскийДатскийЛатинскийИспанскийСловенскийГреческийЛатышскийФинскийПерсидскийНидерландскийШведскийЯпонскийЭстонскийТаджикскийАрабскийКазахскийТатарскийЧеченскийКарачаевскийСловацкийБелорусскийЧешскийАрмянскийАзербайджанскийУзбекскийШорскийРусскийЭсперантоКрымскотатарскийСуахилиЛитовскийТайскийОсетинскийАдыгейскийЯкутскийАйнский языкЦерковнославянский (Старославянский)ИсландскийИндонезийскийАварскийМонгольскийИдишИнгушскийЭрзянскийКорейскийИжорскийМарийскийМокшанскийУдмурдскийВодскийВепсскийАлтайскийЧувашскийКумыкскийТуркменскийУйгурскийУрумскийЭвенкийскийБашкирскийБаскский

Пуск электродвигателя способом звезда, треугольник

Просмотров 1.4k. Опубликовано 11.06.2018 Обновлено 15.06.2018

Пуск короткозамкнутого электродвигателя с переключением со звезды в треугольник применяют для снижения пускового тока. Пусковой ток при запуске может превышать рабочий ток электродвигателя в 5-7 раз. У двигателей большой мощности пусковой ток бывает настолько велик, что может вызвать перегорание различных предохранителей, отключение автоматического выключателя и привести к значительному снижению напряжения. Уменьшение напряжения снижает накал ламп, уменьшает вращающий момент электродвигателей, может вызвать отключение контакторов и магнитных пускателей. Поэтому многие стремятся уменьшить пусковой ток. Это достигается несколькими способами, но все они в итоге сводятся к понижению напряжения в цепи статора электродвигателя на период пуска . Для этого в цепь статора на период пуска вводят реостат, дроссель, автотрансформатор, либо переключают обмотку со звезды в треугольник.

Действительно, перед пуском и в первый период пуска обмотки соединены в звезду, поэтому к каждой из них подводится напряжение, в 1,73 раза меньшее номинального, и, следовательно, ток будет значительно меньше, чем при включении обмоток на полное напряжение сети. В процессе пуска электродвигатель увеличивает частоту вращения и ток снижается. После этого обмотки переключают в треугольник.

Схема управления

Подключение оперативного напряжения, через контакт реле времени К1 и контакт К2, в цепи катушки контактора К3. Включение контактора К3, размыкает контакт К3 в цепи катушки контактора К2 (блокировка ошибочного включения), замыкается контакт К3, в цепи катушки контактора К1 совмещенного с пневматическим реле времени.

Включение контактора К1, замыкает контакт К1 в цепи катушки контактора К1 (самоподпитка), одновременно включается пневматическое реле времени, которое размыкает через определенное время свой контакт К1 в цепи катушки контактора К3, а также замыкает свой контакт К1 в цепи катушки контактора К2. Отключение контактора К3, замыкается контакт К3 в цепи катушки контактора К2. Включение контактора К2, размыкает контакт К2 в цепи катушки контактора К3 (блокировка ошибочного включения).

Схема питания

На начала обмоток U1, V1 и W1 через силовые контакты магнитного пускателя К1 подаётся трехфазное напряжение. При срабатывании магнитного пускателя К3 с помощью его контактов К3, происходит замыкание, соединяя концы обмоток U2, V2 и W2 между собой обмотки двигателя соединены звездой.

Через некоторое время срабатывает реле времени, совмещённое с пускателем К1, отключая пускатель К3 и одновременно включая К2, замыкаются силовые контакты К2 и происходит подача напряжение на концы обмоток электродвигателя U2, V2 и W2. Таким образом электродвигатель включается по схеме треугольник.

Предупреждения

1. Переключение со звезды в треугольник допустимо лишь для двигателей с легким режимом пуска, так как при соединении в звезду пусковой момент примерно вдвое меньше момента, который был бы при прямом пуске. Значит, этот способ снижения пускового тока не всегда пригоден, и если нужно снизить пусковой ток и одновременно добиться большого пускового момента, то берут электродвигатель с фазным ротором, а в цепь ротора вводят пусковой реостат.
2. Переключать со звезды в треугольник можно только те электродвигатели, которые предназначены для работы при соединении в треугольник, т. е. имеющие обмотки, рассчитанные на линейное напряжение сети.

Переключение с треугольника в звезду

Известно, что недогруженные электродвигатели работают с очень низким коэффициентом мощности cos§. Поэтому рекомендуется недогруженные электродвигатели заменять менее мощными. Если, однако, выполнить замену нельзя, а запас мощности велик, то не исключено повышение cos? переключением с треугольника в звезду. Нужно при этом измерить ток в цепи статора и убедиться в том, что он при соединении в звезду не превышает при нагрузке номинального тока, в противном случае электродвигатель перегреется.

Пуск «Звезда — Треугольник»

Если асинхронный двигатель Вашего насоса (или другого механизма) запускается в режиме «

Звезда — треугольник«, то: 

— на первом этапе пуска обмотки двигателя, ротор которого еще неподвижен, коммутируются на питающую сеть таким образом, чтобы получить конфигурацию «Звезда»;
— затем, через небольшой временной интервал, автоматически производится переключение обмоток в конфигурацию «треугольник».

Это наиболее часто применяемый способ снижения пусковых токов. При пуске в положении «звезда», у двигателя, специально используемого для таких пусков, ток на треть ниже, чем при пуске путем прямого включения общепромышленного двигателя. Такой метод относительно дешев, прост и надежен.

Для механизмов с небольшим моментом инерции, например погружных насосов, пуск по методу «звезда-треугольник» не очень эффективен либо даже неэкономичен. Дело в том, что диаметр погружных насосов и их приводных электродвигателей невелик. Поэтому масса рабочего колеса насоса мала, вследствие чего мал и момент инерции. В результате погружным насосам для разгона от 0 до номинальной скорости об/мин. требуется не более пары десятков периодов напряжения сети. Это означает также, что насос при отключении конфигурации «звезда» и перед переходом к «треугольнику» (переключении тока) очень быстро, практически сразу же, останавливается.
Сравнение пусковых токов, возникающих при прямом включении и при включении по методу «звезда-треугольник», на первом этапе показывает заметное уменьшение величины тока. При переключении со «звезды» на «треугольник» механизм быстро останавливается, ЭДС вращения исчезает и во второй раз должен запускаться напрямую.
Из диаграммы на рисунке видно, что на втором этапе значительного сокращения амплитуды пускового тока уже не происходит. Уменьшается лишь длительность этой перегрузки. Поэтому можно заключить, что пуск «Звезда-треугольник» неэффективен для механизмов с малыми моментами инерции.

Несколько иначе складывается ситуация у центробежных насосов, имеющих больший диаметр и большую массу и обладающих соответственно более продолжительным моментом инерции. У электродвигателей мощностью свыше 45 кВт можно, как правило, достигнуть значительного снижения второго пика тока. Следует отметить, что слишком долгая эксплуатация электродвигателя в режиме «треугольник» приводит к его перегреву (вспоминаем курс «Электрические машины» и «ТОЭ», циркуляцию паразитной третьей и кратных ей гармоник внутри «треугольника» никому еще отменить не удалось) и, следовательно, сокращает срок службы.
Установки, содержащие погружные насосы с электродвигателями, включаемыми по этому методу, часто бывают дороже, чем с общепромышленными, поскольку для электродвигателя требуется два соединительных кабеля (вместо обычно необходимого одного).

Плавный пуск электродвигателя.

Устройство для плавного пуска электродвигателя представляет собой электронный прибор, снижающий напряжение и соответственно пусковой ток путем фазового управления тиристорными или симисторными сборками, включаемыми последовательно со статорными обмотками. Электронный прибор УПП содержит регулировочный блок, где настраиваются различные эксплуатационные и защитные параметры, и силовой блок с встречно-параллельно включенными тиристорами/симисторами. С его помощью пусковой ток ограничивают, как правило, величиной, в 2–3 раза превышающей номинальный ток.  Наличие значительного момента инерции в процессе пуска может привести к увеличению теплообразования в электродвигателе и, тем самым, к снижению его срока службы.

Поэтому рекомендуется заменять схемы пуска «звезда-треугольник» на плавные электронные пускатели.

Тем более, что технически эта задача не представляет никакой сложности и асинхронный двигатель менять не нужно! При проведении такой замены,  рекомендуется соблюдать  в первую очередь «Правила облаштування електроустановок» приведенные здесь времена ускорения/ замедления для плавного пуска. В том случае, если требуется особенно высокий пусковой момент, пусковое напряжение можно повысить на 50%. Однако при нормальных условиях эксплуатации для электродвигателей, которыми оснащают насосы ведущие фирмы, этого не требуется .
При плавном пуске электродвигателя тиристорный силовой блок обеспечивает подачу тока несинусоидальной формы и создает высшие гармоники. В связи с очень коротким временем ускорения/торможения с практической точки зрения (и в нормах, касающихся высших гармоник) это не имеет продолжительного отрицательного влияния на питающую сеть. Однако может вносить помехи в работу контроллеров. Для исключения влияния помех желательна установка противопомеховых фильтров** на входе устройства плавного пуска.
Как показано, устройство плавного пуска рекомендуется устанавливать вместе с обходным контактором, чтобы электродвигатель в процессе эксплуатации работал в режиме прямого присоединения к питающей сети. Тем самым обеспечивается минимальный износ и потеря мощности в устройстве для плавного пуска.

 

 

** этому вопросу вскоре будет посвящен отдельный раздел, хотя вопрос сам по себе дискуссионный!

Соединение электродвигателя по схемам звезда

  

Разберем свойства соединения обмоток электродвигателя по схемам звезда — треугольник на конкретном примере.

Электродвигатель АИР250S4, 75 кВт, треугольник-звезда и соответствующие им U=380/660В и I=143/82,8А.

Подключаем треугольником на 380В. Полная мощность будет вычисляться по формуле S=U·I·√3.
S=380·143·1,73=94008 в·а.

Если мы подключим этот электродвигатель по схеме звезда к той же сети, то полная мощность будет вычисляться, конечно, по той же формуле S=U·I·√3. Но значения в нее нужно подставлять уже другие.
При переключении на звезду на каждую обмотку пришлось в √3 меньшее напряжение. Соответственно ток тоже уменьшился в √3 раза. И это еще не все. При схеме треугольник линейный ток был в √3 раза больше фазного, а при переключении стал равным фазному. Т.е. ток уменьшился в итоге в √3·√3=3 раза.

Полная мощность станет равна S=380·143/3·1,73=31336 в·а.

Такая ситуация возникает чаще всего (по нашему опыту) в двух случаях.
Во-первых, непонимание электриками вышеупомянутых расчетов.
Во-вторых, в случае когда в эксплуатации был аналогичный двигатель, но с напряжением 220/380В и соответственно схемой подключения треугольник-звезда. Такие двигатели даже большой мощности до сих пор производятся некоторыми заводами. При замене двигателя электрик «на автомате» подключает звездой и двигатель выходит из строя.

Вот цитата из письма одного из предприятий, после того как двигатель вышел из строя из-за неправильной схемы подключения.

 

Т.е. непонимание свойств соединений и того что указано на шильдике.

Также стоит обратить внимание на то, что пуско-защитная аппаратура подбирается на номинальную мощность электродвигателя, но при некорректном подключении звездой просто физически не может выполнять свои функции.

Наиболее полную защиту электродвигателя можно обеспечить с помощью термисторных реле. В наших электродвигателях начиная от 160 высоты оси вращения установлены РТС термисторы и контакты выведены в клеммную коробку.

Еще одна важная по нашему мнению информация. При пуске электродвигателя для уменьшения пусковых токов многие используют общеизвестную схему переключения со звезды на треугольник, т.е. запуск производится на звезде и после набора оборотов происходит переключение на треугольник с помощью реле времени (этот метод описан на множестве сайтов).
Такой метод работает, к сожалению, не всегда.
Если производится пуск, например центробежного насоса или вентилятора (имеется ввиду правильный пуск на закрытую задвижку), то такая схема успешно работает. Центробежный насос и вентилятор при пуске на закрытую задвижку потребляют минимальную мощность, которая увеличивается по мере открывания.
Но такую схему крайне нежелательно применять в условиях тяжелого пуска (т.е. таких механизмов которые при пуске уже потребляют мощность близкую к номинальной), например пресса, дробилки и др.
Также важно обратить внимание на время переключения, оно не должно быть большим. После того как двигатель набрал обороты нужно сразу производить переключение на треугольник. В большинстве случаев набор оборотов занимает до 5-10 сек., поэтому установка реле на 30-50 сек. грозит выходом из строя электродвигателя.

Если у вас есть замечания или мы в чем-то ошибаемся, пишите: [email protected]

 

Объяснение на простом английском | Electrical4U

Что такое пускатель звезда-треугольник

Пускатель звезда-треугольник запускает двигатель с обмоткой статора, соединенной звездой. Когда двигатель достигает примерно 80% от своей полной скорости нагрузки, он начинает работать с обмоткой статора, соединенной треугольником.

A s Пускатель тар-дельта — это тип пускателя пониженного напряжения. Мы используем его для уменьшения пускового тока двигателя без использования каких-либо внешних устройств или устройств. Это большое преимущество пускателя со звезды на треугольник, поскольку он обычно имеет около 1/3 пускового тока по сравнению с пускателем с прямым включением.

Пускатель в основном состоит из переключателя TPDP, который расшифровывается как трехполюсный переключатель двойного действия. Этот переключатель переключает обмотку статора со звезды на треугольник. В пусковом режиме обмотка статора соединена в виде звезды. Теперь посмотрим, как пускатель со звезды на треугольник снижает пусковой ток трехфазного асинхронного двигателя.

Для этого давайте рассмотрим,

В _L = напряжение линии питания, I _LS = ток линии питания и, I _PS = ток обмотки на фазу и Z = полное сопротивление на фазу обмотки в состоянии покоя.

Поскольку обмотка соединена звездой, ток обмотки на фазу (I _PS ) равен току питающей сети (I _LS ).

Поскольку обмотка соединена звездой, напряжение на каждой фазе обмотки составляет

Следовательно, ток обмотки на каждую фазу составляет

Поскольку здесь ток обмотки на каждую фазу (I _PS ) равен току питающей сети. (I _LS ), мы можем написать,

Теперь давайте рассмотрим ситуацию, когда двигатель запускается с подключенной треугольником обмотки статора от тех же трех фазных точек питания,

Здесь I _LD = ток линии питания и , I _PD = ток обмотки на фазу и Z = полное сопротивление на фазу обмотки в состоянии покоя.
Поскольку обмотка соединена треугольником, ток питающей сети (I _LD ) в три раза больше тока обмотки на фазу (I _PD ).

Поскольку обмотка соединена треугольником, напряжение на каждой фазе обмотки равен

Следовательно, ток обмотки на каждую фазу равен

Теперь мы можем записать,

Теперь, сравнивая токи в линии питания, потребляемые асинхронным двигателем с обмоткой, соединенной звездой и треугольником, мы получаем пусковой ток от сети при схеме звезда-треугольник составляет одну треть от прямого переключения в треугольник.Опять же, мы знаем, что пусковой момент асинхронного двигателя пропорционален квадрату напряжения, приложенного к обмотке на фазу.

Уравнение показывает, что пускатель звезда-треугольник снижает пусковой крутящий момент до одной трети от крутящего момента, создаваемого прямым пускателем. Пускатель звезда-треугольник эквивалентен автотрансформатору с ответвлением 57,7%.

Преимущества пускателя звезда-треугольник

Преимущества пускателя звезда-треугольник включают:

1. Недорого
2. Не выделяется тепло или необходимо использовать устройство переключения ответвлений, что увеличивает эффективность.
3. Пусковой ток снижен до 1/3 от постоянного пускового тока.
4. Обеспечивает высокий крутящий момент на ампер линейного тока.

Недостатки пускателя со звезды на треугольник

К недостаткам пускателей со звезды на треугольник относятся:

1. Пусковой крутящий момент снижен до 1/3 крутящего момента при полной нагрузке.
2. Требуется определенный набор двигателей.

Применение пускателя звезда-треугольник

Как обсуждалось в вышеупомянутых преимуществах и недостатках, пускатель с тарель, треугольник с наиболее подходит для приложений, где требуемый пусковой ток низкий, а линейный ток должен быть минимальным. .

Пускатель со звезды на треугольник не подходит для применений, где требуется передача высокого пускового момента. Для этих приложений вместо этого следует использовать стартер DOL.

Если двигатель слишком нагружен, крутящего момента не хватит для разгона двигателя до скорости перед переключением в треугольное положение. Примером применения пускателя со звезды на треугольник является центробежный компрессор.

Что такое пускатель звезда-треугольник? Теория и метод для стартера звезда-треугольник

Пускатель звезда-треугольник — очень распространенный тип пускателя, который широко используется по сравнению с другими типами методов пуска асинхронного двигателя.Звезда-треугольник используется для двигателя с кожухом, предназначенного для нормальной работы на обмотке статора, соединенной треугольником. Подключение трехфазного асинхронного двигателя к пускателю со звезды на треугольник показано на рисунке ниже:

Когда переключатель S находится в положении START , обмотки статора соединены звездой, как показано ниже:

Когда двигатель набирает скорость, составляющую около 80 процентов от его номинальной скорости, переключатель S немедленно переводится в положение RUN .В результате обмотка статора, которая была соединена звездой, теперь заменена на соединение DELTA . Соединение обмотки статора треугольником показано на рисунке ниже:

Сначала обмотка статора подключается по схеме «звезда», а затем по схеме «треугольник», так что пусковой линейный ток двигателя снижается на одну треть по сравнению с пусковым током при соединении обмоток по схеме «треугольник». При запуске асинхронного двигателя, когда обмотки статора соединены звездой, каждая фаза статора получает напряжение В _L / √3 .Здесь V _L — линейное напряжение.

Так как развиваемый крутящий момент пропорционален квадрату напряжения, приложенного к асинхронному двигателю. Пускатель со звезды на треугольник снижает пусковой момент до одной трети, который достигается при прямом пуске по треугольнику.

Теория пускателя звезда-треугольник с методом пуска асинхронного двигателя

При запуске асинхронного двигателя обмотки статора соединены звездой, поэтому напряжение на каждой фазной обмотке равно 1 / √3, умноженному на линейного напряжения.

Лет,

• В _L — линейное напряжение,
• I _styp — пусковой ток на фазу при соединении обмоток статора звездой,
• I _styl — стартовый линейный ток с обмоткой статора в звезду.

При соединении звездой линейный ток равен фазному току. Следовательно,

Если,

• В ₁ — фазное напряжение,
• V _L — линейное напряжение,
• I _{st Δ p} — пусковой ток на фазу при прямом переключении с обмотками статора, соединенными треугольником,
• I _{st Δ l} — пусковой ток линии при прямом переключении с обмотками статора в треугольник,
• I _{sc Δ p} — ток фазы короткого замыкания при прямом переключении с обмотками статора в треугольник,
• Z _e10 — эквивалентное сопротивление покоя на фазу двигателя, называемую статором.

Для соединения треугольником линейный ток в три раза больше основного тока фазы.

Таким образом, при пуске со звезды на треугольник пусковой ток от основного источника питания составляет одну треть от тока прямого переключения по схеме треугольник.

Кроме того, следовательно, при пуске по схеме звезда-треугольник пусковой крутящий момент уменьшается до одной трети пускового крутящего момента, полученного при прямом переключении по треугольнику. Где,

I _{fl Δ p} — фазный ток полной нагрузки с обмоткой в ​​треугольнике

Но Следовательно, уравнение (4), показанное выше, дает пусковой момент асинхронного двигателя при пуске по схеме звезда-треугольник.

Motor STAR — DELTA Starter Принцип работы

Двойной пускатель подключает клеммы двигателя непосредственно к источнику питания. Следовательно, на двигатель подается полное напряжение источника питания. Следовательно, через двигатель течет большой пусковой ток. Этот тип запуска подходит для небольших двигателей мощностью менее 5 л.с. (3,75 кВт).

Пускатели пониженного напряжения используются с двигателями мощностью более 5 л.с. Хотя сдвоенные пускатели доступны для двигателей менее 150 кВт на 400 В и для двигателей менее 1 МВт на 6.6 кВ.

Надежность питания и выработка резервной мощности диктует необходимость использования пониженного напряжения или отказа от снижения пускового тока асинхронного двигателя, необходимо снизить напряжение на двигателе. Это можно сделать по

1. Пускатель автотрансформаторный,
2. Пускатель звезда-треугольник или
3. Резистор стартера.

Современный привод VVVF (VFD), широко используемый для регулирования скорости, также служит этой цели.

В двойном пускателе двигатель питается напрямую от сети, а в пускателе со звездой-треугольником двигатель запускается сначала со звезды, а затем во время работы по треугольнику.Это метод пуска, который снижает пусковой ток и пусковой момент. Двигатель должен быть подключен по схеме треугольника во время нормальной работы, чтобы можно было использовать этот метод пуска.

Полученный пусковой ток составляет примерно 30% от пускового тока при прямом пуске от сети, а пусковой крутящий момент снижается примерно до 25% крутящего момента, доступного при прямом пуске.

Пускатели звезда / треугольник

Пускатели

звезда / треугольник, вероятно, являются наиболее распространенными пускателями пониженного напряжения в мире 50 Гц.(В мире 60 Гц известны как звездообразные / дельта-стартеры). Они используются в попытке уменьшить пусковой ток, подаваемый на двигатель во время пуска, как средство уменьшения помех и помех в электроснабжении.

Деталь: Пускатель звезда / треугольник состоит из трех контакторов, таймера и устройства защиты от тепловой перегрузки. Контакторы меньше, чем одиночный контактор, используемый в пускателях прямого включения, поскольку они регулируют только токи обмоток.

Ток через обмотку равен 1√3 = 0.58 (58%) тока в линии. эта связь составляет примерно 30% значений дельты. Пусковой ток снижается до одной трети постоянного пускового тока.

Как это работает?

Есть два контактора, которые замыкаются во время работы, часто называемые главным контактором и контактором треугольником. Это AC3, рассчитанный на 58% номинального тока двигателя.

Третий контактор — это контактор звезды, который пропускает ток звезды только при подключении двигателя звездой.Ток в звездочке составляет одну треть тока в треугольнике, поэтому этот контактор может быть рассчитан на AC3 на одну треть номинала двигателя.

Во время работы главный контактор (KM3) и контактор звезды (KM1) сначала замыкаются, а затем, по прошествии некоторого времени, размыкается контактор звезды, а затем замыкается контактор треугольником (KM2). Управление контакторами осуществляется таймером (К1Т), встроенным в пускатель. Звездочка и Дельта электрически взаимосвязаны и, предпочтительно, механически взаимосвязаны.

Фактически, есть четыре состояния:

1. Состояние ВЫКЛ : Все контакторы разомкнуты
2. Состояние звезды : Главный контактор и контактор звезды замкнуты, а контактор треугольника разомкнут. Двигатель подключен по схеме звезды и будет производить одну треть крутящего момента прямого тока при одной трети прямого тока.
3. Открытое состояние : Главный контактор замкнут, а контакторы треугольником и звездой разомкнуты. На одном конце обмотки двигателя есть напряжение, но другой конец открыт, поэтому ток не может течь.Двигатель имеет вращающийся ротор и ведет себя как генератор.
4. Delta State : Главный и треугольный контакторы замкнуты. Контактор звезды разомкнут. Двигатель подключен к полному линейному напряжению, и доступны полная мощность и крутящий момент.

Этот тип операции называется переключением с открытым переходом, потому что между состоянием звезды и состоянием треугольника существует разомкнутое состояние.

Также читайте: Принцип работы частотно-регулируемого привода

Как работает стартер звезда-треугольник? Принципиальная схема и программа ПЛК

Как пускатель звезда-треугольник работает с асинхронным двигателем?

Большинство асинхронных двигателей запускаются с помощью стартера DOL (Direct On-Line) , но когда асинхронный двигатель очень большой мощности запускается с помощью стартера DOL.Тогда это может вызвать нарушения в линиях питания из-за больших скачков пускового тока.

Для ограничения пускового тока большие асинхронные двигатели запускаются методом пониженного напряжения. Пускатель звезда-треугольник — популярный метод пуска большого асинхронного двигателя при пониженном напряжении.

Пускатель со звезды на треугольник означает два отдельных состояния запуска. Во-первых, двигатель запускается по схеме «звезда», и когда она достигает скорости от 75% до 85% от своей полной скорости нагрузки, двигатель работает по схеме «треугольник».

Когда двигатель запускается без пускателя со звезды на треугольник

⇒ Пусковой ток в 4-6 раз превышает ток полной нагрузки.

⇒ Для работы с начальным высоким пусковым током требуется кабель повышенной мощности.

---

Принцип работы стартера звезда-треугольник Пускатель

звезда-треугольник наиболее распространен и широко используется для пуска асинхронных двигателей. Это наиболее распространенный пускатель пониженного напряжения. Чтобы понять принцип работы первого, мы должны понять 3-фазное соединение в конфигурации звезды и треугольника.

При пуске со звезды на треугольник сначала двигатель запускается в конфигурации ЗВЕЗДА. Напряжение на каждой фазе уменьшается в √3 раза. По прошествии некоторого времени двигатель достигает 75-80% скорости полной нагрузки, затем двигатель работает в конфигурации ТРЕУГОЛЬНИК.

Когда двигатель подключен по схеме звезды, обмотка статора подключается, как показано на рисунке ниже. Напряжение на каждой фазе уменьшается на 1/3. В звездообразной конфигурации напряжение на линии равно √3-кратному напряжению на фазе.Здесь линейный ток равен фазному току.

Когда двигатель подключен по схеме треугольника, обмотка статора показана ниже. Напряжение на линии равно напряжению на фазе. Ток в линии равен √3-кратному току в фазе.

---

Подключение стартера звезда-треугольник

Пускатель со звезды на треугольник состоит из трех контакторов, таймера и теплового реле перегрузки.На изображении ниже представлены силовая и управляющая проводка пускателя со звезды на треугольник.

В стартере звезда-треугольник в основном четыре характеристики:

1. Состояние ВЫКЛ. ⇒ Это состояние выключения пускателя, все контакторы находятся в положении ВЫКЛ.

2. Статус ЗВЕЗДЫ ⇒ В этом статусе главный и звездообразный контакторы замкнуты, а контактор треугольник разомкнут. Двигатель подключен к ЗВЕЗДЕ.

3. СТАТУС ОТКРЫТИЯ ⇒ Этот стат представляет собой переход от ЗВЕЗДЫ к ДЕЛЬТА.Замкнут только главный контактор, контакторы звезда и треугольник разомкнуты. Напряжение есть только на одном конце обмотки двигателя. Ротор все еще вращается.

3. Стат. Треугольник ⇒ Главный и треугольный контакторы замкнуты, а контактор звезды разомкнут. Двигатель работает с полным линейным напряжением и полной скоростью нагрузки.

Звезда и треугольник электрически связаны, как показано на схеме ниже.

---

Плюсы и минусы стартера Star Delta

Преимущества пускателя со звезды на треугольник

⇒ Низкая стоимость.

⇒ Компоненты требуют очень мало места для сборки стартера.

⇒ Ограничьте пусковой ток на 1/3 от прямого пускателя.

Недостатки пускателя со звезды на треугольник

⇒ Требуется специальный двигатель с шестью выводами.

⇒ Пусковой момент также снижен на 1/3.

⇒ Напряжение питания должно соответствовать номинальному напряжению при соединении треугольником.

---

Релейная логика ПЛК для пускателя звезда-треугольник

Здесь вы можете найти релейную логику программы ПЛК для пускателя со звезды на треугольник.

---

Если вам нравится этот блог, поделитесь им со своими друзьями и коллегами и оставьте свой отзыв в разделе комментариев ниже.

Вы можете прочитать больше статей об электричестве, а также найти книги, которые расширят ваши знания в области контрольно-измерительных приборов ⇒

Спасибо за чтение!

СПОСОБ ЗАПУСКА ДВИГАТЕЛЯ | Морской почтовый ящик

Стартер звезда-треугольник

Это средство сокращения пусковой ток асинхронного двигателя при первоначальном подключении к обмотке статора к «ЗВЕЗДЕ».

Один раз мотор подходит к скорость (68%) для подключения в ДЕЛЬТА.

Когда запуск двигателя в «ЗВЕЗДЕ» это имеет эффект из:

• Снижение напряжения на фазу до 57,7% от линейного напряжения
• Пусковой ток и крутящий момент составляют всего 1/3 ^rd от того, что они были бы при прямом пуске. т.е. полученный пусковой ток составляет около 30% от пускового тока во время прямого запуска, а пусковой крутящий момент уменьшается примерно на 25% от крутящего момента, доступного при прямом запуске.

Этот метод запуска работает только тогда, когда приложение слегка загружено во время запуска. Если двигатель слишком сильно нагружен, крутящего момента не хватит для разгона двигателя до скорости до переключения в треугольное положение.

При запуске двигателя момент нагрузки низкий в начале пуска и увеличивается пропорционально квадрату скорости.

При достижении примерно 80-85% номинальной скорости двигателя момент нагрузки равен крутящему моменту двигателя, и ускорение прекращается.Для получения номинальной скорости необходимо переключение в треугольное положение.

Автоматическое переключение на треугольник предпочтительнее ручного переключения.

В рабочем состоянии «ТРЕУГОЛЬНИК»:

Фазное напряжение равно линейному напряжению, т. Е. _L = V _фаза , и двигатель работает по типу с короткозамкнутым ротором.

Мотор Стартовые характеристики:

1. Доступен начиная с ток 33% ток полной нагрузки.
2. Пиковый пусковой ток От 1,3 до 2,6 тока полной нагрузки.
3. Пиковый пусковой момент 33% крутящий момент при полной нагрузке.

Преимущества пускателя звезда-треугольник

1. Метод звезда-треугольник работает просто и надежно.
2. Пускатели со звезды на треугольник обычно экономичны по сравнению с другими методами пониженного напряжения.
3. Хорошие характеристики крутящего момента / тока.
4. Он потребляет пусковой ток, в 2 раза превышающий ток полной нагрузки подключенного двигателя.

Недостатки пускателя звезда-треугольник

1. Низкий пусковой крутящий момент.
2. Переходные процессы в положении обрыва питания.
3. Требуется двигатель с шестью клеммами (соединение треугольником)
4. Требуется 2 комплекта кабелей от пускателя к двигателю.
5. Он обеспечивает только 33% пускового момента, и если нагрузка, подключенная к двигателю, требует более высокого пускового момента, возникают очень тяжелые переходные процессы и напряжения. При переключении со звезды на треугольник (возможна механическая поломка)
6. Высокая передача и пики тока.
7. Приложение с моментом нагрузки выше 50% от номинального крутящего момента двигателя не будет запускаться с использованием пускателя со звезды на треугольник.
8. Низкий пусковой момент.
9. Преобразование со звезды в треугольник обычно происходит после достижения требуемой скорости, но иногда выполняется всего лишь на 50% от номинальной скорости, что вызывает кратковременную искру.

Цепь управления звезда-треугольник стартер

• Кнопка ВКЛ запускает цепи путем первоначального включения катушки контактора звезды (KM1) цепи звезды и катушки таймера (KT), когда катушка контактора звезды (KM1) находится под напряжением, затем главный и вспомогательный контакторы звезды меняют свое положение с NO на NC .
• Когда вспомогательный контактор со звездой (1) перешел в нормально-разомкнутый, тогда он замыкает цепь катушки главного контактора (KM3), так что обмотка главного контактора находится под напряжением, а главный и вспомогательный контакторы главного контактора меняют свое положение с нормально разомкнутого на нормально замкнутый. Эта последовательность происходит за доли времени.
• После нажатия кнопочного переключателя ВКЛ вспомогательный контакт катушки главного контактора (2), который подключен параллельно к кнопке ВКЛ, станет нормально разомкнутым на нормально замкнутый, обеспечивая тем самым патч, удерживающий активированную катушку главного контактора, что в конечном итоге поддерживает цепь управления в активном состоянии даже после отпускания кнопочного переключателя ON.
• Когда главный контактор звезды (KM1) замыкается, его электродвигатель подключается к STAR, а его подключают к STAR до тех пор, пока вспомогательный контакт KT (3) с выдержкой времени не станет NC на NO.
• Как только время задержки достигнет установленного значения Time, вспомогательные контакты таймера (KT) (3) в цепи звездообразной катушки изменят свое положение с NC на NO, и в то же время вспомогательный контактор (KT) в цепи катушки Delta ( 4) измените его положение с NO на NC, чтобы катушка Delta была под напряжением, а главный контактор Delta перешел в режим NO to NC.Теперь клеммы двигателя переключаются со звезды на треугольник.

Прямой пуск (DOL)

• Прямой пуск — один из наиболее часто используемых методов пуска.
• Обмотка статора асинхронного двигателя подключена непосредственно к его трехфазному питанию.
• Сначала протекает очень большой ток (в 5-8 раз) при полной нагрузке.
• Этот импульсный ток уменьшается по мере разгона двигателя до его рабочей скорости. Этот пусковой ток не вызовет повреждения двигателя, если двигатель не будет повторно запускаться и останавливаться за короткий промежуток времени.Это называется «быстрой ездой на велосипеде».
• Замыкающая катушка запитана от низкого напряжения постоянного тока. цепь управления, замыкающая разъединительный выключатель, обеспечивает подачу основного питания на главные контакты через трансформатор и выпрямитель на рабочую цепь.
• Когда нажата кнопка пуска, включается катушка включения, и отпускание кнопки пуска не прерывает цепь катушки включения, поскольку непрерывность поддерживается посредством удерживающего контакта (S).
• Защита от перегрузки, асимметрии фаз и обрыва фазы обеспечивается защитным отключением, например трехполюсным реле максимального тока.Защита от короткого замыкания путем установки предохранителей на автоматический выключатель на стороне питания стартера.
• Пусковые характеристики двигателя

1. Доступный пуск ток — 100%
2. Пиковый пусковой ток — От 6 до 8 ток полной нагрузки
3. Пиковый пусковой момент -100%

Преимущества DOL Starter

1. Самый экономичный и самый дешевый стартер.
2. Простая установка, эксплуатировать и поддерживать.
3. Простое управление схема.
4. Легко понять и устранение неполадок.
5. Обеспечивает 100% крутящий момент во время запуска.
6. Только один комплект кабеля требуется от стартера к двигателю.
7. Двигатель подключен дельта на клеммах двигателя.

Недостатки DOL Starter

1. Не снижает пусковой ток двигателя.
2. Высокий пусковой ток (обычно в 6-8 раз превышающий ток полной нагрузки двигателя)
3. Механически тяжелый (тепловая нагрузка на двигатель, сокращающая его срок службы)
4. Падение напряжения — в электроустановке наблюдается большой провал напряжения из-за высокий пусковой ток, влияющий на другое оборудование.
5. Высокий пусковой крутящий момент — ненужный высокий пусковой крутящий момент, даже если он не требуется под нагрузкой, что приводит к увеличению механической нагрузки на механическую систему (вал статора, подшипники, муфту, подключенное оборудование и т. Д.)

Схема цепи управления DOL стартер

Автотрансформатор пусковой

• Трансформатор, используемый в этот стартер не трансформатор обычного типа с раздельными первичной и вторичной обмотками.Это автотрансформатор, в котором используется только одна обмотка для ввода / вывода и вывода / вывода.
• Снижает начальное напряжение подается на двигатель, чтобы выключить его. Когда мотор разогнался почти до полного скорости, пониженное напряжение заменяется полным основное напряжение.
• Для просмотра, 3 фазы питание подключается к трансформатору, и двигатель получает пониженное напряжение от вторичный кран. Пониженное напряжение дает меньший ток в статоре при пуске и меньший крутящий момент.Когда скорость увеличивается, переключатели переключаются отключить трансформатор и подать на двигатель полное сетевое напряжение.
• Этот тип трансформатора используется только в ограниченном количестве приложений из-за риск того, что неисправность может привести к приложению первичного напряжения к вторичная нагрузка. Одно из таких применений — пускатель автотрансформатора для беличьей клетки. моторы.
• Первичное напряжение 440 В, приложенное к одной катушке можно коснуться некоторых точки по его длине и в конце, чтобы получить вторичное напряжение со значением в пропорционально положению крана.

Схема цепи управления

Преимущества автотрансформатора Стартер

• Для управления выходной мощностью двигателя путем определения начального напряжения и начального тока.
• Отводы обычно устанавливаются на 50%, 65% или 80% или на полное напряжение, что также снижает ток.
• Он может подавать на двигатель больший ток, чем другие типы устройств плавного пуска, при этом поддерживая низкое напряжение.Трансформатор используется для увеличения тока.

Недостатки автотрансформатора

• Пуск с пониженным напряжением не дает последовательного ускорения из-за разницы в крутящем моменте от периода запуска до периода передачи.
• Пуск с пониженным напряжением также обеспечивает меньшую гибкость с точки зрения пускового напряжения, чем твердотельные пускатели.
• Он не может воспринимать изменяющиеся нагрузки и не обеспечивает плавного останова.
• Компенсирующий переключатель намного дороже, чем пускатель со звезды на треугольник.

Устройство плавного пуска

А двигатель можно запустить за 3 способы

1. Приложение полной нагрузки напряжение через определенные промежутки времени: прямой пуск
2. Приложенное пониженное напряжение постепенно: стартер Star Delta и устройство плавного пуска.
3. Накладная часть обмотки пуск: Автотрансформаторный пускатель.

А устройство плавного пуска подпадает под метод 2 ^nd , при котором напряжение на клеммах двигателя постепенно увеличены либо электрохимически, либо с помощью HFSR (серия без гармоник реактор) метод.

Это может быть любая система управления, которая уменьшает крутящий момент, временно уменьшая входное напряжение или ток, или устройство, которое временно изменяет способ включения двигателя в электрическую цепь.

Обычно он состоит из твердотельных устройств, таких как тиристоры, для управления подачей напряжения питания на двигатель. Пускатель работает по принципу, согласно которому крутящий момент пропорционален квадрату пускового тока, который, в свою очередь, пропорционален приложенному напряжению.Таким образом, крутящий момент и ток можно регулировать, уменьшая напряжение во время запуска двигателя.

Это состоит из двух основных компоненты

• Силовые переключатели, такие как тиристоры, которые должны управляться по фазе, чтобы они применялись для каждой части цикла.
• Управляющая логика с использованием ПИД-регулятора или микроконтроллера или любой другой логики для управления приложением напряжения затвора к SCR.

Преимущества устройства плавного пуска

• Повышенная эффективность: эффективность системы плавного пуска, использующей твердотельные переключатели, больше вызывает низкое напряжение во включенном состоянии.(Управление энергоменеджером)
• Управляемый запуск: пусковой ток можно регулировать, легко изменяя пусковое напряжение, что обеспечивает плавный запуск двигателя без рывков.
• Контролируемое ускорение: Ускорение двигателя регулируется плавно.
• Низкая стоимость и размер: это достигается за счет использования твердотельных переключателей.
• Не имеет контактных поверхностей, поэтому не подвержены износу и механическим повреждениям.
• Работает с большим током и большим напряжением.
• Снижены электрические потери в статоре и питающем кабеле.
• Это приводит к значительному снижению KVAr и KVA, а также полезному снижению KW.
• Повышение пускового режима двигателя за счет снижения повышения температуры обмоток статора и питающего трансформатора.
• Улучшение коэффициента мощности — это встроенная функция самоконтроля.

Недостатки устройства плавного пуска

• Дорогой
• Температура окружающей среды до в обслуживании
• Сложно ремонтировать на борту.

Разница между устройством плавного пуска и Стартер звезда-треугольник

• Пускатель со звездой-треугольником доводит двигатель до нормальной скорости за два шага. Устройство плавного пуска увеличивает скорость двигателя за несколько шагов, которые можно запрограммировать в пускателе.
• Устройство плавного пуска имеет возможность включения в цепь байпасного контактора, так что, когда двигатель достигает рабочей скорости, байпасный контактор втягивается, а устройство плавного пуска выпадает из цепи.
• Устройство плавного пуска — это электронная система, в которой с помощью тиристора пусковой ток может поддерживаться в допустимых пределах с разумным временем срабатывания. При этом при запуске прикладывается постепенно возрастающее напряжение.

Пускатель звезда треугольник

и принцип его работы

Start Delta Starter — это схема пуска двигателя для снижения пускового тока во время пуска двигателя. Этот метод пуска довольно популярен для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, соединенных треугольником.В этом методе двигатель сначала запускается как двигатель, соединенный звездой, и как только двигатель достигает скорости, близкой к номинальной, он запускается как двигатель, соединенный треугольником. В этом посте мы обсудим требования, принцип работы и недостатки Star Delta Starter.

Требования к пускателю со звезды на треугольник

Как мы знаем, когда трехфазный асинхронный двигатель запускается при номинальном напряжении, он потребляет высокий пусковой ток, величина которого примерно в 5-7 раз превышает номинальный ток двигателя.Это означает, что если номинальный ток двигателя составляет 20 А, то во время пуска потребуется от 100 до 140 А. Это высокое значение пускового тока может привести к значительному падению напряжения в линии питания, питающей двигатель. Из-за этого падения напряжения может работать другое оборудование, подключенное к источнику питания. Чтобы ограничить этот пусковой ток до некоторого разумного значения, используются некоторые методы запуска трехфазного асинхронного двигателя. Star Delta Starter — один из различных способов запуска.

Принцип работы стартера звезда-треугольник

Как обсуждалось ранее, пускатель звезда-треугольник автоматически изменяет конфигурацию обмотки двигателя со ЗВЕЗДНОЙ (во время пуска) на ТРЕУГОЛЬНИК (когда двигатель достигает своей номинальной скорости).Это само по себе означает, что все шесть клемм обмотки двигателя должны быть сняты и подключены к пускателю. Клеммы обмотки, соответствующие фазам R, Y и B, обычно обозначаются как (A1, A2), (B1, B2) и (C1, C2) соответственно. Иногда он также обозначается как (U1, U2) для фазы R, (V1, V2) для фазы Y и (W1, W2) для фазы B. Эту номенклатуру легко увидеть на клеммной коробке двигателя.

Принципиальная схема пускателя со звезды на треугольник показана ниже.

Пускатель звезда-треугольник состоит из силового MCB и трехполюсного переключателя двойного действия (TPDT).Этот переключатель TPDT имеет два положения: Пуск и Работа. Давайте теперь рассмотрим два случая, чтобы лучше понять работу этого стартера.

Случай-1: Переключатель TPDT находится в положении «Пуск», а MCB включен.

В этом предполагаемом состоянии клеммы обмотки двигателя A2, B2 и C2 закорочены переключателем, как показано на принципиальной схеме. Таким образом, точка STAR обмотки двигателя формируется переключателем, в то время как другие клеммы обмотки A1, B1 и C1 подключены к фазе R, Y и B источника питания через MCB.Таким образом, двигатель теперь подключен к ЗВЕЗДЕ и питается от источника питания, когда переключатель TPDT находится в положении «Пуск». Вы можете подумать, чего мы достигаем, подключая двигатель STAR во время запуска? Прямой ответ — ограничить величину пускового тока. Но как?

Если V _L — линейное напряжение, а Z — полное сопротивление утечки фазы, то пусковой ток каждой фазы (I ₁ ), протекающий через двигатель, будет указан ниже.

I ₁ = Пусковой ток при подключении двигателя к ЗВЕЗДЕ

= фазное напряжение / состояние покоя на полное сопротивление утечки фазы

= (V _L / √3Z)

Поскольку двигатель подключен к ЗВЕЗДЕ, фазный и линейный токи будут одинаковыми.

Следовательно линейный ток

= (V _L / √3Z).

Теперь предположим, что вместо использования пускателя со звезды на треугольник мы напрямую запитываем двигатель, подключенный к системе DELAT, через источник питания, что имеет место при запуске DOL (Direct On Line).В этом случае пусковой ток по фазе двигателя (I ₂ ) будет

.

I ₂ = (V _L / Z)

Поскольку двигатель подключен по схеме ТРЕУГОЛЬНИК, линейный ток будет в √3 раз больше, чем фазный ток.

Линейный ток в прямом пуске

= √3 (V _L / Z)

Соотношение линейного тока при пуске по схеме треугольник и прямом пуске

= (V _L / √3Z) / [√3 (V _L / Z)]

= 1/3

Таким образом, мы видим, что ток линии пуска для двигателя, подключенного ТРЕУГОЛЬНИКОМ, уменьшился в (1/3) раз от того, что было бы для прямого пуска.Это причина, по которой мы выбираем пускатель со звезды на треугольник.

Случай-2: Переключатель TPDT находится в положении «Работа», а MCB включен.

Когда переключатель TPDT установлен в положение «Работа», клеммы обмотки (A2, B1), (B2, C1) и (C2, A1) соединяются вместе, как показано на принципиальной схеме. Это переключение соединения обмотки приводит к двигателю, подключенному ТРЕУГОЛЬНОМ.

Обычно это переключение из положения «Пуск» в положение «Работа» происходит, когда скорость двигателя приближается к номинальной скорости или равна ей.Это изменение конфигурации обмотки происходит автоматически с помощью таймера и не требует ручного вмешательства. Вживляется схема управления, чтобы сделать процесс автоматическим и плавным.

Недостаток пускателя звезда-треугольник

Основным недостатком пускателя со звезды на треугольник является пониженный пусковой момент. Это связано с запуском двигателя на пониженном напряжении с помощью стартера.

Как мы знаем, крутящий момент в асинхронном двигателе прямо пропорционален квадрату приложенного напряжения.Приложенное напряжение для пускателя со звезды на треугольник составляет (В _L / √3). Следовательно,

Пусковой крутящий момент = k (В _L ² /3)

, где k — коэффициент пропорциональности.

Приложенное напряжение в случае прямого пуска двигателя, подключенного ТРЕУГОЛЬНИКОМ, является линейным напряжением, то есть V _L . Следовательно,

Пусковой крутящий момент = кВ _L ²

Таким образом, соотношение пускового момента двигателя, подключенного по схеме треугольника, при пуске звезда-треугольник и прямом пуске

= 1/3

Из приведенного выше отношения мы видим, что пусковой крутящий момент для пускателя со звездой-треугольником стал (1/3) ^rd от того, что было бы для прямого пуска.Это недостаток. Однако стартер звезда-треугольник дешев по сравнению с другими методами пуска и поэтому широко используется. Он используется в основном для приложений, для которых требуемый пусковой крутящий момент меньше или равен 50% номинального крутящего момента.

Пуск двигателя звезда-треугольник — рабочие характеристики

Многие вопросы, отправленные на сайт, связаны с запуском двигателя и, в частности, с переключением со звезды на треугольник. Для всех приложений, кроме простейших, есть смысл провести более подробное изучение.Проведение исследования программного обеспечения позволяет оценить как электрические характеристики, так и характеристики подключенных механических систем.

Это примечание иллюстрирует на примере один из возможных подходов к изучению характеристик схемы пуска двигателя звезда-треугольник.

Пример

Будет исследован относительно простой пример двигателя мощностью 15 кВт, питаемого напрямую от источника и с нагрузкой, моделируемой простой инерцией. Если модель будет простой, будет легче изучить и понять принципы.

Технические параметры модели:

• 15 кВт, 380 В, 50 Гц, двигатель с короткозамкнутым ротором, 1 пара
• Сопротивление статора, R _с = 0,0258 о.е. и реактивное сопротивление L _с = 0,0930 о.е.
• сопротивление ротора, R _r ‘ = 0,0145 о.е. и реактивное сопротивление L _r ‘ = 0,0424 о.е. (относительно статора)
• индуктивность намагничивания, L _м = 1.7562 о.е.
• индуктивность нулевой последовательности статора L _o = 0,930 о.е.
• инерция подключения = 0,15 кг.м ²

Чтобы проиллюстрировать и понять работу пускателя двигателя, моделирование проводится в три этапа :

1. создание модели прямого пуска
2. модификация (1) для моделирования пускателя с разомкнутым переходом звезда-треугольник
3. модификация (2) для моделирования пускателя с замкнутым переходом звезда-треугольник

Пуск двигателя Схемы

При написании поста предполагается, что читатель имеет некоторое представление о схемах запуска двигателя.Если вы не знакомы с этими типами схем, вы можете обратиться к небольшой вводной электронной книге по теме — «Пуск и управление двигателем».

Сначала построив модель прямого доступа, мы можем убедиться, что результат соответствует ожиданиям и что модель работает правильно. Результаты прямой работы модели также дают нам базовые характеристики, с которыми можно сравнивать результаты пуска по схеме звезда-треугольник.

Модели для пуска по схеме звезда-треугольник будут охватывать две распространенные реализации: открытый переход и закрытый переход.При разомкнутом переходе при переключении со звезды на треугольник происходит перерыв в питании, в то время как в замкнутом переходе используются резисторы для устранения перебоев в питании.

На практике пускатели со звезды на треугольник обычно используют реле таймера для управления переключением. В модельных примерах используются временные сигналы, чтобы имитировать это поведение. Время перехода от пуска к треугольнику часто называют временем, когда двигатель работает до 75-85% своей рабочей скорости. Чтобы исследовать это правило, мы рассмотрим три сценария с переключениями, происходящими на 70%, 80% и 90% полной скорости.

Примечание: с точки зрения моделирования, возможно, было проще использовать сигналы фактической скорости для управления переключением. Однако использование сигналов синхронизации и их индивидуальная настройка может упростить понимание логики модели.

Моделирование цепей

Модели были разработаны с использованием Simulink, и в публикации даются только краткие объяснения того, как они работают. Для получения более подробной информации по любому аспекту вы можете посетить веб-сайт Simulink.

Используя модели, мы можем измерять и анализировать множество параметров. Из них для рассмотрения были выбраны три, которые представляют наибольший интерес для инженеров (и часто являются предметом рассмотрения в учебниках):

• ток статора
• электрический крутящий момент
• скорость

Прямой пуск

Прямой пуск без проблем. Сетевой контактор замыкается, чтобы подключить питание непосредственно к двигателю.Обмотки двигателя соединены треугольником.

Модель цепи с прямым подключением к сети

На иллюстрации (щелкните, чтобы увеличить изображение) показана схема, используемая для моделирования поведения прямого запуска от сети. Хотя модель довольно проста, я кратко объясню функцию каждого элемента:

• беличья клетка асинхронной машины — моделирует динамическое поведение нашего двигателя (с использованием преобразования Парка dq0)
• трехфазный источник напряжения обеспечивает питание к цепи и сопротивлению, R = 0.5 Ом имитирует импеданс источника и путь передачи
• переключатель (линейный контактор) срабатывает через 0,4 с (устанавливается Ton) для подключения питания к двигателю
• три фазы напрямую подключаются к положительному концу обмоток (~ 1)
• фазы также переносятся в «соединение треугольником» и подключаются к отрицательному концу обмоток (~ 2)
• подключенная инерция представлена ​​элементом «инерция»
• датчиком «тока статора» и (pu ) терминалы позволяют проводить измерения и отображать их с помощью блока осциллографа.

На графике ниже показаны результаты выполнения моделирования.

Прямые результаты в интерактивном режиме

Результаты показывают, чего можно ожидать от прямого запуска в соответствии с фундаментальной теорией. Скорость постепенно увеличивается до полной скорости, а электрический крутящий момент следует ожидаемому профилю и увеличивается, а затем падает, когда двигатель набирает скорость. Ток двигателя вначале высокий, а затем падает до нормального рабочего значения, когда двигатель достигает полной скорости.

Примечание: для всех, кто интересуется теорией электричества, более подробная информация представлена ​​в нашей заметке об эквивалентной схеме асинхронного двигателя.

Скорость и крутящий момент указаны в единицах (о.е.). Для тока нанесены реальные значения, поскольку они представляют наибольший интерес для любого инженера, реализующего пусковую схему. Кроме того, строятся мгновенные и среднеквадратичные кривые для тока.

Изучив результаты, можно сделать важные выводы:

• время до полной скорости составляет около 2,7 секунды
• ток полной нагрузки составляет примерно 166 А
• пусковой ток составляет примерно 21 А (7.В 9 раз больше рабочего тока)

Время (двигатель соединен звездой)

Прежде чем перейти к рассмотрению пуска со звезды на треугольник, модель прямого включения работает с обмоткой двигателя по схеме звезды. На изображении видно, что это достигается подключением отрицательных обмоток (~ 2) к земле. Целью этого является получение временных точек для переходов звезда-треугольник.

Создание звездообразной обмотки

Выходной сигнал (не показан) соответствует схеме соединения треугольником, но пусковые токи меньше (и, следовательно, крутящий момент), а время разгона больше.

Изучая график скорости, мы находим длительности (начиная с t = 0), в течение которых двигатель разгонялся до интересующих нас точек переключения.

• 70% полной скорости за 3,13 секунды
• 80% полной скорости за 3,36 секунды
• 90% полной скорости за 3,48 секунды

Переход звезда-треугольник открытый

При открытом переходе звезда-треугольник стартер, сначала питание подается на обмотку по схеме звезды.После соответствующей выдержки времени питание отключается, обмотки меняют конфигурацию на треугольник и снова подключают питание. Временная задержка между отключением двигателя по схеме звезды и повторным включением по схеме треугольника обычно составляет около 40 мс.

Используя результаты исследования непосредственно в сети (обмотка, соединенная звездой), временные события для нашей схемы 70% звезда-треугольник могут быть описаны как:

1. Тонна при 0,4 с — питание подключено, контактор звезды замкнут, контактор треугольник разомкнут
2. Ts при 3.53 с (3,13 + 0,4) — контактор звезды разомкнут
3. Td при 3,57 с (3,53 + 0,04) — контакт треугольник замкнут

Для краткости три рассматриваемых сценария могут быть выражены как:

1. 70 % — 0,4, 3,53, 3,57
2. 80% — 0,4, 3,76, 3,80
3. 90% — 0,4, 3,88, 3,92

Модель открытого перехода звезда-треугольник

Модель открытого перехода звезда-треугольник очень похож на пускатель прямого включения.Дополнительные элементы:

• контакт звезды для установки обмотки двигателя первоначально в пусковую конфигурацию, как выключенный по истечении времени, заданного Ts
• контактор треугольника для установки обмотки двигателя в конфигурацию треугольника после времени заданного Td

После запуска моделирования у нас есть следующие графики производительности:

Результаты открытого перехода звезда-треугольник (случай 70%)

Результаты открытого перехода звезда-треугольник (среднеквадратичный ток, случай 80%)
Результаты открытого перехода звезда-треугольник (среднеквадратичный ток, случай 90%)

Из кривых видно, что пусковой ток двигателя был уменьшен.Снижение пускового тока двигателя является основной причиной использования пускателя со звезды на треугольник. Хотя пусковой ток был уменьшен, ускоряющий момент также уменьшается, в результате чего двигателю требуется больше времени для разгона до полной скорости.

Пример 70% показывает значительный всплеск при переключении, приводящий к падению напряжения, которое не лучше, чем при использовании пускателя прямого включения. В зависимости от модели di / dt и величины, это часто может создавать более серьезные проблемы, чем использование более простого прямого запуска.Это типично для плохо настроенного пускателя со звезды на треугольник, и поэтому часто предпочитают пускатель с замкнутым переходом.

Примечание: изучение поведения ускоряющего момента и поведения любой подключенной механической нагрузки часто является причиной для проведения исследования. Хотя мы не будем делать этого в этом посте, надеюсь, читатель увидит, как этого можно достичь.

Вкратце, по сравнению с прямым пуском от сети, основные электрические параметры следующие:

910

	Прямой режим	Звезда-треугольник
Время до полной скорости, с	2.7	3,7
Ток полной нагрузки, A	21	21
Пусковой ток, A	166	81
Пусковой ток, x (раз при полной нагрузке)	3,8

Замкнутый переход звезда-треугольник

Пусковые резисторы с замкнутым переходом вставляются в обмотки отрицательного конца, гарантируя, что двигатель никогда не будет отключен от источника питания.

Подбор резистора может быть трудным, и такие модели могут очень помочь. В этом примере размер резистора выбирается исходя из 30% падения напряжения на резисторе:

R = 0,3 × VLNIa

В _LN — это напряжение между фазой и нейтралью (2220 В) и I _a пусковой ток (81 А). Применяя формулу, получаем расчетное сопротивление R = 0,8148 Ом.

Модель замкнутого перехода звезда-треугольник Модель

Модель замкнутого перехода звезда-треугольник представляет собой небольшую модификацию примера открытого перехода, где:

• Группа резисторов, соединенных треугольником (R1), включается в цепь посредством Tr1 в точке одновременно с размыканием контактора звезды (Tr1 = Td)

Для краткости нас интересует только то, что происходит с выбросом тока в случае 70%.

Результаты закрытого перехода звезда-треугольник (случай 70%)

Как можно видеть, пик тока был значительно уменьшен, что ясно показывает, что даже то, как влияние резисторов улучшает характеристики плохо синхронизированного переключения.

Примечание. Величина пускового тока все еще немного выше, чем хотелось бы, но, используя модель для регулировки размера резистора, ее можно уменьшить. Оптимизации размера резистора (и других компонентов) способствует моделирование пусковых схем.

Заключение

Как показано, исследование цепей пуска двигателя не является обременительным, но тем не менее дает подробное представление о функционировании двигателя и нагрузки при запуске и в установившемся режиме.

Хотя данный пример упрощен, так же легко расширить модель для представления реальных сетевых условий и / или выполнения различных сценариев «что, если», посмотреть на другие методы запуска или другие параметры (например, резистор I ² т потерь).

.

No related posts.