- в чем отличия и основные особенности
- Соединение звездой и треугольником формулы
- СОЕДИНЕНИЯ ЗВЕЗДОЙ И ТРЕУГОЛЬНИКОМ — это… Что такое СОЕДИНЕНИЯ ЗВЕЗДОЙ И ТРЕУГОЛЬНИКОМ?
- Свойства звезды и треугольника
- Различия между «звездой» и «треугольником»
- Соединение «звездой» и его преимущества
- Соединение «треугольником» и его преимущества
- Тип соединения «звезда-треугольник»
- Что собой представляют схемы
- Преимущества двух схем
- Делаем выводы
- Что собой представляет трёхфазная система электроснабжения?
- Схема звезды
- Треугольник
- Виды
- Преимущества
- Заключение
- Соединение звездой и треугольником обмоток
- §61. Схема соединения «треугольником» | Электротехника
- Лекция по теме «СОЕДИНЕНИЕ «ЗВЕЗДА» И «ТРЕУГОЛЬНИК». ПРИНЦИП ПОДКЛЮЧЕНИЯ. ОСОБЕННОСТИ И РАБОТА»
- Разница между соединением звездой и треугольником
- Трехфазное питание, значения напряжения и тока
- Три Подключение фазового трансформатора и основные сведения
- Трехфазная схема | Система «звезда» и «треугольник»
- Преимущества и недостатки соединения звезды и треугольника
- Трехфазное питание: объяснение треугольника и звезды
- 12 Разница между соединением звездой и треугольником в трехфазной системе
в чем отличия и основные особенности
Асинхронный двигатель питается от трехфазной сети переменного тока. Для работы может использоваться соединение треугольником и звездой. Для того чтобы все смогло стабильно работать, необходимо применять созданные для этого специальные перемычки, будь то соединение звездой или треугольником. Это наиболее удобные варианты для соединения и, соответственно, имеющие высокую степень надежности.
Отличия соединений
Для начала следует выяснить, в чем разница звезды и треугольника. Если подойти к подобному вопросу с точки зрения электротехники, то первый вариант дает возможность двигателю работать более плавно и мягко. Но есть один момент: двигатель не сможет выйти на полную мощность, которая представлена в характеристиках технического плана.
Соединение треугольником дает возможность двигателю в скором времени достичь максимальной мощности. Следовательно, на полную мощность применяется КПД устройства.
Борьба с такими явлениями, как высокие показатели пусковых токов, состоит в подключении к схеме реостата пуска. Это дает возможность осуществить гораздо более плавный пуск двигателя и улучшить его рабочие характеристики.
Подключение звездой
Соединение звездой заключается в том, что концы всех 3 обмоток воссоединяются в общую точку под названием нейтраль. Если в наличии имеется нейтральный провод, то такая схема считается четырехпроводной, при его отсутствии — она трехпроводная.
Начало у выводов закрепляется к определенным фазам сети питания. Напряжение, которое приложено к этим фазам, равняется 380 вольтам или 660 вольтам. К основным плюсам такой схемы следует отнести:
- Безостановочная работа двигателя на протяжении длительного времени и с устойчивостью.
- Благодаря понижению мощности оборудования повышаются надежность и время эксплуатации для схемы звезда.
- Пуск привода электрического типа благодаря такому соединению обладает повышенной плавностью.
- Есть возможность для влияния на параметры кратковременной перегрузкой.
- При работе корпус у оборудования не станет доступен для перегрева.
Имеется оборудование с соединением обмоток внутри. Поскольку на колодку подобного оборудования ставят только три вывода, то прочие методы соединения не могут быть применимы. Такое исполнение не требует наличия квалифицированных специалистов.
Схема треугольником
Вместо схемы звезда можно использовать соединение треугольником, суть которого в соединении концов и начал обмоток последовательным образом. Конец у обмотки фазы С замыкает цепь и создает целый контур. За счет такой формы получающаяся схема будет более эргономичной.
На каждой из обмоток имеется линейное напряжение 220 или 380 вольт. Из основных достоинств схемы имеются:
- Мощность электрических двигателей достигает наивысшего значения.
- Применение соответствующего реостата для более плавного пуска.
- Значительно увеличенный момент вращения.
- Высокие показатели тяговых усилий.
Применяют треугольник в таких механизмах, где требуются весомые пусковые нагрузки и энергия для мощных механизмов. Значительный момент вращения достигается ростом показателей ЭДС самоиндукции. Вызвано такое явление большими токами протекания.
Комбинация из звезды и треугольника
Если конструкция сложного типа, то используют комбинированный метод звезды и треугольника. Использование подобного способа ведет к тому, что сильно возрастает мощность. Но в случае, когда двигатель не может подойти по техническим характеристикам, все будет перегреваться и сгорит.
Чтобы снизить линейное напряжение в обмотках статора, следует применить схему звезда. После снижения протекающего тока начнется увеличение частоты. Схема релейно-контактного типа помогает переключить треугольник на звезду.
Именно эта комбинация выдает наибольшую надежность и значительную продуктивность применяемого оборудования без опасений в плане выхода из строя. Эта схема эффективна для двигателей, где задействована облегченная схема пуска. Но при понижении пускового тока и неизменном моменте ее применять не стоит. Альтернативой служит фазный ротор с реостатом для пуска.
Дополнительные советы
Ток во время пуска двигателя в 7 раз превосходит рабочий ток. Мощность в полтора раза выше при соединении треугольником, пуск с высокой плавностью при этом получается с помощью проводов частотного типа.
Метод воссоединения звездой требует учета того момента, что нужно исправлять перекосы фаз, иначе есть риск выхода оборудования из строя.
Линейные и фазные напряжения при треугольнике равняются между собой. Если требуется включить двигатель в бытовую сеть, то нужен фазосдвигающего вида конденсатор. Таким образом, использование схемы треугольником или звездой зависит от конструкции двигателя и требований бытовой сети. Потому следует внимательно смотреть на показатели двигателя и необходимые параметры, которые требуется увеличить для более эффективной работы конструкции.
Соединение звездой и треугольником формулы
Трехфазная цепь является совокупностью трех электрических цепей, в которых действуют синусоидальные ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые относительно друг друга по фазе на 120 o , создаваемые общим источником. Участок трехфазной системы, по которому протекает одинаковый ток, называется фазой.
Трехфазная цепь состоит из трехфазного генератора, соединительных проводов и приемников или нагрузки, которые могут быть однофазными или трехфазными.
Трехфазный генератор представляет собой синхронную машину. На статоре генератора размещена обмотка, состоящая из трех частей или фаз, пространственно смещенных относительно друг друга на 120 o . В фазах генератора индуктируется симметричная трехфазная система ЭДС, в которой электродвижущие силы одинаковы по амплитуде и различаются по фазе на 120 o . Запишем мгновенные значения и комплексы действующих значений ЭДС.
Сумма электродвижущих сил симметричной трехфазной системы в любой момент времени равна нулю.
Соответственно
На схемах трехфазных цепей начала фаз обозначают первыми буквами латинского алфавита ( А, В, С ), а концы – последними буквами ( X, Y, Z ). Направления ЭДС указывают от конца фазы обмотки генератора к ее началу. Каждая фаза нагрузки соединяется с фазой генератора двумя проводами: прямым и обратным. Получается несвязанная трехфазная система, в которой имеется шесть соединительных проводов. Чтобы уменьшить количество соединительных проводов, используют трехфазные цепи, соединенные звездой или треугольником.
2. Соединение в звезду. Схема, определения
Если концы всех фаз генератора соединить в общий узел, а начала фаз соединить с нагрузкой, образующей трехлучевую звезду сопротивлений, получится трехфазная цепь, соединенная звездой. При этом три обратных провода сливаются в один, называемый нулевым или нейтральным. Трехфазная цепь, соединенная звездой, изображена на рис. 7. 1.
Рис. 6.1
Провода, идущие от источника к нагрузке называют линейными проводами, провод, соединяющий нейтральные точки источника Nи приемника N’ называют нейтральным (нулевым) проводом. Напряжения между началами фаз или между линейными проводами называют линейными напряжениями. Напряжения между началом и концом фазы или между линейным и нейтральным проводами называются фазными напряжениями. Токи в фазах приемника или источника называют фазными токами, токи в линейных проводах – линейными токами. Так как линейные провода соединены последовательно с фазами источника и приемника, линейные токи при соединении звездой являются одновременно фазными токами.
ZN – сопротивление нейтрального провода.
Линейные напряжения равны геометрическим разностям соответствующих фазных напряжений
(7.1)
На рис. 6.2 изображена векторная диаграмма фазных и линейных напряжений симметричного источника.
Рис. 6.2
Из векторной диаграммы видно, что
При симметричной системе ЭДС источника линейное напряжение больше фазного в √3 раз.
Для увеличения мощности передачи без увеличения напряжения сети, снижения пульсаций напряжения в блоках питания, для уменьшения числа проводов при подключении нагрузки к питанию, применяют различные схемы соединения обмоток источников питания и потребителей (звезда и треугольник).
СхемыОбмотки генераторов и приемников при работе с 3-фазными сетями могут соединяться с помощью двух схем: звезды и треугольника. Такие схемы имеют между собой несколько отличий, различаются также нагрузкой по току. Поэтому, перед подключением электрических машин необходимо выяснить разницу в этих двух схемах — звезда и треугольник.
Схема звездыСоединение различных обмоток по схеме звезды предполагает их подключение в одной точке, которая называется нулевой (нейтральной), и имеет обозначение на схемах «О», либо х, у, z. Нулевая точка может иметь соединение с нулевой точкой источника питания, но не во всех случаях такое соединение имеется. Если такое соединение есть, то такая система считается 4-проводной, а если нет такого соединения, то 3-проводной.
Схема треугольникаПри такой схеме концы обмоток не объединяются в одну точку, а соединяются с другой обмоткой. То есть, получается схема, похожая по виду на треугольник, и соединение обмоток в ней идет последовательно друг с другом. Нужно отметить отличие от схемы звезды в том, что в схеме треугольника система бывает только 3-проводной, так как общая точка отсутствует.
В схеме треугольника при отключенной нагрузке и симметричной ЭДС равно 0.
Фазные и линейные величиныВ 3-фазных сетях питания имеется два вида тока и напряжения – это фазные и линейные. Фазное напряжение – это его величина между концом и началом фазы приемника. Фазный ток протекает в одной фазе приемника.
При применении схемы звезды фазными напряжениями являются Ua, Ub, Uc, а фазными токами являются I a, I b, I c. При применении схемы треугольника для обмоток нагрузки или генератора фазные напряжения — Uaв, Ubс, Ucа, фазные токи – I ac, I bс, I cа.
Линейные значения напряжения измеряются между началами фаз или между линейных проводников. Линейный ток протекает в проводниках между источником питания и нагрузкой.
В случае схемы звезды линейные токи равны фазным, а линейные напряжения равны U ab, Ubc, U ca. В схеме треугольника получается все наоборот – фазные и линейные напряжения равны, а линейные токи равны I a, I b, I c.
Большое значение уделяется направлению ЭДС напряжений и токов при анализе и расчете 3-фазных цепей, так как его направление влияет на соотношение между векторами на диаграмме.
Особенности схемМежду этими схемами есть существенная разница. Давайте разберемся, для чего в различных электроустановках используют разные схемы, и в чем их особенности.
Во время пуска электрического мотора ток запуска имеет повышенную величину, которая больше его номинального значения в несколько раз. Если это механизм с низкой мощностью, то защита может и не сработать. При включении мощного электромотора защита обязательно сработает, отключит питание, что обусловит на некоторое время падение напряжения и перегорание предохранителей, или отключение электрических автоматов. Электродвигатель будет работать с малой скоростью, которая меньше номинальной.
Видно, что имеется немало проблем, возникающих из-за большого пускового тока. Необходимо каким-либо образом снижать его величину.
Для этого можно применить некоторые методы:
- Подключить на запуск электродвигателя реостат, дроссель, либо трансформатор.
- Изменить вид соединения обмоток ротора электродвигателя.
В промышленности в основном применяют второй способ, так как он наиболее простой и дает высокую эффективность. Здесь работает принцип переключения обмоток электромотора на такие схемы, как звезда и треугольник. То есть, при запуске мотора его обмотки имеют соединение «звезда», после набора эксплуатационных оборотов, схема соединения изменяется на «треугольник». Этот процесс переключения в промышленных условиях научились автоматизировать.
В электромоторах целесообразно применение сразу двух схем — звезда и треугольник. К нулевой точке необходимо подключить нейтраль источника питания, так как во время использования таких схем возникает повышенная вероятность перекоса фазных амплитуд. Нейтраль источника компенсирует эту асимметрию, которая возникает вследствие разных индуктивных сопротивлений обмоток статора.
Достоинства схемСоединение по схеме звезды имеются важные преимущества:
- Плавный пуск электрического мотора.
- Позволяет функционировать электродвигателю с заявленной номинальной мощностью, соответствующей паспорту.
- Электродвигатель будет иметь нормальный рабочий режим при различных ситуациях: при высоких кратковременных перегрузках, при длительных незначительных перегрузках.
- При эксплуатации корпус электродвигателя не перегреется.
Основным достоинством схемы треугольника является получение от электродвигателя наибольшей возможной мощности работы. Целесообразно поддерживать режимы эксплуатации по паспорту двигателя. При исследовании электромоторов со схемой треугольника выяснилось, что его мощность повышается в 3 раза, по сравнению со схемой звезды.
При рассмотрении генераторов, схемы – звезда и треугольник по параметрам аналогичны при функционировании электродвигателей. Выходное напряжение генератора будет больше в схеме треугольника, чем в схеме звезды. Однако, при повышении напряжения снижается сила тока, так как по закону Ома эти параметры обратно пропорциональны друг другу.
Поэтому можно сделать вывод, что при разных соединениях концов обмоток генератора можно получить два разных номинала напряжения. В современных мощных электромоторах при запуске схемы – звезда и треугольник переключаются автоматически, так как это позволяет снизить нагрузку по току, возникающей при пуске мотора.
Процессы, происходящие при изменении схемы звезда и треугольник в разных случаяхЗдесь, изменение схемы — имеется ввиду переключение на щитах и в клеммных коробках электрических устройств, при условии, что имеются выводы обмоток.
Обмотки генератора и трансформатораПри переходе со звезды в треугольник напряжение уменьшается с 380 до 220 вольт, мощность остается прежней, так как фазное напряжение не изменяется, хотя линейный ток увеличивается в 1,73 раза.
При обратном переключении возникают обратные явления: линейное напряжение увеличивается с 220 до 380 вольт, а фазные токи не изменяются, однако линейные токи снижаются в 1,73 раза. Поэтому можно сделать вывод, что если есть вывод всех концов обмоток, то вторичные обмотки трансформатора и генераторы можно применять на два типа напряжения, которые отличаются в 1,73 раза.
Лампы освещенияПри переходе со звезды в треугольник лампы сгорят. Если переключение сделать обратное, при условии, что лампы при треугольнике горели нормально, то лампы будут гореть тусклым светом. Без нулевого провода лампы можно соединять звездой при условии, что их мощность одинакова, и распределяется равномерно между фазами. Такое подключение применяется в театральных люстрах.
На сегодняшний день асинхронные электродвигатели большой мощности отличаются надежностью работы и высокой производительностью, удобством эксплуатации и обслуживания, а также приемлемой ценой. Конструкция этого типа двигателя позволяет выдерживать сильные механические перегрузки.
Как известно, из основ электротехники, основными частями любого двигателя являются статичный статор, и вращающейся внутри его ротор.
Оба эти элемента состоят из токопроводящих обмоток, при этом статорная обмотка находиться в пазах магнитопровода с соблюдением расстояния в 120 градусов. Начало и конец каждой обмотки выведены в электрическую распределительную коробку и установлены в два ряда.
При подаче напряжения от трехфазной электросети на обмотки статора создается магнитное поле. Именно оно заставляет ротор вращаться.
Как подключить электродвигатель правильно – знает опытный электрик.
Подключение асинхронного двигателя к электрической сети осуществляется только по следующим схемам: «звезда», «треугольник» и их комбинации.
Определение типа способа соединения
Выбор того или иного подсоединения зависит от:
- надежности энергосети;
- номинальной мощности;
- технических характеристик самого двигателя.
Каждое соединение имеет свои плюсы и минусы в работе. В паспорте двигателя от завода-изготовителя, а также на металлическом лейбле на самом устройстве обязательно указана схема его подключения.
При соединении «Звезда» все концы статорных обмоток сходятся водной точке, а напряжение поступает на начало каждой из них. Подключение двигателя «звездой» гарантирует плавный, безопасный пуск агрегата, но на начальном этапе наблюдается значительная потеря нагрузки.
Подключение «треугольником» подразумевает последовательное соединение обмоток в замкнутую структуру, т.е.начало первой фазы соединяют с концом второй и. т.д.
Такое соединение дает выходную мощность до 70% от номинальной, но в таком случае существенно возрастают пусковые токи, что может спровоцировать поломку электродвигателя.
Существует также комбинированное соединение «звезда-треугольник» (такой значок Y/Δ обязательно должен значиться на корпусе мотора). Представленная схема вызывает скачки тока в момент переключения, которые приводят к тому, что скорость вращения ротора быстро снижается, а потом постепенно входит в норму.
Комбинированные схемы актуальны для электромоторов мощностью свыше 5 кВт.
Зависимость выбора от напряжения
Сейчас в промышленности более применимы асинхронные трехфазные электродвигатели отечественного производства, рассчитанные на номинальное напряжение от сети220/380 В. (агрегаты на 127/220 В уже редко используются).
Схема подключения «треугольник»- единственно верная для подключения к российским энергосетям зарубежных электромоторов номинальным напряжением 400-690 В.
Подключение трехфазного двигателя любой мощности осуществляется по определенному правилу: агрегаты низкой мощности присоединяются по схеме «треугольник», а высокомощные – только «звездой».
Так электромотор прослужит долго и проработает без сбоев.
Способ «звезды» применяется при подключении трехфазных асинхронных двигателей номинальным напряжением 127/220 В к однофазным сетям.
Как снизить пусковые токи электродвигателя?
Явление значительного повышения пусковых токов при запуске высокомощных устройств, подсоединенных по схеме Δ, приводит в сетях с перегрузкой к кратковременному падению напряжения ниже допустимого значения. Все это объясняется особой конструкцией асинхронного электродвигателя, у которого ротор с большой массой обладает высокой инерционностью. Поэтому на начальном этапе работы мотор перегружается, особенно это актуально для роторов центробежных насосов, турбинных компрессоров, вентиляторов, станочного оборудования.
Чтобы снизить влияние всех этих электротехнических процессов, используют подключение электродвигателя «звездой» и «треугольником». Когда двигатель набирает обороты, ножи специального переключателя (пускателя с несколькими трехфазными контакторами) переводит обмотки статора со схемы Y на Δ.
Для реализации смены режимов кроме пускателя нужно специальное реле времени, благодаря которому происходит временная задержка 50-100 мс при переключении и защита от трехфазного короткого замыкания.
Сама процедура использования комбинированной схемы Y/ Δ эффективно помогает уменьшить пусковые токи мощных трехфазных агрегатов. Происходит это следующим образом:
При подаче напряжения 660 В по схеме «треугольник», каждая обмотка статора получает 380 В (√3 раза меньше), а, следовательно, по закону Ома, в 3 раза уменьшается сила тока. Поэтому при запуске в свою очередь в 3 раза снижается мощность.
Но такие переключения возможны только для моторов с номинальным напряжением 660/380 В при включении их в сеть с такими же значениями напряжения.
Опасно подключать электродвигатель с номинальным напряжением 380/220 В в сеть 660/380 В, его обмотки могут быстро перегореть.
И также помните, что вышеописанные переключения недопустимо применять для электромоторов, у которых на валу размещена нагрузка без инерции, к примеру, вес лебедки или сопротивление поршневого компрессора.
Для такого оборудования устанавливают специальные трехфазные электрические двигатели с фазным ротором, где реостаты уменьшают значение токов при пуске.
Чтобы изменить направление вращения электромотора, необходимо сменить местами две любые фазы сети при любом типе подключения.
Для этих целей при эксплуатации асинхронного электродвигателя применяют специальные электроаппараты ручного управления, к которым относятся реверсивные рубильники и пакетные переключатели или более модернизированные приборы дистанционного управления — реверсивные электромагнитные пускатели (рубильники).
СОЕДИНЕНИЯ ЗВЕЗДОЙ И ТРЕУГОЛЬНИКОМ — это… Что такое СОЕДИНЕНИЯ ЗВЕЗДОЙ И ТРЕУГОЛЬНИКОМ?
- СОЕДИНЕНИЯ ЗВЕЗДОЙ И ТРЕУГОЛЬНИКОМ
способы соединений элементов электрич. цепей, при к-рых ветви цепи образуют соответственно трёхлучевую звезду и треугольник. Наибольшее распространение С. з. и т. получили в трёхфазных электрич. цепях. При соединении звездой концы обмоток трёх фаз генератора (трансформатора, электродвигателя) объединяются в общую нейтральную точку, а начала обмоток присоединяются к трём отходящим проводам («линейные провода»). При соединении треугольником конец каждой фазы соединяется с началом следующей и к полученным трём узлам присоединяются линейные провода. Если и генератор и приёмник электроэнергии соединены звездой, то нейтр. точки могут быть связаны четвёртым (нейтр.) проводом. У симметричных приёмников, соединённых звездой или треугольником, сопротивления всех трёх фаз одинаковы. В симметричной трёхфазной цепи, соединённой треугольником, напряжения U л между линейными проводами равны напряжениям Uф на фазах приёмника, а силы тока в линейных проводах в корень из 3 раз больше, чем в фазах приёмника. При соединении звездой линейные напряжения больше фазных в корень из 3 раз, а силы тока в линейных проводах и в фазах одинаковы. См. рис.
Схемы соединений звездой и треугольником трёхфазной (симметричной) цепи: а — звездой; б — треугольником; Uл — линейное напряжение; Uф — фазное напряжение; Iл — сила линейного тока; Iф — сила фазного тока
Большой энциклопедический политехнический словарь. 2004.
- СОЕДИНЕНИЯ
- СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ ЛИНИЯ
Смотреть что такое «СОЕДИНЕНИЯ ЗВЕЗДОЙ И ТРЕУГОЛЬНИКОМ» в других словарях:
СОЕДИНЕНИЕ ЗВЕЗДОЙ И ТРЕУГОЛЬНИКОМ — способы соединений, применяемые в трехфазной электрической цепи (рис. С 15). При соединении звездой концы обмоток трех фаз генератора (трансформатора, электродвигателя) соединяют в общую нейтральную точку, а начала обмоток присоединяют к трем… … Металлургический словарь
Треугольником и звездой соединения — в электротехнике, способы соединения элементов электрических цепей (См. Электрическая цепь), при которых ветви цепи образуют соответственно треугольник и трехлучевую звезду (см. рис.). Наибольшее распространение Т. и з. с. получили в… … Большая советская энциклопедия
Трёхфазная цепь — трёхфазная система, совокупность трёх однофазных электрических цепей переменного тока (См. Переменный ток) (называемых фазами), в которых действуют три переменных напряжения одинаковой частоты, сдвинутых по фазе друг относительно друга;… … Большая советская энциклопедия
Электродвигатели — Попытки применить электричество как двигательную силу были сделаны еще в начале прошлого столетия. Так, после того как (1821 г.) Фарадеем было открыто явление вращения магнитов вокруг проводников с токами и наоборот, Sturgeons и Barlow построили… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Сельсин — (англ. selsyn, от англ. self сам и греч. sýnchronos одновременный, синхронный) Электрическая машина, позволяющая осуществлять угловое перемещение вала какого либо устройства или механизма в соответствии с угловым перемещением другого вала … Большая советская энциклопедия
Электрическая канализация — Э. канализация представляет собой ряд приспособлений и сооружений для распределения Э. энергии от данного источника к приемникам, расположенным в разных пунктах данной местности. Главной частью Э. канализации являются провода, по которым… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Трансформатор — У этого термина существуют и другие значения, см. Трансформатор (значения). Трансформатор силовой ОСМ 0,16 Однофазный сухой многоцелевого назначения мощностью 0.16 кВт … Википедия
Выпрямитель — У этого термина существуют и другие значения, см. Выпрямитель (значения) … Википедия
Диодный выпрямитель — Выпрямитель электрического тока механическое, электровакуумное, полупроводниковое или другое устройство, предназначенное для преобразования переменного входного электрического тока в постоянный выходной электрический ток.[1] [2] Большинство… … Википедия
Трёхфазная система электроснабжения — Трёхфазная система электроснабжения частный случай многофазных систем электрических цепей, в которых действуют созданные общим источником синусоидальные ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые друг относительно друга во времени на определённый… … Википедия
Свойства звезды и треугольника
Питание асинхронного электродвигателя происходит от трехфазной сети с переменным напряжением. Такой двигатель, при простой схеме подключения, оснащен тремя обмотками, расположенными на статоре. Каждая обмотка имеет сдвиг друг относительно друга на угол 120 градусов. Сдвиг на такой угол предназначен для создания вращения магнитного поля.
Концы фазных обмоток электродвигателя выведены на специальную «колодку». Выполнено это с целью удобства соединения. В электротехнике используют основных 2 метода подключения асинхронных электродвигателей: методом соединения «треугольника» и метод «звезды». При соединении концов применяют специально предназначенные для этого перемычки.
Различия между «звездой» и «треугольником»
Исходя из теории и практических знаний основ электротехники, способ подключения «звезда», позволяет электродвигателю работать плавнее и мягче. Но при этом данный способ не позволяет выйти двигателю на всю мощность, представленную в технических характеристиках.
Соединив фазные обмотки по схеме «треугольник», двигатель способен быстро выйти на максимальную рабочую мощность. Это позволяет использовать по полной КПД электродвигателя, согласно техпаспорта. Но у такой схемы соединения есть свой недостаток: большие пусковые токи. Для уменьшения значения токов применяют пусковой реостат, позволяя осуществить более плавный пуск двигателя.
Соединение «звездой» и его преимущества
Каждая из трех рабочих обмоток электродвигателя имеет два вывода – соответственно начало и конец. Концы всех трех обмоток соединяют в одну общую точку, так называемую нейтраль.
При наличии нейтрального провода в цепи схему называют 4-х проводной, в противном случае, она будет считаться 3-х проводной.
Начало выводов присоединяют к соответствующим фазам питающей сети. Приложенное напряжение на таких фазах составляет 380 В, реже 660 В.
Основные преимущества применения схемы «звезда»:
- Устойчивый и длительный режим безостановочной работы двигателя;
- Повышенная надежность и долговечность, за счет снижения мощности оборудования;
- Максимальная плавность пуска электрического привода;
- Возможность воздействия кратковременной перегрузки;
- В процессе эксплуатации корпус оборудования не перегревается.
Существует оборудование с внутренним соединением концов обмоток. На колодку такого оборудования будет выведено всего лишь три вывода, что не позволяет применить другие методы соединения. Выполненное в таком виде электрооборудование, для своего подключения не требует грамотных специалистов.
Соединение «треугольником» и его преимущества
Принцип соединения «треугольник» заключается в последовательном соединении конца обмотки фазы А с началом обмотки фазы В. И дальше по аналогии — конец одной обмотки с началом другой. В итоге конец обмотки фазы С замыкает электрическую цепь, создавая неразрывный контур. Данную схему можно назвать было кругом, если бы не структура монтирования. Форму треугольника предает эргономичное размещение соединения обмоток.
При соединении «треугольником» на каждой из обмоток, присутствует линейное напряжение равное 220В или 380В.
Основные преимущества применения схемы «треугольник»:
- Увеличение до максимального значения мощности электрооборудования;
- Использование пускового реостата;
- Повышенный вращающийся момент;
- Большие тяговые усилия.
Недостатки:
- Повышенный ток пуска;
- При длительной работе двигатель сильно греется.
Метод соединения обмоток двигателя «треугольником» широко используется при работе с мощными механизмами и наличия высоких пусковых нагрузок. Большой вращающий момент создается за счет увеличения показателей ЭДС самоиндукции, вызванных протекающими большими токами.
Тип соединения «звезда-треугольник»
В сложных механизмах, зачастую используется комбинированная схема «звезда-треугольник». При таком переключении резко вырастает мощность, и если двигатель по техническим характеристикам не предназначен для работы по методу «треугольника», то он перегреется и сгорит.
Двигатели с повышенной мощностью обладают большими пусковыми токами, и как следствие при пуске часто вызывают перегорание предохранителей, отключению автоматов. Для снижения линейного напряжения в обмотках статора применяют автотрансформаторы, универсальные дросселя, пусковые реостаты или соединение типа «звезда».
В этом случае напряжение на соединении каждой обмотки будет в 1,73 раза меньше, следовательно, будет меньше и протекающий в этот период ток. Дальше происходит увеличение частоты и продолжение снижения показания тока. Тогда применяя релейно-контактную схему, произойдет переключение со «звезды» на «треугольник».
В итоге, используя данную комбинацию, получим максимальную надежность и эффективную продуктивность используемого электрического оборудования, не боясь вывести ее из строя.
Переключение «звезда-треугольник» допустимо для электродвигателей с облегченным режимом пуска. Этот метод неприменим, если необходимо понизить ток пуска и одновременно не снижать большой пусковой момент. В этом случае применяют двигатель с фазным ротором с пусковым реостатом.
Основные преимущества комбинации:
- Увеличение срока службы. Плавный пуск позволяет избежать неравномерности нагрузки на механическую часть установки;
- Возможность создания двух уровней мощности.
- В момент пуска электродвигателя , его ток пуска в 7 раз больше рабочего тока.
- Мощность в 1,5 раза больше при соединении обмоток методом «треугольника».
- Для создания плавного пуска и защиты от перегрузок двигателя , часто используются частотные провода.
- При использовании метода соединения «звездой» , особое внимание уделяют отсутствию «перекоса фаза», иначе оборудование может выйти из строя.
- Линейные и фазные напряжения при соединении «треугольник» — равны между собой, как и линейные и фазные токи в соединении «звездой».
- Для подключения двигателя к бытовой сети зачастую применяют фазосдвигающий конденсатор.
Обмотки генераторов, трансформаторов, электродвигателей и других электрических приемников при их подключении к трехфазной сети соединяются двумя способами: звездой или треугольником. Эти схемы подключения сильно отличаются друг от друга и несут на себе разные токовые нагрузки. Поэтому есть необходимость разобраться в вопросе, как производится подключение звезда и треугольник – в чем разница?
Что собой представляют схемы
Подключение обмоток звездой – это их соединение в одной точке, которая носит название нулевая точка или нейтральная. Она обозначается буквой «О».
Схема подключения треугольником – это последовательное соединение концов рабочих обмоток, в которых начало одной обмотки соединяется с концом другой.
Разница очевидна. Но какую цель преследуют эти виды соединения, почему звезда треугольник применяются в разных электрических установках, в чем эффективность той и другой. Вопросов по данной теме возникает немало, с ними и надо разобраться.
Начнем с того, что при запуске того же электродвигателя ток, который называется пусковым, обладает высоким значением, который превышает номинальную его величину раз в шесть или восемь. Если это маломощный агрегат, то защита такую силу тока может выдержать, а если это электродвигатель большой мощности, то никакие защитные блоки не выдержат. И это вызовет обязательно «проседание» напряжения и выход из строя предохранителей или автоматических выключателей. Сам же двигатель начнет вращаться с небольшой скоростью, отличающуюся от паспортной. То есть, проблем с пусковым током немало.
Поэтому его надо просто снизить. Есть несколько для этого способов:
- установить в систему подключения электрического двигателя один из перечисленных приборов: трансформатор, дроссель, реостат;
- изменяется схема подключения обмоток ротора.
Именно второй вариант используется на производстве, как самый простой и эффективный. Просто производится преобразование схемы звезда в треугольник. То есть, во время пуска двигателя его обмотки соединяются по схеме звезда, затем как только мотор наберет обороты, переключается на треугольник. Процесс переключения звезды на треугольник производится автоматически.
Рекомендуется в электродвигателях, где используются одновременно два варианта соединения – звезда-треугольник, к соединению обмоток по схеме звезда, то есть, к их общей точке подключения, подсоединить нейтраль от сети питания. Для чего это необходимо делать? Все дело в том, что во время работы по данному варианту подсоединения появляется высокая вероятность асимметрии амплитуд разных фаз. Именно нейтраль будет компенсировать данную асимметрию, которая обычно появляется за счет того, что обмотки статора могут иметь разное индуктивное сопротивление.
Преимущества двух схем
У схемы звезда достаточно серьезные достоинства:
- плавный запуск электрического двигателя;
- номинальная его мощность будет соответствовать паспортным данным;
- двигатель будет работать нормально и при кратковременных высоких нагрузках, и при долгосрочных небольших перегрузов;
- в процессе работы корпус мотора не будет перегреваться.
Что касается схемы треугольник, то основное ее преимущество – это достижение электрическим двигателем в процессе его работы максимальной мощности. Но при этом рекомендуется строго придерживаться эксплуатационных режимов, которые расписаны в паспорте мотора. Тестирование электродвигателей, соединенных по схеме треугольник, показало, что его мощность в три раза больше, чем соединенных по схеме звезда.
Если говорить о генераторах, которые выдают ток в питающую сеть, то схемы соединения звезда и треугольник по своим техническим параметрам точно такие же. То есть, выдаваемое напряжение треугольником будет больше, правда, не в три раза, но не менее 1,73 раза. По сути, получается, что напряжение генератора при звезде, равное 220 вольт, преобразуется в 380 вольт, если провести переключение с одного варианта на другой. Но необходимо отметить, что мощность самого агрегата при этом остается неизменной, потому что все подчиняется закону Ома, в котором напряжение и сила тока находятся в обратной пропорциональности. То есть, увеличение напряжения в 1,73 раза, снижает ток точно на такую же величину.
Отсюда вывод: если в клеммной коробке генератора располагаются все шесть концов обмоток, то можно будет получить напряжение двух номиналов, отличающихся друг от друга коэффициентом 1,73.
Делаем выводы
Почему соединения треугольником и звездой сегодня присутствуют во всех современных мощных электродвигателях? Из всего вышесказанного становится понятным, что основное требование ситуации – это снизить токовую нагрузку, которая возникает в процессе пуска самого агрегата.
Если расписать формулы такого подключения, то они будут выглядеть вот так:
Uф=Uл/1,73=380/1,73=220, где Uф – напряжение на фазах, Uл – на питающей линии. Это соединение звездой.
После того, как электрический агрегат разгонится, то есть, скорость его вращения станет соответствовать паспортным данным, произойдет переход на треугольник со звезды. Отсюда фазное напряжение станет равным линейному.
Похожие записи:
Для увеличения мощности передачи без увеличения напряжения сети, снижения пульсаций напряжения в блоках питания, для уменьшения числа проводов при подключении нагрузки к питанию, применяют различные схемы соединения обмоток источников питания и потребителей.
СхемыОбмотки генераторов и приемников при работе с 3-фазными сетями могут соединяться с помощью двух схем: звезды и треугольника. Такие схемы имеют между собой несколько отличий, различаются также нагрузкой по току. Поэтому, перед подключением электрических машин необходимо выяснить разницу в этих двух схемах.
Схема звездыСоединение различных обмоток по схеме звезды предполагает их подключение в одной точке, которая называется нулевой (нейтральной), и имеет обозначение на схемах «О», либо х, у, z. Нулевая точка может иметь соединение с нулевой точкой источника питания, но не во всех случаях такое соединение имеется. Если такое соединение есть, то такая система считается 4-проводной, а если нет такого соединения, то 3-проводной.
Схема треугольникаПри такой схеме концы обмоток не объединяются в одну точку, а соединяются с другой обмоткой. То есть, получается схема, похожая по виду на треугольник, и соединение обмоток в ней идет последовательно друг с другом. Нужно отметить отличие от схемы звезды в том, что в схеме треугольника система бывает только 3-проводной, так как общая точка отсутствует.
В схеме треугольника при отключенной нагрузке и симметричной ЭДС равно 0.
В 3-фазных сетях питания имеется два вида тока и напряжения – это фазные и линейные. Фазное напряжение – это его величина между концом и началом фазы приемника. Фазный ток протекает в одной фазе приемника.
При применении схемы звезды фазными напряжениями являются U a , U b, U c , а фазными токами являются I a , I b , I c . При применении схемы треугольника для обмоток нагрузки или генератора фазные напряжения — U aв, U bс, U cа , фазные токи – I ac , I bс, I cа .
Линейные значения напряжения измеряются между началами фаз или между линейных проводников. Линейный ток протекает в проводниках между источником питания и нагрузкой.
В случае схемы звезды линейные токи равны фазным, а линейные напряжения равны U ab , U bc, U ca . В схеме треугольника получается все наоборот – фазные и линейные напряжения равны, а линейные токи равны I a , I b , I c .
Большое значение уделяется направлению ЭДС напряжений и токов при анализе и расчете 3-фазных цепей, так как его направление влияет на соотношение между векторами на диаграмме.
Особенности схемМежду этими схемами есть существенная разница. Давайте разберемся, для чего в различных электроустановках используют разные схемы, и в чем их особенности.
Во время пуска электрического мотора ток запуска имеет повышенную величину, которая больше его номинального значения в несколько раз. Если это механизм с низкой мощностью, то защита может и не сработать. При включении мощного электромотора защита обязательно сработает, отключит питание, что обусловит на некоторое время падение напряжения и перегорание предохранителей, или отключение электрических автоматов. Электродвигатель будет работать с малой скоростью, которая меньше номинальной.
Видно, что имеется немало проблем, возникающих из-за большого пускового тока. Необходимо каким-либо образом снижать его величину.
Для этого можно применить некоторые методы:
- Подключить на запуск электродвигателя , дроссель, либо .
- Изменить вид соединения обмоток ротора электродвигателя.
В промышленности в основном применяют второй способ, так как он наиболее простой и дает высокую эффективность. Здесь работает принцип переключения обмоток электромотора на такие схемы, как звезда и треугольник. То есть, при запуске мотора его обмотки имеют соединение «звезда», после набора эксплуатационных оборотов, схема соединения изменяется на «треугольник». Этот процесс переключения в промышленных условиях научились автоматизировать.
В целесообразно применение сразу двух схем: звезда и треугольник. К нулевой точке необходимо подключить нейтраль источника питания, так как во время использования таких схем возникает повышенная вероятность перекоса фазных амплитуд. Нейтраль источника компенсирует эту асимметрию, которая возникает вследствие разных индуктивных сопротивлений обмоток статора.
Достоинства схемСоединение по схеме звезды имеются важные преимущества:
- Плавный пуск электрического мотора.
- Позволяет функционировать электродвигателю с заявленной номинальной мощностью, соответствующей паспорту.
- Электродвигатель будет иметь нормальный рабочий режим при различных ситуациях: при высоких кратковременных перегрузках, при длительных незначительных перегрузках.
- При эксплуатации корпус электродвигателя не перегреется.
Основным достоинством схемы треугольника является получение от электродвигателя наибольшей возможной мощности работы. При этом целесообразно поддерживать режимы эксплуатации по паспорту двигателя. При исследовании электромоторов со схемой треугольника выяснилось, что его мощность повышается в 3 раза, по сравнению со схемой звезды.
При рассмотрении генераторов, схемы – звезда и треугольник по параметрам аналогичны при функционировании электродвигателей. Выходное напряжение генератора будет больше в схеме треугольника, чем в схеме звезды. Однако, при повышении напряжения снижается сила тока, так как по закону Ома эти параметры обратно пропорциональны друг другу.
Поэтому можно сделать вывод, что при разных соединениях концов обмоток генератора можно получить два разных номинала напряжения. В современных мощных электромоторах при запуске схемы – звезда и треугольник переключаются автоматически, так как это позволяет снизить нагрузку по току, возникающей при пуске мотора.
Процессы, происходящие при изменении схемы звезда и треугольник в разных случаяхЗдесь, изменение схемы — имеется ввиду переключение на щитах и в клеммных коробках электрических устройств, при условии, что имеются выводы обмоток.
Обмотки генератора и трансформатораПри переходе со звезды в треугольник напряжение уменьшается с 380 до 220 вольт, мощность остается прежней, так как фазное напряжение не изменяется, хотя линейный ток увеличивается в 1,73 раза.
При обратном переключении возникают обратные явления: линейное напряжение увеличивается с 220 до 380 вольт, а фазные токи не изменяются, однако линейные токи снижаются в 1,73 раза. Поэтому можно сделать вывод, что если есть вывод всех концов обмоток, то вторичные обмотки трансформатора и генераторы можно применять на два типа напряжения, которые отличаются в 1,73 раза.
Лампы освещенияПри переходе со звезды в треугольник лампы сгорят. Если переключение сделать обратное, при условии, что лампы при треугольнике горели нормально, то лампы будут гореть тусклым светом. Без нулевого провода лампы можно соединять звездой при условии, что их мощность одинакова, и распределяется равномерно между фазами. Такое подключение применяется в театральных люстрах.
При создании любого прибора важно не только подобрать необходимые детали, но и верно их все соединить. И в рамках данной статьи будет рассказано про соединение звездой и треугольником. Где это применяется? Как схематически данное действие выглядит? На эти, а также другие вопросы и будут даны ответы в рамках статьи.
Что собой представляет трёхфазная система электроснабжения?
Она является частным случаем многофазных систем построения электрических цепей для переменного тока. В них действуют созданные с помощью общего источника энергии синусоидальные ЭДС, обладающие одинаковой частотой. Но при этом они сдвинуты относительно друг друга на определённую величину фазового угла. В трехфазной системе он равняется 120 градусам. Шестипроводная (часто ещё называемая многопроводной) конструкция для переменного тока была изобретена в своё время Николой Теслой. Также значительный вклад в её развитие внёс Доливо-Добровольский, который первым предложил делать трёх- и четырепроводные системы. Также он обнаружил ряд преимуществ, которые имеют трехфазные конструкции. Что же собой представляют схемы включения?
Схема звезды
Так называют соединение, при котором концы фаз обмоток генератора соединяют в общую точку. Её называют нейтралью. Концы фаз обмоток потребителя также соединяются в одну общую точку. Теперь к проводам, которые их соединяют. Если он находится между началом фаз потребителя и генератора, его называют линейным. Провод, который соединяет нейтрали, обозначают как нейтральный. Также от него зависит название цепи. Если есть нейтральный, схема называется четырёхпроводной. В ином случае она будет трёхпроводной.
Треугольник
Это тип соединения, в котором начало (Н) и конец (К) схемы находятся в одной точке. Так, К первой фазы подсоединён у Н второй. Её К соединяется с Н третьей. А её конец соединён с началом первой. Такую схему можно было бы назвать кругом, если не особенность её монтирования, когда более эргономичным является размещение в виде треугольника. Чтобы узнать все особенности соединения, ознакомитесь с ниже приведёнными видами соединений. Но до этого ещё немного информации. Чем отличается соединение звездой и треугольником? Разница между ними заключается в том, что по-разному соединяются фазы. Также существуют определённые отличия в эргономичности.
Виды
Как можно понять из рисунков, существует довольно много вариантов реализации включения деталей. Сопротивления, которые возникают в таких случаях, называют фазами нагрузки. Выделяют пять видов соединений, по которым может быть подключен генератор к нагрузке. Это:
- Звезда-звезда. Вторая используется с нейтральным проводом.
- Звезда-звезда. Вторая используется без нейтрального провода.
- Треугольник-треугольник.
- Звезда-треугольник.
- Треугольник-звезда.
А что это за оговорки в первом и втором пунктах? Если вы уже успели задаться этим вопросом, прочитайте информацию, которая идёт к схеме звезды: там есть ответ. Но здесь хочется сделать небольшое дополнение: начала фаз генераторов обозначаются с применением заглавных букв, а нагрузки — прописными. Это относительно схематического изображения. Теперь по опыту использования: когда выбирают направление протекания тока, в линейных проводах делают так, чтобы он был направлен со стороны генератора к нагрузке. С нулевыми поступают полностью наоборот. Посмотрите, как выглядит схема соединения звезда-треугольник. Рисунки очень хорошо наглядно показывают, как и что должно быть. Схема соединения обмоток звезда/треугольник представлены в разных ракурсах, и проблем с их пониманием быть не должно.
Преимущества
Каждая ЭДС работает в определённой фазе периодического процесса. Для обозначения проводников используют латинские буквы A, B, C, L и цифры 1, 2, 3. Говоря про трехфазные системы, обычно выделяют такие их преимущества:
- Экономичность при передаче электричества на значительные расстояния, которое обеспечивает соединение звездой и треугольником.
- Малая материалоёмкость трехфазных трансформаторов.
- Уравновешенность системы. Данный пункт является одним из самых важных, поскольку позволяет избежать неравномерной механической нагрузки на электрогенерирующую установку. Из этого вытекает больший срок службы.
- Малой материалоёмкостью обладают силовые кабели. Благодаря этому при одинаковой потребляемой мощности в сравнении с однофазными цепями уменьшаются токи, которые необходимы, чтобы поддерживать соединение звездой и треугольником..
- Можно без значительных усилий получить круговое вращающееся магнитное поле, что необходимо для работоспособности электрического двигателя и целого ряда других электротехнических устройств, работающих по похожему принципу. Это достигается благодаря возможности создания более простой и одновременно эффективной конструкции, что, в свою очередь, вытекает из показателей экономичности. Это ещё один значительный плюс, который имеет соединение звездой и треугольником.
- В одной установке можно получить два рабочих напряжения — фазное и линейное. Также можно сделать два уровня мощности, когда присутствует соединение по принципу «треугольника» или «звезды».
- Можно резко уменьшать мерцание и стробоскопический эффект светильников, работающих на люминесцентных лампах, пойдя по пути размещения в нём устройств, питающихся от разных фаз.
Благодаря вышеуказанным семи преимуществам трехфазные системы сейчас являются наиболее распространёнными в современной электронике. Соединение обмоток трансформатора звезда/треугольник позволяет подобрать оптимальные возможности для каждого конкретного случая. К тому же неоценимой является возможность влиять на напряжение, передающееся по сетям к домам жителей.
Заключение
Данные системы соединения являются самыми популярными благодаря своей эффективности. Но следует помнить, что работа идёт с высоким напряжением, и необходимо соблюдать крайнюю осторожность.
Здравствуйте, уважаемые гости и посетители сайта «Заметки электрика».
В прошлой статье я рассказал Вам про применение и его устройство, а также подробно познакомились с двумя разновидностями асинхронного двигателя.
Сегодня я расскажу Вам про соединение звездой и треугольникомобмоток асинхронных двигателей, т.к. это один из распространенных вопросов, который мне задают на личную почту.
Вспомним вкратце . Питание такого двигателя осуществляется от сети трехфазного переменного напряжения. В статоре имеются 3 обмотки, которые сдвинуты относительно друг друга на 120 электрических градуса. Это сделано с целью создания вращающегося магнитного поля.
Обозначаются вывода обмоток статора асинхронных двигателей следующим образом:
С1, С2, С3 – начала обмоток, С4, С5, С6 – конец обмоток. Но сейчас все чаще применяется новая маркировка выводов по ГОСТу 26772-85. U1, V1, W1 — начала обмоток, U2, V2, W2 – конец обмоток.
Выводы фазных обмоток асинхронного двигателя выводятся на клеммник или колодку и располагаются таким образом, чтобы соединения звездой или треугольником было удобно выполнить без перекрещивания с помощью специальных перемычек.
Клеммник, его еще называют «борно», чаще всего устанавливается сверху, реже – сбоку. Некоторые клеммники можно разворачивать на 180 градусов, для удобства подводки питающих кабелей.
Всего на клеммник может быть выведено 3 или 6 выводов фазных обмоток статора.
Разберем каждый случай отдельно.
Пример
Если в клеммник выведено 6 выводов обмоток статора, то асинхронный двигатель можно подключить в сеть на 2 разных уровня напряжения, отличающихся на величину в 1,73 раза (√3).
Для наглядности рассмотрим пример. Допустим, у нас имеется , на табличке которого указано напряжение 220/380 (В).
Что это значит?
А это значит, что если в сети уровень линейного напряжения составляет 380 (В), то обмотки статора необходимо соединить в схему звезды.
Соединение звездой фазных обмоток статора асинхронного двигателя выполняется следующим образом. Концы всех трех обмоток нужно соединить в одну точку с помощью специальной перемычки, о которой я говорил чуть выше. А на их начала подать трехфазное напряжение сети.
Из рисунка выше видно, что напряжение на фазной обмотке составляет 220 (В), а линейное напряжение между двумя фазными обмотками составляет 380 (В).
На клеммнике соединение звездой обмоток будет выглядеть следующим образом.
Вернемся к нашему примеру.
Если в сети уровень линейного напряжения составляет 220 (В), то обмотки статора необходимо соединить в схему треугольника.
Соединение треугольником фазных обмоток статора асинхронного двигателя выполняется следующим образом.
- конец обмотки фазы «А» C4 (U2) необходимо соединить с началом обмотки фазы «В» С2 (V1)
- конец обмотки фазы «В» С5 (V2) необходимо соединить с началом обмотки фазы «С» С3 (W1)
- конец обмотки фазы «С» С6 (W2) необходимо соединить с началом обмотки фазы «А» С1 (U1)
Места их соединения подключаются к соответствующим фазам питающего трехфазного напряжения.
Из рисунка видно, что при линейном напряжении сети 220 (В) напряжение на фазной обмотке составляет тоже 220 (В).
На клеммнике при соединении треугольником обмоток статора асинхронного двигателя специальные перемычки нужно установить следующим образом:
В нашем примере при соединении звездой и треугольником напряжение на каждой фазной обмотке асинхронного двигателя будет 220 (В).
Частный случай
Бывают ситуации, когда на клеммник асинхронного двигателя выведено всего 3 вывода, вместо 6. В этом случае соединение звездой или треугольником выполняется внутри двигателя на лобной (торцевой) его части.
Такой асинхронный двигатель можно включать в сеть только на одно напряжение, указанное на табличке с техническими данными.
В нашем примере обмотки статора асинхронного двигателя соединяются по схеме звезда и его можно включать в сеть напряжением 380 (В).
Выводы
В конце данной статьи про соединение звездой и треугольником сделаю вывод, основанный на опыте эксплуатации электродвигателей.
При соединении звездой обмоток асинхронного электродвигателя наблюдается более мягкий запуск и плавная его работа, а также возможность кратковременной перегрузки.
При соединении треугольником обмоток асинхронного электродвигателя происходит достижение его максимальной мощности, но во время пуска пусковые токи имеют большое значение. Также замечено, что при соединении треугольником двигатель больше нагревается (выявлено опытным путем с помощью тепловизора при одной и той же нагрузке).
В связи с вышесказанным, принято асинхронные двигатели средней мощности и выше запускать по схеме звезда. При наборе номинальной частоты вращения в автоматическом режиме происходит переключение его на схему треугольника. Эту схему мы с Вами рассмотрим в ближайших статьях. Следите за обновлениями на сайте.
P.S. А что делать, когда вывода фазных обмоток асинхронного двигателя не про маркированы соответствующим образом? Об этом Вы узнаете в моей статье про . Чтобы не пропустить выход новой статьи, то подпишитесь. Форма подписки расположена в конце статьи или в правом сайтбаре.
Соединение звездой и треугольником обмоток
Здравствуйте, уважаемые гости и посетители сайта «Заметки электрика».
В прошлой статье я рассказал Вам про применение асинхронного двигателя и его устройство, а также подробно познакомились с двумя разновидностями асинхронного двигателя.
Сегодня я расскажу Вам про соединение звездой и треугольником обмоток асинхронных двигателей, т.к. это один из распространенных вопросов, который мне задают на личную почту.
Вспомним вкратце принцип действия асинхронного двигателя. Питание такого двигателя осуществляется от сети трехфазного переменного напряжения. В статоре имеются 3 обмотки, которые сдвинуты относительно друг друга на 120 электрических градуса. Это сделано с целью создания вращающегося магнитного поля.
Обозначаются вывода обмоток статора асинхронных двигателей следующим образом:
С1, С2, С3 – начала обмоток, С4, С5, С6 – конец обмоток. Но сейчас все чаще применяется новая маркировка выводов по ГОСТу 26772-85. U1, V1, W1 — начала обмоток, U2, V2, W2 – конец обмоток.
Выводы фазных обмоток асинхронного двигателя выводятся на клеммник или колодку и располагаются таким образом, чтобы соединения звездой или треугольником было удобно выполнить без перекрещивания с помощью специальных перемычек.
Клеммник, его еще называют «борно», чаще всего устанавливается сверху, реже – сбоку. Некоторые клеммники можно разворачивать на 180 градусов, для удобства подводки питающих кабелей.
Всего на клеммник может быть выведено 3 или 6 выводов фазных обмоток статора.
Разберем каждый случай отдельно.
Пример
Если в клеммник выведено 6 выводов обмоток статора, то асинхронный двигатель можно подключить в сеть на 2 разных уровня напряжения, отличающихся на величину в 1,73 раза (√3).
Для наглядности рассмотрим пример. Допустим, у нас имеется электродвигатель, на табличке которого указано напряжение 220/380 (В).
Что это значит?
А это значит, что если в сети уровень линейного напряжения составляет 380 (В), то обмотки статора необходимо соединить в схему звезды.
Соединение звездой
Соединение звездой фазных обмоток статора асинхронного двигателя выполняется следующим образом. Концы всех трех обмоток нужно соединить в одну точку с помощью специальной перемычки, о которой я говорил чуть выше. А на их начала подать трехфазное напряжение сети.
Из рисунка выше видно, что напряжение на фазной обмотке составляет 220 (В), а линейное напряжение между двумя фазными обмотками составляет 380 (В).
На клеммнике соединение звездой обмоток будет выглядеть следующим образом.
Соединение треугольником
Вернемся к нашему примеру.
Если в сети уровень линейного напряжения составляет 220 (В), то обмотки статора необходимо соединить в схему треугольника.
Соединение треугольником фазных обмоток статора асинхронного двигателя выполняется следующим образом.
- конец обмотки фазы «А» C4 (U2) необходимо соединить с началом обмотки фазы «В» С2 (V1)
- конец обмотки фазы «В» С5 (V2) необходимо соединить с началом обмотки фазы «С» С3 (W1)
- конец обмотки фазы «С» С6 (W2) необходимо соединить с началом обмотки фазы «А» С1 (U1)
Места их соединения подключаются к соответствующим фазам питающего трехфазного напряжения.
Из рисунка видно, что при линейном напряжении сети 220 (В) напряжение на фазной обмотке составляет тоже 220 (В).
На клеммнике при соединении треугольником обмоток статора асинхронного двигателя специальные перемычки нужно установить следующим образом:
В нашем примере при соединении звездой и треугольником напряжение на каждой фазной обмотке асинхронного двигателя будет 220 (В).
Частный случай
Бывают ситуации, когда на клеммник асинхронного двигателя выведено всего 3 вывода, вместо 6. В этом случае соединение звездой или треугольником выполняется внутри двигателя на лобной (торцевой) его части.
Такой асинхронный двигатель можно включать в сеть только на одно напряжение, указанное на табличке с техническими данными.
В нашем примере обмотки статора асинхронного двигателя соединяются по схеме звезда и его можно включать в сеть напряжением 380 (В).
Выводы
В конце данной статьи про соединение звездой и треугольником сделаю вывод, основанный на опыте эксплуатации электродвигателей.
При соединении звездой обмоток асинхронного электродвигателя наблюдается более мягкий запуск и плавная его работа, а также возможность кратковременной перегрузки.
При соединении треугольником обмоток асинхронного электродвигателя происходит достижение его максимальной мощности, но во время пуска пусковые токи имеют большое значение. Также замечено, что при соединении треугольником двигатель больше нагревается (выявлено опытным путем с помощью тепловизора при одной и той же нагрузке).
В связи с вышесказанным, принято асинхронные двигатели средней мощности и выше запускать по схеме звезда. При наборе номинальной частоты вращения в автоматическом режиме происходит переключение его на схему треугольника. Эту схему мы с Вами рассмотрим в ближайших статьях. Следите за обновлениями на сайте.
P.S. А что делать, когда вывода фазных обмоток асинхронного двигателя не про маркированы соответствующим образом? Об этом Вы узнаете в моей статье про определение начала и конца обмоток электродвигателя. Чтобы не пропустить выход новой статьи, то подпишитесь. Форма подписки расположена в конце статьи или в правом сайтбаре.
Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:
§61. Схема соединения «треугольником» | Электротехника
При соединении фазных обмоток источника трехфазного тока «треугольником» (рис. 211, а) конец первой фазы АВ соединяется с началом второй фазы ВС, конец второй фазы соединяется с началом третьей фазы СА и конец третьей фазы — с началом первой АВ. Три линейных провода 1, 2 и 3, идущих к приемникам электрической энергии, присоединяются к началам А, В и С этих фаз. Точно так же могут соединяться и отдельные группы приемников ZAB, ZBC, ZCA (фазы нагрузки). При этом каждая фаза нагрузки присоединяется к двум линейным проводам, идущим от источника, т. е. включается на линейное напряжение, которое одновременно будет и фазным напряжением. Таким образом, в схеме «треугольник» фазные напряжения Uф равны линейным Uл и не зависят от сопротивлений ZAB, ZBC, ZCA фаз нагрузки.
Как следует из формулы (77), при соединении «треугольником» трех фазных обмоток генератора или другого источника переменного тока сумма э. д. с, действующая в замкнутом контуре, образованном этими обмотками, равна нулю. Поэтому в этом контуре при отсутствии нагрузки не возникает тока. Но каждая из фазных э. д. с. может создавать ток в цепи своей фазы.
Линейные токи в схеме «треугольник» согласно первому закону Кирхгофа для узлов А, В и С соответственно:
iA = iAB – iCA; iB = iBC – iAB; iC = iCA – iBC
Переходя от мгновенных значений токов к их векторам, получим:
?A = ?AB – ?CA; ?B = ?BC – ?AB; ?C = ?CA – ?BC
Следовательно, линейный ток равен векторной разности соответствующих фазных токов.
По полученным векторным уравнениям можно для равномерной нагрузки фаз построить векторную диаграмму (рис. 211,б), которую можно преобразовать в диаграмму (рис. 211, в), из которой
Рис. 211. Схема «треугольник» (а) и векторные диаграммы токов для этой схемы при равномерной нагрузке (б и в)
видно, что при равномерной нагрузке фаз векторы линейных токов ?А, ?B, ?C образуют равносторонний треугольник ABC, внутри которого расположена трехлучевая звезда векторов фазных токов ?АВ, ?BC и ?СА. Отсюда по аналогии с диаграммой рис. 207,б следует, что
Iл = 2Iф cos 30° = 2Iф ?3 / 2 = ?3 Iф
т. е. при равномерной нагрузке фаз в схеме «треугольник» линейный ток больше фазного тока в ?3 раз.
Следовательно, при переключении приемников со «звезды» на «треугольник» фазные токи возрастают в ?3 раз, а линейные токи — в 3 раза. Возможность включения одних и тех же приемников по схеме «звезда» или «треугольник» расширяет область их применения. Например, если приемник рассчитан на фазное напряжение 220 В, то при соединении по схеме «треугольник» он может быть включен в сеть с линейным напряжением 220 В, а при соединении по схеме «звезда» — в сеть с линейным напряжением 220?3 = 380 В. Приемники, рассчитанные на фазное напряжение 127 В, могут работать в сетях с линейными напряжениями 127 и 127?3= 220 В.
Особенности подвода трехфазного тока к приемникам. В трех-проводной трехфазной сети (при схемах «звезда без нулевого провода» и «треугольник») алгебраическая сумма мгновенных значений линейных токов в любой момент времени равна нулю, поэтому такие токи совместно не создают магнитного поля. Это позволяет прокладывать три линейных провода в одной общей металлической трубе или в кабеле с металлической оболочкой без опасности образования вихревых токов. Не допускается прокладка линейных проводов по отдельности в металлических трубах, так как возникающие вихревые токи вызывали бы сильный нагрев металла. То же самое происходило бы при прокладке в кабеле с металлической оболочкой или в трубе трех линейных проводов при схеме «звезда с нулевым проводом», так как сумма токов в них не равна нулю.
Лекция по теме «СОЕДИНЕНИЕ «ЗВЕЗДА» И «ТРЕУГОЛЬНИК». ПРИНЦИП ПОДКЛЮЧЕНИЯ. ОСОБЕННОСТИ И РАБОТА»
СОЕДИНЕНИЕ «ЗВЕЗДА» И «ТРЕУГОЛЬНИК».
ПРИНЦИП ПОДКЛЮЧЕНИЯ. ОСОБЕННОСТИ И РАБОТА.
До сих пор мы изучали переменный ток, который создавался одной э. д. с. Такой ток называется однофазным переменным током. Система из трех однофазных токов, создаваемых тремя э. д. с. одной частоты, но сдвинутых один относительно другого на одну треть периода (120°), называется трехфазным током.
Нагрузка в трехфазной электрической цепи подразделяется на симметричную и несимметричную.
При симметричной нагрузке сопротивления фаз совпадают как по величине, так и по характеру.
Нагрузка считается несимметричной, когда сопротивление хотя бы одной из фаз не равно сопротивлениям других фаз.
Для увеличения мощности передачи без увеличения напряжения сети, снижения пульсаций напряжения в блоках питания, для уменьшения числа проводов при подключении нагрузки к питанию, применяют различные схемы соединения обмоток источников питания и потребителей («звезда» и «треугольник»).
Схемы.
Обмотки генераторов и приемников при работе с 3-фазными сетями могут соединяться с помощью двух схем: звезды и треугольника. Такие схемы имеют между собой несколько отличий, различаются также нагрузкой по току. Поэтому, перед подключением электрических машин необходимо выяснить разницу в этих двух схемах — «звезда» и «треугольник».
Схема «звезда».
Соединение различных обмоток по схеме «звезда» предполагает их подключение в одной точке, которая называется нулевой (нейтральной), и имеет обозначение на схемах «О», либо х, у, z. Нулевая точка может иметь соединение с нулевой точкой источника питания, но не во всех случаях такое соединение имеется. Если такое соединение есть, то такая система считается 4-проводной, а если нет такого соединения, то 3-проводной.
Схема «треугольника».
При такой схеме концы обмоток не объединяются в одну точку, а соединяются с другой обмоткой. То есть, получается схема, похожая по виду на «треугольник», и соединение обмоток в ней идет последовательно друг с другом.
Нужно отметить отличие от схемы «звезда» в том, что в схеме «треугольник» система бывает только 3-проводной, так как общая точка отсутствует.
В схеме треугольника при отключенной нагрузке и симметричной ЭДС равно 0.
Фазные и линейные величины.
В 3-фазных сетях питания имеется два вида тока и напряжения – это фазные и линейные.
Фазное напряжение – это его величина между концом и началом фазы приемника.
Фазный ток протекает в одной фазе приемника.
При применении схемы «звезда» фазными напряжениями являются Ua, Ub, Uc,
а фазными токами являются I a, I b, I c.
При применении схемы «треугольник» для обмоток нагрузки или генератора фазные напряжения — Uaв, Ubс, Ucа, фазные токи – I ac, I bс, I cа.
Линейные значения напряжения измеряются между началами фаз или между линейных проводников. Линейный ток протекает в проводниках между источником питания и нагрузкой.
В случае схемы «звезда» линейные токи равны фазным, а линейные напряжения равны U ab, Ubc, U ca.
В схеме «треугольник» получается все наоборот – фазные и линейные напряжения равны, а линейные токи равны I a, I b, I c.
Большое значение уделяется направлению ЭДС напряжений и токов при анализе и расчете 3-фазных цепей, так как его направление влияет на соотношение между векторами на диаграмме.
Особенности схем.
Между этими схемами есть существенная разница. Давайте разберемся, для чего в различных электроустановках используют разные схемы, и в чем их особенности.
Во время пуска электрического мотора ток запуска имеет повышенную величину, которая больше его номинального значения в несколько раз. Если это механизм с низкой мощностью, то защита может и не сработать. При включении мощного электромотора защита обязательно сработает, отключит питание, что обусловит на некоторое время падение напряжения и перегорание предохранителей, или отключение электрических автоматов. Электродвигатель будет работать с малой скоростью, которая меньше номинальной.
Видно, что имеется немало проблем, возникающих из-за большого пускового тока. Необходимо каким-либо образом снижать его величину.
Для этого можно применить некоторые методы:
Подключить на запуск электродвигателя реостат, дроссель, либо трансформатор.
Изменить вид соединения обмоток ротора электродвигателя.
В промышленности в основном применяют второй способ, так как он наиболее простой и дает высокую эффективность. Здесь работает принцип переключения обмоток электромотора на такие схемы, как звезда и треугольник. То есть, при запуске мотора его обмотки имеют соединение «звезда», после набора эксплуатационных оборотов, схема соединения изменяется на «треугольник». Этот процесс переключения в промышленных условиях научились автоматизировать.
В электромоторах целесообразно применение сразу двух схем — «звезда» и «треугольник». К нулевой точке необходимо подключить нейтраль источника питания, так как во время использования таких схем возникает повышенная вероятность перекоса фазных амплитуд. Нейтраль источника компенсирует эту асимметрию, которая возникает вследствие разных индуктивных сопротивлений обмоток статора.
Построение векторных диаграмм ( см. видео по ссылке:
https://www.youtube.com/ ›watch?v=wcyQvK84lsU
youtube.com›watch?v=XBoF0gFU_FI)
Достоинства схем.
Соединение по схеме звезды имеются важные преимущества:
Плавный пуск электрического мотора.
Позволяет функционировать электродвигателю с заявленной номинальной мощностью, соответствующей паспорту.
Электродвигатель будет иметь нормальный рабочий режим при различных ситуациях: при высоких кратковременных перегрузках, при длительных незначительных перегрузках.
При эксплуатации корпус электродвигателя не перегреется.
Основным достоинством схемы треугольника является получение от электродвигателя наибольшей возможной мощности работы. Целесообразно поддерживать режимы эксплуатации по паспорту двигателя. При исследовании электромоторов со схемой треугольника выяснилось, что его мощность повышается в 3 раза, по сравнению со схемой звезды.
При рассмотрении генераторов, схемы – звезда и треугольник по параметрам аналогичны при функционировании электродвигателей. Выходное напряжение генератора будет больше в схеме треугольника, чем в схеме звезды. Однако, при повышении напряжения снижается сила тока, так как по закону Ома эти параметры обратно пропорциональны друг другу.
Поэтому можно сделать вывод, что при разных соединениях концов обмоток генератора можно получить два разных номинала напряжения. В современных мощных электромоторах при запуске схемы – звезда и треугольник переключаются автоматически, так как это позволяет снизить нагрузку по току, возникающей при пуске мотора.
Процессы, происходящие при изменении схемы «звезда» и «треугольник» в разных случаях.
Здесь, изменение схемы — имеется ввиду переключение на щитах и в клеммных коробках электрических устройств, при условии, что имеются выводы обмоток.
Обмотки генератора и трансформатора.
При переходе со звезды в треугольник напряжение уменьшается с 380 до 220 вольт, мощность остается прежней, так как фазное напряжение не изменяется, хотя линейный ток увеличивается в 1,73 раза.
При обратном переключении возникают обратные явления: линейное напряжение увеличивается с 220 до 380 вольт, а фазные токи не изменяются, однако линейные токи снижаются в 1,73 раза. Поэтому можно сделать вывод, что если есть вывод всех концов обмоток, то вторичные обмотки трансформатора и генераторы можно применять на два типа напряжения, которые отличаются в 1,73 раза.
Лампы освещения.
При переходе со «звезда» в «треугольник» лампы сгорят. Если переключение сделать обратное, при условии, что лампы при треугольнике горели нормально, то лампы будут гореть тусклым светом. Без нулевого провода лампы можно соединять звездой при условии, что их мощность одинакова, и распределяется равномерно между фазами. Такое подключение применяется в театральных люстрах.
Рассмотрим примеры решения задач.
Задача 1.
Освещение здания питается от четырехпроводной трехфазной сети с линейным напряжением UЛ = 380 В. Первый этаж питается от фазы «А» и потребляет мощность 1760 Вт, второй – от фазы «В» и потребляет мощность 2200 Вт, третий – от фазы «С», его мощность 2640 Вт. Составить электрическую схему цепи, рассчитать токи, потребляемые каждой фазой, и ток в нейтральном проводе, вычислить активную мощность всей нагрузки. Построить векторную диаграмму.
Анализ и решение задачи 1
Схема цепи показана на рис. 1
Лампы освещения соединяются по схеме звезда с нейтральным проводом.
Рис. 1
Расчет фазных напряжений и токов. При соединении звездой UЛ = UФ, отсюда UФ = UЛ / = 380 / = 220 В. Осветительная нагрузка имеет коэффициент мощности cos φ = 1, поэтому PФ = UФ · IФ и фазные токи будут равны:
IА = PА / UФ = 1760 / 220 = 8 А; IB = PB / UФ = 2200 / 220 = 10 А; IC = PC / UФ = 2640 / 220 = 12 А.
Построение векторной диаграммы и определение тока в нейтральном проводе.
Векторная диаграмма показана на рис. 6.27. Ее построение начинаем с равностороннего треугольника линейных напряжений ÚAB, ÚBC, ÚCA, и симметричной звезды фазных напряжений Úa, Úb, Úc. При таком построении напряжение между любыми точками схемы можно найти как вектор, соединяющий соответствующие точки диаграммы, поэтому диаграмму называют топографической.
Токи фаз ÍA, ÍB, ÍC связаны каждый со своим напряжением; в нашем случае по условию φ = 0, и токи совпадают по фазе с напряжениями. Ток в нейтральном проводе ÍN = ÍA + ÍB + ÍC. По построению (в масштабе) по величине ÍN = 2,5 А.
Вычисление активной мощности в цепи.
Активная мощность цепи равна сумме мощностей ее фаз:
P = PA + PB + PC = 1760 + 2200 + 2640 = 6600 Вт.
Домашнее задание:
1.Выучить лекцию.
2. Ответьте на вопросы для самоконтроля:
Вопросы для самоконтроля:
1. Что такое симметричная трехфазная система напряжений? Чем отличаются друг от друга системы с прямым и обратным следованием (чередованием) фаз? Показать на векторных диаграммах.
2. Как обозначаются (маркируются) начала и концы фаз трехфазных источников и потребителей? Как осуществить их соединение звездой и треугольником?
3. Дать определение фазных и линейных напряжений. Каково соотношение между линейными и фазными напряжениями на зажимах генератора, соединенного по схеме звезда?
4. Дать определение фазных и линейных токов. Каково соотношение между этими токами при соединении приемника по схеме звезда?
5. Какая нагрузка называется симметричной?
6. Как вычислить фазные токи приемника, соединенного звездой, если известны линейные напряжения источника и сопротивления фаз приемника?
7. В каких случаях применяется четырехпроводная система электроснабжения? Каково значение нейтрального провода?
8. Как вычислить ток в нейтральном проводе?
9. Каково соотношение между линейными и фазными напряжениями при соединении фаз источника или приемника треугольником?
10. Как вычислить фазные и линейные токи приемника, соединенного треугольником, если известно линейное напряжение источника и сопротивление фаз приемника?
11. Каково соотношение между линейными и фазными токами симметричного приемника, соединенного треугольником?
12. Может ли ток в нейтральном проводе быть равным нулю?
13. Как изменится режим работы цепи, если в одну из фаз вместо освещения включить двигатель?
14. Какие токи изменятся, если в одной из фаз произойдет обрыв?
15. Как изменится режим работы цепи при обрыве нейтрального провода?
Разница между соединением звездой и треугольником
Сравнение соединений звездой и треугольникомМы в основном используем термины звезда и треугольник в электрических системах при обсуждении трехфазных цепей переменного тока и электродвигателей. Ниже приведена таблица, в которой сравниваются соединения «звезда» и «треугольник», показывающая точную разницу между соединениями «звезда» (Y) и треугольник (Δ) .
Соединение ЗВЕЗДА (Y) | Соединение ТРЕУГОЛЬНИК (Δ) |
В соединении ЗВЕЗДА начальный или конечный концы (аналогичные концы) трех катушек соединены вместе, образуя нейтраль точка.Общий провод выводится из нейтральной точки, которая называется Neutral . | В соединении DELTA противоположные концы трех катушек соединены вместе. Другими словами, конец каждой катушки соединяется с начальной точкой другой катушки, а из соединений катушек выводятся три провода. |
Имеется нейтраль или Star Point . | Нет нейтральной точки при соединении треугольником. |
Трехфазная четырехпроводная система является производной от Star Connections (3-фазная, 4-проводная система ).Мы также можем получить 3-фазную 3-проводную систему из Star Connection | Трехфазная трехпроводная система получена из Delta Connections (3-фазная, 3-проводная система) . то есть трехфазная, проводная система невозможна при соединении треугольником. |
Линейный ток равен фазному току. т.е. Линейный ток = Фазный ток I L = I PH | Линейный ток равен √3 раз больше фазного тока.т.е. I L = √3 I PH |
Напряжение сети в √3 раз больше фазного напряжения. т.е. В L = √3 В PH | Линейное напряжение равно фазному напряжению. т.е. Линейное напряжение = фазное напряжение В L = В PH |
При соединении звездой полную мощность трех фаз можно определить по формуле: P = √3 x V L x I L x CosФ….Или P = 3 x V PH x I PH x CosФ P = √3 V x 1 | При соединении треугольником полную мощность трех фаз можно определить по формуле: P = √3 x V L x I L x CosФ… Или P = 3 x V PH x I PH x CosФ P = 3 x V (1 / √3) |
Двигатели, подключенные звездой, имеют низкую скорость, поскольку они получают напряжение 1 / √3 . | Скорость двигателей, подключенных по схеме треугольника, высока, потому что каждая фаза получает общее линейное напряжение. |
При соединении звездой, плавном пуске и работе с номинальной мощностью, может быть достигнута нормальная работа без перегрева. | При соединении треугольником двигатель получает максимальную выходную мощность. |
При соединении звездой фазное напряжение составляет 1 / √3 от линейного напряжения. Следовательно, требуется небольшое количество витков, что позволяет сэкономить на меди. | При соединении треугольником фазное напряжение равно линейному напряжению, следовательно, требуется большее количество витков, что увеличивает общую стоимость. |
Необходима низкая изоляция, поскольку фазное напряжение низкое по сравнению с Delta. | Требуется высокая изоляция, поскольку фазное напряжение = линейное напряжение. |
Звездное соединение — это общая и общая система, которая используется при передаче электроэнергии. | Delta Connection — типичная система, используемая в системах распределения и промышленности. |
Та же таблица, показывающая различия между конфигурациями звезды и треугольника, может быть увидена ниже, если у вас возникнут какие-либо трудности при чтении текста.
Щелкните изображение, чтобы увеличить
Основное различие между соединениями звездой и треугольникомСвязанные сообщения:
Трехфазное питание, значения напряжения и тока
Трехфазное соединение звездой: линия, фазный ток, напряжения и мощность в конфигурации Y Что такое Star Connection (Y)?Star Connection ( Y ) Система также известна как Three Phase Four Wire System ( 3-Phase 4 Wire ), и это наиболее предпочтительная система для распределения питания переменного тока, а для передачи — Delta соединение обычно используется.
В системе соединения Star (также обозначается как Y ) начальные или конечные концы (аналогичные концы) трех катушек соединяются вместе, образуя нейтральную точку. Или
Звездное соединение получается путем соединения вместе одинаковых концов трех катушек, либо «Пуск», либо «Завершение». Остальные концы присоединяются к линейным проводам. Общая точка называется нейтральной или звездной точкой , которая представлена N .(Как показано на рис. 1)
Звездное соединение также называется трехфазной 4-проводной (3-фазной, 4-проводной) системой.
Также читайте:
Если сбалансированная симметричная нагрузка подключена к трехфазной системе параллельно, то три тока будут течь по нейтральному проводу, количество которых будет одинаковым, но будет отличаться на 120 ° (не в фазе) , следовательно, векторная сумма этих трех токов = 0. т.е.
I R + I Y + I B = 0 …………….Victorially
Напряжение между любыми двумя клеммами или напряжение между линией и нейтралью (точка звезды) называется фазным напряжением или напряжением звезды, обозначенным как V Ph . Напряжение между двумя линиями называется линейным напряжением или линейным напряжением и обозначается V L .
Соединение звездой (Y) Трехфазное питание, значения напряжения и тока Значения напряжения, тока и мощности при соединении звездой (Y)Теперь мы найдем значения сетевого тока, линейного напряжения, фазного тока, фазы Напряжения и мощность в трехфазной системе переменного тока звездой.
Линейные напряжения и фазные напряжения при соединении звездойМы знаем, что линейное напряжение между линией 1 и линией 2 (из рис. 3а) составляет
В RY = В R — В Y …. (Разность векторов)
Таким образом, чтобы найти вектор V RY , увеличьте вектор V Y в обратном направлении, как показано пунктирной линией на рисунке 2 ниже. Точно так же на обоих концах вектора V R и Vector V Y образуют перпендикулярные пунктирные линии, которые выглядят как параллелограмм, как показано на рис. (2).Диагональная линия, разделяющая параллелограмм на две части, показывает значение V RY . Угол между векторами V Y и V R составляет 60 °.
Следовательно, если
V R = V Y = V B = V PH
, то
V RY = 2 x V PH x Cos (60 ° / 2)
= 2 x V PH x Cos 30 °
= 2 x V PH x (√3 / 2) …… Так как Cos 30 ° = √3 / 2
V RY = √3 V PH
Аналогично,
V YB = V Y — V B
V YB = √3 V PH
И
V BR = V B — V R
V BR = √3 V PH
Следовательно, доказано, что V RY = V YB = V BR является линейные напряжения (В L ) при соединении звездой , следовательно, при соединении звездой;
V L = √3 V PH или V L = √3 E PH
Линейные и фазовые напряжения при соединении звездойИз рисунка 2 видно, что;
- Линейные напряжения отстоят друг от друга на 120 °
- Линейные напряжения на 30 ° опережают соответствующие фазные напряжения
- Угол Ф между линейными токами и соответствующими линейными напряжениями составляет (30 ° + Ф), т.е.е. каждый линейный ток отстает (30 ° + Ф) от соответствующего сетевого напряжения.
Связанный пост: Осветительные нагрузки, соединенные звездой и треугольником
Линейные токи и фазные токи при соединении звездойИз рис. (3a) видно, что каждая линия соединена последовательно с отдельной фазной обмоткой, поэтому значение Линейный ток такой же, как и в фазных обмотках, к которым подключена линия. т.е.
- Ток в линии 1 = I R
- Ток в линии 2 = I Y
- Ток в линии 3 = I B
Поскольку текущие токи во всех трех линиях одинаковы, и поэтому индивидуальный ток в каждой строке равен соответствующему фазному току;
I R = I Y = I B = I PH ….Фазный ток
Линейный ток = Фазный ток
I L = I PH
Проще говоря, значения линейных токов и фазных токов одинаковы в Star Connection .
Соединение звездой (Y): значения линейных токов и напряжений и фазных токов и напряжений Мощность при соединении звездойВ трехфазной цепи переменного тока общая истинная или активная мощность является суммой трехфазной мощности.Или сумма всех трех фазных мощностей — это полная активная или истинная мощность.
Следовательно, полная активная или истинная мощность в трехфазной системе переменного тока;
Общая истинная или активная мощность = 3-фазная мощность
или
P = 3 x V PH x I PH x CosФ … .. уравнение… (1)
Мы знаем, что значения фазного тока и фазного напряжения при соединении звездой;
I L = I PH
V PH = V L / √3 ….. (От В L = √3 В PH )
Ввод этих значений в уравнение мощности ……. (1)
P = 3 x (V L / √3) x I L x CosФ …….…. (V PH = V L / √3)
P = √3 x√3 x (V L / √3) x I L x CosФ….… {3 = √3x√3 }
P = √3 x V L x I L x CosФ
Следовательно, доказано;
Power in Star Connection ,
P = 3 x V PH x I PH x CosФ или
P = √3 x V L x I L x CosФ
То же самое объясняется в MCQ трехфазной цепи с пояснительным ответом (MCQ No.1)
Аналогично,
Общая реактивная мощность = Q = √3 x V L x I L x SinФ
Где Cos Φ = коэффициент мощности = фазовый угол между фазным напряжением и фазным током, а не между линейным током и линейным напряжением.
Полезно знать : Реактивная мощность индуктивной катушки принимается как положительная (+), а реактивная мощность конденсатора — как отрицательная (-).
Также полная полная мощность трех фаз;
Полная полная мощность = S = √3 x V L x I L Или,
S = √ (P 2 + Q 2 )
Также читается:
Три Подключение фазового трансформатора и основные сведения
До сих пор мы рассмотрели конструкцию и работу однофазного двухобмоточного трансформатора напряжения, который можно использовать для увеличения или уменьшения вторичного напряжения по отношению к первичному напряжению питания.Но трансформаторы напряжения также могут быть сконструированы для подключения не только к одной однофазной, но и для двухфазной, трехфазной, шестифазной и даже сложных комбинаций до 24 фаз для некоторых трансформаторов выпрямления постоянного тока.
Если мы возьмем три однофазных трансформатора и соединим их первичные обмотки друг с другом, а их вторичные обмотки друг с другом в фиксированной конфигурации, мы сможем использовать трансформаторы от трехфазного источника питания.
Трехфазные, также записываемые как 3-фазные или 3-фазные источники питания, используются для производства, передачи и распределения электроэнергии, а также для всех промышленных целей.Трехфазные источники питания имеют много преимуществ по сравнению с однофазными, и при рассмотрении трехфазных трансформаторов мы должны иметь дело с тремя переменными напряжениями и токами, различающимися по времени фазы на 120 градусов, как показано ниже.
Трехфазные напряжения и токи
Где: V L — линейное напряжение, а V P — межфазное напряжение.
Трансформатор не может действовать как устройство изменения фазы и преобразовывать однофазное в трехфазное или трехфазное в однофазное.Чтобы соединения трансформатора были совместимы с трехфазными источниками питания, нам необходимо соединить их вместе определенным образом, чтобы сформировать конфигурацию трехфазного трансформатора .
Трехфазный трансформатор или 3-фазный трансформатор могут быть сконструированы либо путем соединения вместе трех однофазных трансформаторов, образуя так называемую батарею трехфазных трансформаторов, либо путем использования одного предварительно собранного и сбалансированного трехфазного трансформатора, который состоит из трех пары однофазных обмоток, установленных на один ламинированный сердечник.
Преимущества построения одного трехфазного трансформатора заключаются в том, что при той же номинальной мощности кВА он будет меньше, дешевле и легче трех отдельных однофазных трансформаторов, соединенных вместе, поскольку медный и железный сердечники используются более эффективно. Способы подключения первичной и вторичной обмоток одинаковы, независимо от того, используется ли один трехфазный трансформатор или три отдельных однофазных трансформатора . Рассмотрим схему ниже:
Подключение трехфазного трансформатора
Первичная и вторичная обмотки трансформатора могут быть соединены в различной конфигурации, как показано, чтобы удовлетворить практически любые требования.В случае обмоток трехфазного трансформатора возможны три формы соединения: «звезда» (звезда), «треугольник» (сетка) и «соединенная звезда» (зигзаг).
Комбинации трех обмоток могут быть с первичным соединением треугольником и вторичным соединением звезды, или звезда-треугольник, звезда-звезда или треугольник-треугольник, в зависимости от использования трансформаторов. Когда трансформаторы используются для обеспечения трех или более фаз, их обычно называют многофазным трансформатором .
Трехфазный трансформатор со звездой и треугольником
Но что мы подразумеваем под «звездой» (также известной как звезда) и «треугольником» (также известной как сетка), когда имеем дело с подключениями трехфазного трансформатора. Трехфазный трансформатор имеет три набора первичной и вторичной обмоток. В зависимости от того, как эти наборы обмоток соединены между собой, определяется, является ли соединение конфигурацией звезды или треугольника.
Три доступных напряжения, каждое из которых смещено друг от друга на 120 электрических градусов, не только определяют тип электрических соединений, используемых как на первичной, так и на вторичной стороне, но и определяют протекание токов трансформатора.
При соединении трех однофазных трансформаторов магнитные потоки в трех трансформаторах различаются по фазе на 120 градусов времени. В одном трехфазном трансформаторе имеется три магнитных потока в сердечнике, различающиеся по фазе на 120 градусов.
Стандартный метод маркировки обмоток трехфазного трансформатора заключается в маркировке трех первичных обмоток заглавными (заглавными) буквами A, B и C, которые используются для обозначения трех отдельных фаз: КРАСНОГО, ЖЕЛТОГО и СИНЕГО.Вторичные обмотки обозначены маленькими (строчными) буквами a, b и c. Каждая обмотка имеет два конца, обычно обозначаемые 1 и 2, так что, например, вторая обмотка первичной обмотки имеет концы, которые будут обозначены B1 и B2, а третья обмотка вторичной обмотки будет иметь обозначения c1 и c2, как показано.
Конфигурация трансформатора со звездой и треугольником
Символыобычно используются на трехфазном трансформаторе для обозначения типа или типов соединений, используемых с верхним регистром Y для соединения звездой, D для соединения треугольником и Z для соединенных между собой первичных обмоток звезды, с нижним регистром y, d и z для их соответствующих вторичные.Тогда звезда-звезда будет помечена Yy, дельта-дельта будет помечена Dd, а взаимосвязанная звезда с взаимосвязанной звездой будет Zz для тех же типов подключенных трансформаторов.
Идентификация обмотки трансформатора
Подключение | Первичная обмотка | Вторичная обмотка |
Дельта | D | г |
Звезда | Y | л |
Подключено | Z | z |
Теперь мы знаем, что существует четыре различных способа соединения трех однофазных трансформаторов между их первичными и вторичными трехфазными цепями.Эти четыре стандартные конфигурации представлены как: Дельта-Дельта (Dd), Звезда-Звезда (Yy), Звезда-Дельта (Yd) и Дельта-Звезда (Dy).
Трансформаторы для работы с высоким напряжением с соединением звездой имеют преимущество в снижении напряжения на отдельном трансформаторе, уменьшении количества необходимых витков и увеличении размера проводников, что делает изоляцию обмоток катушек проще и дешевле, чем трансформаторы треугольника. .
Соединение треугольником, тем не менее, имеет одно большое преимущество перед конфигурацией звезда-треугольник в том, что если один трансформатор из группы из трех выйдет из строя или отключится, два оставшихся будут продолжать подавать трехфазное питание с одинаковой мощностью. примерно до двух третей исходной выходной мощности трансформаторного блока.
Соединение треугольником и треугольником трансформатора
В группе трансформаторов, соединенных треугольником (Dd), линейное напряжение, В L , равно напряжению питания, В L = В S . Но ток в каждой фазной обмотке задается как: 1 / √3 × I L линейного тока, где I L — линейный ток.
Одним из недостатков трехфазных трансформаторов, соединенных треугольником, является то, что каждый трансформатор должен быть намотан на полное линейное напряжение (в нашем примере выше 100 В) и на 57.7 процентов, линейный ток. Большее количество витков в обмотке вместе с изоляцией между витками требует большей и более дорогой катушки, чем соединение звездой. Еще один недостаток трехфазных трансформаторов, подключенных по схеме треугольника, заключается в отсутствии «нейтрального» или общего подключения.
В схеме «звезда-звезда» (Yy), (звезда-звезда) каждый трансформатор имеет одну клемму, подключенную к общему переходу или нейтральной точке, а три оставшихся конца первичных обмоток подключены к трехфазной сети.Количество витков в обмотке трансформатора при соединении звездой составляет 57,7% от количества витков, необходимых для соединения треугольником.
Соединение звездой требует использования трех трансформаторов, и если какой-либо один трансформатор выйдет из строя или отключится, вся группа может выйти из строя. Тем не менее, трехфазный трансформатор, соединенный звездой, особенно удобен и экономичен в системах распределения электроэнергии, поскольку четвертый провод может быть подключен в качестве нейтральной точки (n) трех вторичных обмоток, соединенных звездой, как показано.
Соединение звездой и звездой трансформатора
Напряжение между любой линией трехфазного трансформатора называется «линейным напряжением», В L , а напряжение между любой линией и нейтралью трансформатора, соединенного звездой, называется «фазным напряжением», В П . Это фазное напряжение между нейтральной точкой и любым из линейных соединений составляет 1 / √3 × V L линейного напряжения. Тогда выше, фазное напряжение первичной стороны, V P , указано как.
Вторичный ток в каждой фазе группы трансформаторов, соединенных звездой, такой же, как и для сетевого тока источника питания, тогда I L = I S .
Тогда взаимосвязь между линейными и фазными напряжениями и токами в трехфазной системе можно резюмировать как:
Трехфазное напряжение и ток
Подключение | Фазовое напряжение | Напряжение сети | Фазный ток | Линейный ток |
Звезда | В P = V L ÷ √3 | В L = √3 × V P | I P = I L | I L = I P |
Дельта | В P = V L | В L = V P | I P = I L ÷ √3 | I L = √3 × I P |
Где опять же, V L — это линейное напряжение, а V P — это межфазное напряжение на первичной или вторичной стороне.
Другие возможные соединения для трехфазных трансформаторов — звезда-треугольник Yd, где первичная обмотка соединена звездой, а вторичная — треугольником, или треугольник-звезда Dy с соединением треугольником первичной и вторичной звездой.
Трансформаторы, соединенные треугольником, широко используются в распределительных сетях малой мощности, где первичные обмотки обеспечивают трехпроводную сбалансированную нагрузку для энергокомпании, в то время как вторичные обмотки обеспечивают необходимое 4-проводное соединение нейтрали или земли.
Когда первичная и вторичная обмотки имеют разные типы соединения обмоток, звезду или треугольник, общее соотношение витков трансформатора становится более сложным. Если трехфазный трансформатор подключен по схеме треугольник-треугольник (Dd) или звезда-звезда (Yy), то трансформатор потенциально может иметь соотношение витков 1: 1. То есть входное и выходное напряжения для обмоток одинаковы.
Однако, если трехфазный трансформатор подключен по схеме звезда-треугольник, (Yd) каждая первичная обмотка, соединенная звездой, получит фазное напряжение источника питания, V P , которое равно 1 / √3 × V L .
Тогда в каждой соответствующей вторичной обмотке будет индуцировано такое же напряжение, и, поскольку эти обмотки соединены треугольником, напряжение 1 / √3 × V L станет напряжением вторичной линии. Тогда при соотношении витков 1: 1 трансформатор, подключенный по схеме звезда-треугольник, обеспечит понижающее отношение линейного напряжения √3: 1.
Тогда для трансформатора, подключенного по схеме звезда-треугольник (Yd), коэффициент передачи будет равен:
Передаточное отношение звезда-треугольник
Аналогичным образом, для трансформатора, подключенного по схеме треугольник-звезда (Dy), с соотношением витков 1: 1 трансформатор будет обеспечивать повышающее отношение линейного напряжения 1: √3.Тогда для трансформатора, подключенного по схеме треугольник-звезда, коэффициент трансформации станет:
.Передаточное число Delta-Star
Затем для четырех основных конфигураций трехфазного трансформатора мы можем перечислить вторичные напряжения и токи трансформаторов относительно первичного линейного напряжения V L и его первичного линейного тока I L , как показано в следующей таблице. .
Напряжение и ток трехфазного трансформатора
Где: n — «коэффициент трансформации» трансформатора (T.R.) количества вторичных обмоток N S , деленного на количество первичных обмоток N P . (N S / N P ) и V L — это линейное напряжение, а V P — это межфазное напряжение.
Пример трехфазного трансформатора
Первичная обмотка трансформатора 50 ВА, подключенного по схеме треугольник-звезда (Dy), питается от трехфазного источника питания 100 В, 50 Гц. Если трансформатор имеет 500 витков на первичной обмотке и 100 витков на вторичной обмотке, рассчитайте напряжения и токи вторичной стороны.
Приведенные данные: номинал трансформатора, 50 ВА, напряжение питающей сети, 100 В, первичная обмотка 500, вторичная обмотка, 100.
Затем вторичная сторона трансформатора подает линейное напряжение V LINE около 35 В, что дает напряжение вторичной фазы, V PHASE , 20 В при 0,834 ампера.
Конструкция трехфазного трансформатора
Ранее мы говорили, что трехфазный трансформатор фактически представляет собой три соединенных между собой однофазных трансформатора на одном ламинированном сердечнике, и значительная экономия в стоимости, размере и весе может быть достигнута путем объединения трех обмоток в единую магнитную цепь, как показано.
Трехфазный трансформатор обычно имеет три магнитные цепи, которые переплетены для обеспечения равномерного распределения диэлектрического потока между обмотками высокого и низкого напряжения. Исключением из этого правила является трехфазный трансформатор оболочечного типа. В конструкции оболочки, даже если три жилы вместе, они не переплетены.
Конструкция трехфазного трансформатора
Трехфазный трехфазный трансформатор с сердечником — это наиболее распространенный метод построения трехфазного трансформатора, позволяющий соединять фазы магнитным полем.Поток каждой ветви использует две другие ветви в качестве обратного пути с тремя магнитными потоками в сердечнике, создаваемыми линейными напряжениями, различающимися по фазе на 120 градусов. Таким образом, поток в сердечнике остается почти синусоидальным, создавая синусоидальное вторичное напряжение питания.
Корпус трехфазного трансформатора с пятью конечностями тяжелее и дороже в строительстве, чем с сердечником. Пятилепестковые сердечники обычно используются для очень больших силовых трансформаторов, так как они могут изготавливаться с меньшей высотой.Материалы сердечника, электрических обмоток, стального корпуса и охлаждения корпусных трансформаторов практически такие же, как и для более крупных однофазных трансформаторов.
Трехфазная схема | Система «звезда» и «треугольник»
Существует два типа систем, доступных в электрической цепи: однофазная и трехфазная . В однофазной цепи будет только одна фаза, т.е.e ток будет проходить только по одному проводу, и будет один обратный путь, называемый нейтральной линией, чтобы замкнуть цепь. Таким образом, в однофазной сети может передаваться минимальное количество энергии. Здесь генерирующая станция и грузовая станция также будут однофазными. Это старая система, использовавшаяся ранее.
В 1882 году было сделано новое изобретение в многофазной системе, в которой более одной фазы можно использовать для генерирования, передачи и для системы нагрузки. Трехфазная цепь — это многофазная система, в которой три фазы передаются вместе от генератора к нагрузке.
Каждая фаза имеет разность фаз 120 o , то есть 120 o углов электрически. Таким образом, из общего количества 360 o три фазы поровну делятся на 120 o каждая. Электропитание в трехфазной системе является непрерывным, поскольку все три фазы участвуют в выработке общей мощности. Синусоидальные волны для трехфазной системы показаны ниже —
Каждая из трех фаз может использоваться как однофазная. Таким образом, если нагрузка однофазная, то можно взять одну фазу из трехфазной цепи , а нейтраль можно использовать в качестве заземления для завершения цепи.
Почему трехфазное соединение предпочтительнее однофазного?
У этого вопроса есть разные причины, потому что есть ряд преимуществ перед однофазной схемой. Трехфазная система может использоваться как трехфазная однофазная линия, поэтому она может действовать как трехфазная система. Трехфазная генерация и однофазная генерация одинаковы в генераторе, за исключением расположения катушки в генераторе, чтобы получить разность фаз 120 — . Проводник, необходимый в трехфазной цепи, составляет 75% от проводника, необходимого в однофазной цепи.Кроме того, мгновенная мощность в однофазной системе падает до нуля, поскольку в однофазной системе мы можем видеть синусоидальную кривую, но в трехфазной системе полезная мощность от всех фаз обеспечивает непрерывную мощность для нагрузки.
До сих пор мы можем сказать, что есть три источника напряжения, соединенных вместе, чтобы сформировать трехфазную цепь, и фактически он находится внутри генератора. Генератор имеет три источника напряжения, которые действуют вместе с разностью фаз 120 — . Если мы сможем организовать три однофазных цепи с разностью фаз 120 o , тогда это станет трехфазной схемой.Таким образом, разность фаз должна составлять 120 o , иначе схема не будет работать, трехфазная нагрузка не сможет активироваться, и это также может вызвать повреждение системы.
Размер или количество металла трехфазных устройств не имеют большой разницы. Теперь, если мы рассмотрим трансформатор, он будет почти одинакового размера как для однофазной, так и для трехфазной, потому что трансформатор будет обеспечивать только связь магнитного потока. Таким образом, трехфазная система будет иметь более высокий КПД по сравнению с однофазной, потому что при одинаковой или небольшой разнице в массе трансформатора трехфазная линия будет отключена, тогда как в однофазной будет только одна.И потери будут минимальными в трехфазной цепи. Таким образом, в целом трехфазная система будет иметь лучший и более высокий КПД по сравнению с однофазной системой.
В трехфазной цепи соединения могут быть двух типов:
- Соединение звездой
- Соединение треугольником
Реже существует соединение разомкнутым треугольником, когда два однофазных трансформатора используются для обеспечения трехфазного поставлять. Обычно они используются только в аварийных условиях, поскольку их эффективность невысока по сравнению с системами дельта-дельта (замкнутый треугольник) (которые используются во время стандартных операций).
Соединение звездой
В соединении звездой имеется четыре провода, три провода — фазные, а четвертый — нейтраль, отведенная от звезды. Соединение звездой предпочтительнее для передачи энергии на большие расстояния, потому что оно имеет нейтральную точку. Здесь нам нужно прийти к концепции сбалансированного и несимметричного тока в энергосистеме.
Когда равный ток течет через все три фазы, это называется сбалансированным током. А когда ток не будет равным ни в одной из фаз, то это несимметричный ток.В этом случае в сбалансированном состоянии через нейтраль не будет протекать ток, и, следовательно, клемма нейтрали не используется. Но когда в трехфазной цепи будет протекать несимметричный ток, нейтраль играет жизненно важную роль. Он проведет несимметричный ток через землю и защитит трансформатор. Несимметричный ток влияет на трансформатор и может также вызвать повреждение трансформатора, поэтому соединение звездой является предпочтительным для передачи на большие расстояния.
Соединение звездой показано ниже —
При соединении звездой линейное напряжение в √3 раза больше фазного напряжения. Линейное напряжение — это напряжение между двумя фазами в трехфазной цепи, а фазное напряжение — это напряжение между одной фазой и нейтральной линией. И ток одинаковый как для линии, так и для фазы. Это показано в виде выражения ниже.
Соединение треугольником
В соединении треугольником только три провода, и нейтральная клемма не используется. Обычно соединение треугольником предпочтительнее для коротких расстояний из-за проблемы несимметричного тока в цепи.На рисунке ниже показано соединение треугольником. В грузовой станции заземление можно использовать в качестве нейтрального пути, если это необходимо.
При соединении треугольником линейное напряжение такое же, как и фазное. И линейный ток в √3 раза больше фазного тока. Это показано в виде выражения ниже:
В трехфазной цепи соединение звездой и треугольником может быть выполнено четырьмя различными способами:
- Соединение звезда-звезда
- Соединение звезда-треугольник
- Соединение треугольник-звезда
- Треугольник -Delta подключение
Но мощность не зависит от схемы расположения трехфазной системы.Полезная мощность в цепи будет одинаковой как при соединении звездой, так и треугольником. Мощность в трехфазной цепи может быть рассчитана по приведенному ниже уравнению:
Поскольку существует три фазы, в нормальном уравнении мощности получается кратное 3, а коэффициент мощности — коэффициент мощности. Коэффициент мощности является очень важным фактором в трехфазной системе, и иногда из-за определенной ошибки он исправляется с помощью конденсаторов.
Преимущества и недостатки соединения звезды и треугольника
Пускатель со звезды на треугольник — это наиболее часто используемый метод для включения трехфазного асинхронного двигателя.При соединении звездой начальный или конечный концы трех катушек соединяются вместе, образуя нейтральную точку. Общий провод выводится из нейтральной точки, которая называется нейтралью, в то время как при соединении треугольником противоположный конец трех катушек соединяется вместе. На этой странице представлена информация о плюсах и минусах подключения по схеме звезда и треугольник, чтобы лучше понять эту тему.
Преимущества соединения звездой:
- Используется для высокого напряжения
- Общая нейтральная точка
- Подходит для несбалансированной нагрузки
- Каждая фаза — отдельная цепь
- Приложения с двойным напряжением
- Соединение звездой может равномерно распределять нагрузку
- Генератор с соединением звездой требует меньшей изоляции
- Генератор с соединением звездой требует меньшего количества оборотов, чем треугольник, для того же напряжения
- Возможность распределения нагрузки между фазами
- Наличие однофазной сети при более низком напряжении
- Нейтральная точка может быть заземлена
Недостатки соединения звездой:
- Меньший крутящий момент
- Конструкция предусматривает объединение 3-х отдельных фаз в 1
- Вторичное распределение, малые нагрузки
- Стоимость строительства дороже
Преимущества соединений дельт:
- Больше крутящего момента
- Эффективный
- Простая конструкция двигателя
- Применение в тяжелых условиях
- Защита проста и дешевле
- Используется во вращающихся конвейерах
- При использовании соединения треугольником меньший ток на обмотку при той же выходной мощности
- Основные области применения в производстве, передаче и распределении электроэнергии
- Вторичная обмотка трансформатора обеспечивает все 3 фазы
- Стоимость строительства низкая
Недостатки соединения треугольником:
- Нет общей нейтральной точки
- Обнаружение замыканий на землю затруднено
- Подключение низкого напряжения
Резюме:
Если мощность остается постоянной, соединение треугольником имеет более низкое напряжение и большую пропускную способность по току, тогда как соединение звездой имеет более высокое напряжение и низкую допустимую силу тока.
Пускатель со звезды на треугольник — это наиболее часто используемый метод для включения трехфазного асинхронного двигателя. При соединении звездой начальный или конечный концы трех катушек соединяются вместе, образуя нейтральную точку. Общий провод выводится из нейтральной точки, которая называется нейтралью, в то время как при соединении треугольником противоположный конец трех катушек соединяется вместе. На этой странице представлена информация о плюсах и минусах подключения по схеме звезда и треугольник, чтобы лучше понять эту тему.
Преимущества соединения звездой:
- Используется для высокого напряжения
- Общая нейтральная точка
- Подходит для несбалансированной нагрузки
- Каждая фаза — отдельная цепь
- Приложения с двойным напряжением
- Соединение звездой может равномерно распределять нагрузку
- Генератор с соединением звездой требует меньшей изоляции
- Генератор с соединением звездой требует меньшего количества оборотов, чем треугольник, для того же напряжения
- Возможность распределения нагрузки между фазами
- Наличие однофазной сети при более низком напряжении
- Нейтральная точка может быть заземлена
Недостатки соединения звездой:
- Меньший крутящий момент
- Конструкция предусматривает объединение 3-х отдельных фаз в 1
- Вторичное распределение, малые нагрузки
- Стоимость строительства дороже
Преимущества соединений дельт:
- Больше крутящего момента
- Эффективный
- Простая конструкция двигателя
- Применение в тяжелых условиях
- Защита проста и дешевле
- Используется во вращающихся конвейерах
- При использовании соединения треугольником меньший ток на обмотку при той же выходной мощности
- Основные области применения в производстве, передаче и распределении электроэнергии
- Вторичная обмотка трансформатора обеспечивает все 3 фазы
- Стоимость строительства низкая
Недостатки соединения треугольником:
- Нет общей нейтральной точки
- Обнаружение замыканий на землю затруднено
- Подключение низкого напряжения
Резюме:
Если мощность остается постоянной, соединение треугольником имеет более низкое напряжение и большую пропускную способность по току, тогда как соединение звездой имеет более высокое напряжение и низкую допустимую силу тока.
Трехфазное питание: объяснение треугольника и звезды
Электричество используется для питания множества устройств, которые предназначены для удобства и необходимости людей и процессов по всему миру. Трехфазное питание играет ключевую роль в проектировании электрических систем, а трехфазные фильтры электромагнитных помех являются важной частью электрических устройств на различных рынках, в первую очередь в тяжелых промышленных приложениях. Большинству устройств в промышленных приложениях требуется большая мощность для обеспечения достаточного количества электроэнергии для поддержки больших двигателей, систем обогрева, инверторов, выпрямителей, источника питания и индукционных цепей.Из-за этого высокомощное оборудование обычно проектируется для трехфазного или многофазного переменного тока, в котором общая потребляемая мощность делится между многими фазами, оптимизируя систему энергоснабжения (генерацию и распределение) и конструкцию оборудования.
В трехфазной системе есть три проводника, по которым протекает переменный ток. Они называются фазами и обычно обозначаются как A, B и C. Каждая фаза настроена на одинаковую частоту и амплитуду напряжения, но сдвинута по фазе на 120 °, что обеспечивает постоянную передачу мощности во время электрических циклов.
Конфигурации с трехфазным питанием особенно важны, поскольку они могут поддерживать в три раза больше мощности, используя всего в 1 ½ — 2 раза больше проводов, чем конфигурация с однофазным питанием. Это может помочь снизить стоимость и количество материалов, необходимых для проектирования системы. Это также может упростить конструкцию двигателя, исключив необходимость в пусковых конденсаторах.
Однако преобразование большой мощности (инвертирование, выпрямление) генерирует шум с чрезмерно высокими частотами (EMI), который обычно представляет собой гармоники высшего порядка различных частот переключения.
По этой причине 3-фазные фильтры электромагнитных помех становятся особенно важными в трехфазных приложениях, поскольку они уменьшают количество электромагнитных помех, предотвращают нарушения в работе оборудования и помогают компаниям соблюдать правила электромагнитной совместимости.
Различия между Delta и WYE
Трехфазные системы могут быть сконфигурированы двумя различными способами для поддержания равных нагрузок; они известны как конфигурации Delta и WYE. Названия «Дельта» и «WYE» представляют собой специфические индикаторы форм, на которые напоминают провода после соединения друг с другом.«Дельта» происходит от греческого символа «Δ», а «WYE» напоминает букву «Y» и также известна как «звездная» цепь. Обе конфигурации, Delta и WYE обладают гибкостью для подачи питания по трем проводам, но основные различия между ними основаны на количестве проводов, доступных в каждой конфигурации, и текущем потоке. Конфигурация WYE приобрела популярность в последние годы, поскольку она имеет нейтральный провод, который позволяет подключать как фазу к нейтрали (однофазное), так и линейное (2/3 фазы).
Что такое трехфазные фильтры линии питания?
Трехфазные фильтры электромагнитных помехразработаны в соответствии со строгими требованиями норм электромагнитной совместимости для промышленных приложений. Правила определяют максимально допустимые уровни шума (в дБ), допустимые на линиях электропередач. Общие требования к конструкции 3-фазного фильтра электромагнитных помех включают входные токи, линейное напряжение, ограничение размера и требуемые вносимые потери. В дополнение к этому, конфигурация 3-фазного фильтра электромагнитных помех играет важную роль в конструкции.
Дельта-3-фазный фильтр электромагнитных помех
3-фазные фильтры электромагнитных помехDelta предназначены для уменьшения электромагнитных помех в устройствах, подключенных к трехфазному питанию, подключенному по схеме «треугольник». Конфигурация Delta состоит из четырех проводов; три токопроводящих жилы и один заземляющий провод. Фазовые нагрузки (например, обмотки двигателя) соединены друг с другом в форме треугольника, где соединение выполняется от одного конца обмотки к начальному концу другого, образуя замкнутую цепь.
В этой конфигурации нет нейтрального провода, но он может питаться от трехфазной сети WYE, если нейтральная линия опущена / заземлена.Дельта-система используется для передачи энергии из-за более низкой стоимости из-за отсутствия нейтрального кабеля. Он также используется в приложениях, требующих высокого пускового момента.
Из-за отсутствия нейтрального провода конденсаторы, используемые в трехфазных фильтрах электромагнитных помех Delta, должны быть рассчитаны на линейное (междуфазное) напряжение, что может увеличить размер, вес и стоимость. Однако отсутствие нейтрального провода позволяет получить более высокие номинальные токи, чем WYE, и лучшую производительность при том же заданном кубическом объеме.
Проектирование и трехфазный дельта-фильтр электромагнитных помех
- Определите максимальную мощность, требуемую нагрузкой.
- Разделите максимальную мощность, требуемую нагрузкой, на 3, чтобы получить мощность на фазу.
- Разделите ответ на линейное напряжение.
- Умножьте предыдущий ответ на квадратный корень из 3.
Преимущества дельта-конфигурации
- Дельта-конфигурации обычно могут быть разработаны для работы с более высоким током и более эффективны.
- Защита для дельта-конфигураций может быть простой. Конфигурации
- Delta обычно устанавливаются для тяжелых условий эксплуатации и предпочтительны для выработки и передачи электроэнергии.
WYE 3-фазный фильтр для защиты от электромагнитных помех
Фильтры EMIWYE предназначены для фильтрации типичных устройств преобразования мощности в режиме переключения и других приложений, требующих нейтрального подключения. Эта конфигурация состоит из пяти проводов; три провода под напряжением, нейтраль и земля.В конфигурации WYE фазные нагрузки подключаются в единственной (нейтральной) точке, где подключается нейтральный провод.
Когда нагрузки конфигурации WYE полностью сбалансированы, через нейтральный провод ток не течет. Когда нагрузки неуравновешены, через нейтральный провод проходит ток. Эта конфигурация позволяет использовать конденсаторы более низкого напряжения (120 В переменного тока в системе 208 В переменного тока и 277 В переменного тока в системе 480 В переменного тока) в фильтре, что может привести к экономии затрат, веса и объема.
Во многих случаях нейтральный провод можно оставить плавающим.Однако, как упоминалось ранее, конфигурация WYE обеспечивает гибкость для подключения нагрузок в цепи между фазой и нейтралью или между фазами. В отличие от Delta, эта конфигурация может использоваться как четырехпроводная схема или пятипроводная схема. Конфигурации WYE обычно используются в сетях распределения электроэнергии. Это в первую очередь требуется в приложениях, требующих меньшего пускового тока и перемещаемых на большие расстояния.
Проектирование и трехфазный фильтр электромагнитных помех WYE
- Определите максимальную мощность, требуемую нагрузкой.
- Разделите максимальную мощность, требуемую нагрузкой, на 3, чтобы получить мощность на фазу.
- Разделите ответ на напряжение между фазой и нейтралью / землей.
Преимущества конфигураций WYE
- Предпочтительно для распределения электроэнергии, поскольку он может поддерживать однофазные (фаза-нейтраль), 2-фазные (междуфазные) и трехфазные нагрузки.
- Точка звезды обычно заземлена, что делает ее идеальной для несимметричных нагрузок.
- Для такой же поддержки напряжения требуется меньшая изоляция.
Стоимость трехфазных фильтров линии питания Delta по сравнению с WYE
Конфигурация трехфазного дельта-фильтра электромагнитных помех может быть технически более рентабельной, чем конфигурации WYE, поскольку для нее требуется только трехжильный кабель вместо четырех, что снижает стоимость материалов для изготовления блоков. Однако некоторые из этих рентабельности могут быть компенсированы необходимостью в компонентах, рассчитанных на высокое напряжение.
Конфигурации трехфазного фильтра электромагнитных помех Astrodyne TDI Delta и WYE
Astrodyne TDI предлагает 3-фазные фильтры электромагнитных помех в конфигурациях Delta и WYE, чтобы помочь снизить электромагнитные помехи в различных приложениях и обеспечить соответствие международным стандартам излучения.Наши трехфазные фильтры электромагнитных помех находятся в диапазоне от 480 В / 520 В до 600 В переменного тока с номинальным током до 2500 А. Сетевые фильтры предлагаются в одно-, двух- и многоступенчатом исполнении, с более высокими значениями тока и напряжения, доступными по запросу.
Благодаря нашему обширному ассортименту фильтров и сильным конструкторским возможностям наша команда инженеров может гарантировать, что найдет наиболее эффективное решение для трехфазного фильтра электромагнитных помех, соответствующее любой спецификации и наиболее сложным приложениям.
Просмотрите нашу подборку трехфазных фильтров электромагнитных помех или свяжитесь с нашей командой, чтобы узнать больше о продукте, который поможет удовлетворить ваши требования.
12 Разница между соединением звездой и треугольником в трехфазной системе
Трехфазная система переменного тока в основном состоит из двух различных электрических соединений. Одно соединение — звезда, другое — соединение треугольником.
Эти два соединения имеют разные характеристики и используются для достижения разных функций. Здесь я описываю, в чем разница между соединением звезды и треугольника в трехфазной системе.
Это один из самых важных вопросов.И об этом спрашивали на многих экзаменах и собеседованиях. Итак, будучи инженером-электриком, вы должны знать все основные концепции и различия между ними.
Сравним проводку звезды и треугольника в трубчатой форме.
Соединение звездой против соединения треугольником
# | Содержание | Соединение звездой | Соединение треугольником |
01 | [Определение] Что такое соединения звезды и треугольника? | При трехфазном подключении переменного тока одна клемма каждой обмотки подключена к общей точке, а остальные три клеммы подключены к внешней цепи.Это соединение называется «звездообразным соединением». | При трехфазном подключении переменного тока все выводы каждой обмотки соединены друг с другом. Это соединение называется «Дельта-соединение». |
02 | Называется как | Иногда это называют «звездой». | Его также называют «сетевым соединением». |
03 | Представление соединений звезды и треугольника | Соединение звездой обозначается буквой «Y». | Соединение по схеме «треугольник» обозначается значком «Δ». |
04 | Соединение общей точки | Общая точка возникает при соединении звездой или проводке. Иногда эту точку называют «нейтральной точкой» или «звездной точкой». | Общая точка не возникает при соединении треугольником или проводке. |
05 | Сколько проводов в трехфазной системе? | Требуется трехпроводная трехфазная система переменного тока и четырехпроводная трехфазная система переменного тока. | Требуется трехпроводная трехфазная система переменного тока. |
06 | Какое соотношение между фазой и линейным напряжением ? | Линейное напряжение равно трехкратному корню фазного напряжения. Представляем как, VL = √3 VP . | Линейное напряжение равно фазному напряжению. Обозначим как, VL = VP . |
07 | Какая связь между фазой и током линии ? | Линейный ток равен фазному току. Обозначается как, IL = IP . | Линейный ток равен трехкратному корню фазного тока. Представляем как, IL = √3 IP . |
08 | Какой тип подключения используется в линиях передачи и распределения ? | Только в системе распределения используется соединение звездой. | В системе передачи и распределения используется соединение треугольником. |
09 | Требуемое напряжение для подключения звездой и треугольником | Каждая обмотка получает 220 В или 230 В при подключении звездой. | На каждую обмотку подается напряжение 414 В или 415 В при соединении треугольником. |
10 | Расстояние | Для коротких расстояний используется звездообразная сеть. | Для междугородной связи используется дельта-сеть. |
11 | Количество витков | Требуется большого количества витков. | Требуется меньшее количество оборотов. |
12 | Изоляция | Требуется дополнительная изоляция. | Требуется меньше изоляции. |
13. Схема соединений звезды и треугольника
- Соединение звездой или проводка
При соединении звездой трехфазной обмотки все катушки соединены в общей точке. Эта точка называется нейтральной звездой (N).
Вышеупомянутое соединение звездой представляет соотношение между фазой и линией напряжения и тока.
Линейный ток и фазный ток при соединении треугольником:
- Линейный ток представлен IR, IY и IB
- Фазный ток представлен INR, INY и INB
Линейное напряжение и Фазное напряжение при соединении треугольником:
- Линейное напряжение представлено VRY, VYB и VRB
- Фазовое напряжение представлено VNR, VNY и VNB
Принципиальная схема соединения звездой.
- Соединение треугольником или проводка
При соединении треугольником трехфазной обмотки все катушки соединены спина к спине.
Из приведенного выше соединения треугольником мы увидим соотношение между фазой и линией напряжения и тока.
Линейный ток и фазный ток при соединении звездой:
- Линейный ток представлен IR, IY и IB
- Фазный ток представлен I12, I23 и I31
Линейное напряжение и Фазное напряжение при соединении звездой:
- Линейное напряжение представлено VRY, VYB и VRB
- Фазовое напряжение представлено V12, V23 и V31
Принципиальная схема соединения треугольником.
Примечание : синие отметки обозначают количество фаз. Красные примечания представляют количество строк.
Это все об основных характеристиках соединения звезды и треугольника. Эти спецификации также описывают преимущества соединений звезды и треугольника.
Мы увидим линию привода и фазовое соотношение напряжения и тока для трехфазной системы, соединенной по схеме звезды и треугольника, в следующем учебном пособии.
Если у вас есть какие-либо вопросы относительно сравнения соединений звезды и треугольника, оставьте свой комментарий ниже.
Прочие сравнения:
Спасибо за чтение!
Если вы цените то, что я делаю здесь, в DipsLab, вам следует принять во внимание:
DipsLab — самый быстрорастущий и пользующийся наибольшим доверием сайт сообщества инженеров по электротехнике и электронике. Все опубликованные статьи доступны БЕСПЛАТНО всем.
Если вам нравится то, что вы читаете, пожалуйста, купите мне кофе (или 2) в знак признательности.
Это поможет мне продолжать оказывать услуги и оплачивать счета.
Я благодарен за вашу бесконечную поддержку.
Я получил степень магистра в области электроэнергетики.