Трехфазное звездой и треугольником схемы: Звезда и треугольник принцип подключения. особенности и работа

правила использования и разница между ними

by Realist

Основы электротехники

Сегодня асинхронные электромоторы пользуются популярностью благодаря надежности, отличной производительности и сравнительно невысокой стоимости. Двигатели этого типа обладают конструкцией, способной выдерживать сильные механические нагрузки. Чтобы пуск агрегата прошел успешно, его необходимо правильно подключить. Для этого используется соединения типа «звезда» и «треугольник», а также их комбинация.

Содержание статьи

• 1 Виды соединений
• 2 Плюсы и минусы «звезды»
• 3 Преимущества и недостатки «треугольника»
• 4 Комбинирование схем

Виды соединений

Конструкция электромотора достаточно проста и состоит из двух главных элементов — неподвижного статора и расположенного внутри, вращающегося ротора. Каждая из этих частей имеет собственные обмотки, проводящие ток. Статорная уложена в специальные пазы при обязательном соблюдении расстояния в 120 градусов.

Принцип работы двигателя прост — после включения пускателя и подачи напряжения на статор возникает магнитное поле, заставляющее ротор вращаться. Обе оконечности обмоток выводятся в распределительную коробку и располагаются в два ряда. Их выводы маркируются буквой «С» и получают цифровое обозначение в пределах от 1 до 6.

Чтобы их соединить, можно использовать один из трех способов:

• «Звезда»;
• «Треугольник»;
• «Звезда-треугольник».

Если все оконечности статорной обмотки соединяются в одной точке, то этот тип подключения носит название «звезда». Если же все концы обмотки соединены последовательно, то это «треугольник». В этом случае контакты располагаются так, что их ряды смещаются относительно друг друга. В результате напротив клеммы С6 находится вывод С1 и т. д. Это один из ответов на вопрос, в чем разница соединений звездой и треугольником.

Кроме этого, в первом случае обеспечивается более плавная работа мотора, но не достигается максимальная мощность. Если используется схема «треугольник», то в обмотках возникают большие пусковые токи, отрицательно влияющие на срок службы агрегата. Для их снижения приходится использовать специальные реостаты, делающие пуск максимально плавным.

Если 3-фазный двигатель подключается к сети в 220 вольт, то вращающего момента недостаточно для запуска. Чтобы увеличить этот показатель, используются дополнительные элементы. В бытовых условиях оптимальным решением станет фазосдвигающий конденсатор. Следует заметить, что мощность трехфазных сетей выше в сравнении с однофазными. Это говорит о том, что подключение 3-фазного мотора в однофазную электросеть обязательно приведет к потере мощности. Невозможно точно сказать, какой из этих способов лучше, так как у каждого есть не только преимущества, но и недостатки.

Плюсы и минусы «звезды»

Общую точку, в которой соединяются все оконечности обмотки, называют нейтралью. Если в электроцепи присутствует нейтральный проводник, то она будет называться четырехпроводной. Начало контактов подключается к соответствующим фазам сети питания. Схема соединения обмоток электродвигателя «звезда» имеет ряд преимуществ:

• Обеспечивается длительная безостановочная работа электромотора.
• Из-за снижения мощности увеличивается срок эксплуатации агрегата.
• Достигается плавный пуск.
• Во время работы не наблюдается сильного перегрева двигателя.

Встречается оборудование, имеющее внутреннее соединение оконечностей обмотки и в коробку выведено лишь три контакта. В такой ситуации использование иной схемы соединения, кроме «звезды», не представляется возможным.

Преимущества и недостатки «треугольника»

Использование этого типа подключения позволяет создать неразрывный контур в электроцепи. Такое название схема получила из-за своей эргономической формы, хотя ее вполне можно именовать и кругом. Среди достоинств «треугольника» стоит отметить:

• Достигается максимальная мощность агрегата во время работы.
• Применяется реостат для пуска мотора.
• Значительно увеличивается крутящий момент.
• Создается мощное тяговое усилие.

Среди недостатков можно отметить лишь высокие значения пусковых токов, а также активное тепловыделение во время работы. Этот тип соединения широко применяется в мощных механизмах, в которых присутствуют большие токи нагрузки. Именно благодаря этому увеличивается ЭДС, влияющая на мощность вращающего момента. Также следует сказать, что существует еще одна схема подключения, называемая «разомкнутый треугольник». Она используется в выпрямительных установках, предназначенных для получения токов тройной частоты.

Комбинирование схем

В механизмах высокой сложности зачастую используется комбинированное подключение трёхфазного двигателя звездой и треугольником. Это позволяет не только увеличить мощность агрегата, но и продлить его срок службы, если он не рассчитан на работу по способу «треугольник». Так как пусковые токи в моторах большой мощности обладают высокими значениями, то при старте оборудования часто выходят из строя предохранители или отключаются автоматы.

Чтобы уменьшить линейное напряжение в статорной обмотке, активно используются различные дополнительные устройства, например, автотрансформаторы, реостаты и т. д. В результате достигается снижение напряжения более чем в 1,7 раза. После успешного пуска мотора начинает постепенно возрастать частота, а сила тока снижается. Применение в такой ситуации релейно-контактной схемы позволяет добиться переключения соединение звезда и треугольник электродвигателя. В такой ситуации обеспечивается максимально плавный пуск силового агрегата.

Однако комбинированную схему нельзя использовать, если необходимо уменьшить показатель пускового тока, но одновременно требуется большой крутящий момент. В таком случае следует применять электромотор с фазным ротором, оснащенный реостатом.

Если говорить о преимуществах сочетания двух методов подключения, то можно отметить два:

• Благодаря плавному пуску увеличивается срок эксплуатации.
• Можно создать два уровня мощности агрегата.

Сегодня наиболее широко применяются электромоторы, рассчитанные на работу в сетях на 220 и 380 вольт. Именно от этого и зависит выбор схемы подключения. Таким образом, «треугольник» рекомендуется использовать при напряжении в 220 В, а «звезду» — при 380 В.

Трехфазная неисправность — Потеря фазы

Трехфазная неисправность — потеря фазы — неисправность из-за сгоревшего резистора

Присмотритесь к звездной связи

Неисправность 3-х фаз — Соединение звездой с потерей одной фазы

Неисправность 3-х фаз — Соединение звездой с потерей 2-х из 3-х фаз

Неисправность 3-х фаз — соединение звездой с обрывом фазы и обрывом нейтральной линии

Присмотритесь к соединению Delta

3-фазная ошибка — соединение треугольником — выход из строя резистора

Обрыв фазы — соединение треугольником — обрыв фазы с неисправным резистором, подключенным к

Неисправность 3-х фаз — соединение треугольником — отказ одной фазы

3 Обрыв фазы — соединение треугольником — обрыв фазы с неисправным резистором, подключенным к

3 Обрыв фазы — соединение треугольником — обрыв фазы с неисправным резистором, не подключенным к

В трехфазной системе часто возникает следующий вопрос: Что произойдет в случае перегорания предохранителя, обрыва провода, износа контакта или перегорания резистора из-за тепловой перегрузки?

Мы рассматриваем эти возможные ошибки при соединении по схеме «звезда» и «треугольник» при обычном напряжении сети 480 В. Все резисторы цепочки имеют одинаковый номинал — таким образом, подключенная нагрузка симметрична. Чтобы не усложнять расчеты, все цепочные резисторы имеют номинал 10 Ом.

Трехфазное замыкание – обрыв фазы или выход из строя резистора цепочки

Обратите внимание на соединение звездой

перегорает нагрузка (строка) или предохранитель в питающей линии — следствие такое же, т.к. при соединении звездой ток в линии равен току через резистор (Line current I _Line = ток резистора I _{Загрузить} ).

---

3 Обрыв фазы — Соединение звездой с потерей одной фазы

3 Обрыв фазы — Обрыв фазы при соединении звездой с нейтралью

Если вы перерисуете соединение звездой, вы увидите, что это в основном параллельное соединение двух резисторы, каждый из которых подключен к 480 В/√3 = 277 В.

В случае обрыва фазы новая мощность уменьшается до: оставшиеся 2 тока больше не компенсируют друг друга в точке звезды, теперь нагрузка становится асимметричной, т. е. ток течет через нейтральный проводник.

---

3-фазная ошибка — соединение по схеме «звезда» с потерей 2 из 3 фаз

3-фазная ошибка — потеря 2 из 3 фаз при соединении по схеме «звезда» с нейтралью

Теперь, когда два из трех резисторов исчезли, остается только Остается 1/3 первоначальной мощности. Нейтральный провод теперь несет тот же ток, что и оставшаяся фаза.

P _neu = 1/3  P _{исходный}

---

3 Ошибка фазы — Соединение звездой с потерей фазы и потерей нейтральной линии

3 Замыкание фазы — Потеря фазы и потеря нейтрали при соединении звездой

Из эквивалентной схемы видно, что теперь схема изменилась на последовательное соединение двух резисторов, которые подключены к общему напряжению 480 V. Суммарная мощность рассчитывается следующим образом:

P _{исходный} = 3 × (480 В) ² / 10 Ом = 23,04 кВт

P _новый = V ² / R

7 tot = () ² / 20 Ом = 11,52 кВт

Таким образом:     P _новый = 0,5 P _{исходный}

---

Обратите внимание на соединение треугольником

При соединении треугольником напряжение равно линейному резистору. Нейтральный провод не используется для соединения треугольником. Считаем возможные ошибки:

3 Замыкание фазы — соединение треугольником — выход из строя резистора

3 замыкание фазы — соединение треугольником — выход из строя резистора

Нагрузочные резисторы не зависят друг от друга, т.е. не затрагиваются.

Таким образом, применяется следующее:    P _новый = 2/3 P _{исходный}

---

Обрыв фазы — соединение треугольником — обрыв фазы с неисправным резистором, подключенным к

3 Обрыв фазы — соединение треугольником — обрыв фазы с неисправный резистор подключен к

Оставшийся резистор все еще подключен к сети 480 В. Это означает, что ток через этот резистор также остается прежним.

Таким образом, применяется следующее:    P _новый = 1/3 P _{оригинальный}

---

3 Ошибка фазы — соединение треугольником — отказ одной фазы

3 ошибка фазы — соединение треугольником — отказ одной фазы

Эквивалентная схема показывает, что резистор сеть из трех резисторов подключена к фазному напряжению, здесь 480 В. Рассчитываем:

R _tot = (R1 + R2) II R3 = 20 Ом x 10 Ом / (20 Ом + 10 Ом) = 6,67 Ом

Таким образом, общее мощность: P = В ² /R _до = (480 В) ² / 6,67 Ом = 34,54 кВт

Исходная мощность: Исходная = 3 x В ² /R = 3 x (480 В) ² / 10 Ом = 69,12 кВт

3 9 Таким образом1 P _новый = 1/2 P _{оригинальный}

---

3 Обрыв фазы — соединение треугольником — обрыв фазы с неисправным резистором, подключенным к

3 Обрыв фазы — соединение треугольником — обрыв фазы с неисправным резистором, подключенным к

Как и Эквивалентная схема показывает, что имеется только один токоведущий резистор, который подключен к линейному напряжению. Это дает новую силу:

P _neu = 1/3 P _{оригинал}

---

3 Обрыв фазы — соединение треугольником — обрыв фазы с неподключенным резистором неисправности к

3 Обрыв фазы — соединение треугольником — обрыв фазы с не подключенным резистором неисправности к

Два последовательно соединенных резистора подключены к внешнему проводнику напряжением 400 В. В результате получается общая мощность:0088 2 /20 Ом = 11,52 кВт

R _Новый = R ₁ + R ₂ = 10 Ом = 10 Ом

=> P _NEU = 10034 _NEU = 10034 _NEU = 10034 _NEU = 10034 = P => P => P . _original

Трехфазный калькулятор — Расчет мощности переменного тока мощность в трехфазной цепи?

Как рассчитать полную мощность, используя линейное напряжение и силу тока?

Что такое активная или реальная мощность?

Что такое реактивная мощность?

В чем разница между энергопотреблением при соединении по схеме «звезда» и «треугольник»?

Как рассчитать трехфазный ток?

Как использовать трехфазный калькулятор для расчета мощности переменного тока?

Часто задаваемые вопросы

Добро пожаловать в трехфазный калькулятор , который может вам помочь:

• Расчет трехфазной мощности по напряжению, току и фазовому углу или коэффициенту мощности;
• Оценка других видов мощности по заданному типу мощности и фазовому углу или коэффициенту мощности; и
• Нахождение величин линии и других величин фаз по величине фаз, одному типу мощности и фазовому углу или коэффициенту мощности.

Наш трехфазный калькулятор представляет собой комплексный инструмент — он может определить значение тока, напряжения и мощности в вашей трехфазной цепи!

Кроме того, мы объясняем, как вывести уравнения трехфазной мощности

в терминах линейных величин для звездообразных и треугольных систем.

Не только это, наш калькулятор также полезен для понимания:

• три типа мощности в цепи переменного тока;
• различия между активной мощностью и полной мощностью ;
• Как полная мощность связана с электрической мощностью; и
• Что вызывает реактивную мощность в цепи переменного тока, а преимущества прилагаются.

Готов? Поехали!

🙋 В этом трехфазном калькуляторе мы имеем дело только с симметричными трехфазными цепями . Сбалансированная трехфазная цепь имеет одинаковые напряжения, токи и коэффициенты мощности во всех трех фазах. Если один из этих параметров различен для каждой фазы, это несимметричная трехфазная цепь .

Что такое полная мощность в трехфазной цепи?

Полная мощность – это полная электрическая мощность в трехфазной цепи. Рассчитываем полную мощность трехфазной цепи через фазный ток и фазное напряжение как:

• S = 3 × V _Ph × I _Ph ,

где:

• S – полная мощность;
• В _Ph – фазное напряжение; и
• I _Ph – фазный ток.

💡 Полная мощность измеряется в вольт-ампер ( ВА ). Чтобы узнать больше о ВА и о том, почему он используется вместо ватт ( Вт ), взгляните на наш калькулятор кВА.

Как рассчитать полную мощность, используя линейное напряжение и силу тока?

В пересчете на линейное напряжение и линейный ток полная мощность трехфазной цепи составляет:

• S = √3 × V _{линейный} × I _{линейный} ,

где:

• В _линия линейное напряжение; и
• I _линия это ток линии.

Что такое активная или реальная мощность?

Активная мощность — это фактическая мощность, которая действительно передается в нагрузку и рассеивается в цепи. Мы рассчитываем активную мощность как произведение полной мощности и коэффициента мощности.

• P = S × PF,

где:

• P – активная мощность; и
• PF — коэффициент мощности, равный cos φ . Здесь φ — фазовый угол — угол опережения или угол отставания фазы тока по отношению к фазе напряжения.

Таким образом, мы можем рассчитать активную мощность, используя две фазы:

• P = V _ф × I _ф × PF

Или, в пересчете на линейное напряжение и линейный ток:

• P = √3 × V _строка × I _строка × PF

💡 Активная мощность измеряется в Вт ( Вт ), так как указывает на полезную работу, проделанную в цепи.

Что такое реактивная мощность?

Резисторы поглощают электроэнергию и рассеивают ее в виде тепла или света, в то время как конденсаторы и катушки индуктивности возвращают мощность, полученную в одной половине цикла, в источник питания в следующей половине. Электрическая мощность, которая течет в цепь и из нее благодаря конденсаторам и катушкам индуктивности, представляет собой реактивную мощность или безваттную мощность ( Q ).

Рассчитаем реактивную мощность для трехфазной цепи как мощность, обусловленную синусоидальной составляющей фазного тока, т. е. произведение полной мощности ( S ) на синус фазового угла:

• Q = S × sin φ

Таким образом, в пересчете на количество фаз реактивная мощность равна:

• Q = 3 × V _Ph × I _Ph × sin φ

И в пересчете на количество линий формула реактивной мощности:

• Q = √3 × V _строка × I _строка × sin φ

💡 Реактивная мощность измеряется в вольт-амперах реактивных ( вар ).

В чем разница между потребляемой мощностью при соединении по схеме «звезда» и «треугольник»?

При соединении звездой линейный ток и фазный ток одинаковы, а линейное напряжение равно √3 фазному напряжению.

• I _строка = I _фот
• В _строка = √3 × V _фот

Линейное напряжение и фазное напряжение одинаковы при соединении треугольником , а линейный ток в √3 раза превышает фазный ток.

• I _строка = √3 × I _фот
• В _линия = В _фот

Следовательно, как для соединения треугольником, так и для соединения звездой, полная мощность равна:

• S = √3 × V _линия × I _линия

Таким образом, формула активной мощности при соединении по схеме «звезда» и «треугольник» будет следующей:

и реактивная мощность формула в обоих соединениях:

⚠️ Хотя мы можем использовать одни и те же уравнения мощности для обеих трехфазных систем, параметры линии не совпадают.

Например, если фазное напряжение 400 В, фазный ток 10 А и фазовый угол 30 градусов:

• Соединение звездой:
  • В _L = √3 В _фазы = 693 В
  • I _L = I _ф = 10 А
  • S = √3 В _L I _L = 12 кВА
  • P = √3 В _L I _L cos φ = 10,4 кВт
  • Q = √3 В _L I _L sin φ = 6 кВАр
• Соединение треугольником:
  • В _L = В _ф = 400 В
  • I _L = √3 I _ф = 17,3 A
  • S = √3 В _L I _L = 12 кВА
  • P = √3 В _L I _L cos φ = 10,4 кВт
  • Q = √3 В _L I _L sin φ = 6 кВАр

Следовательно, соединения треугольником и звездой с одним и тем же фазным током, напряжением и углом имеют одинаковую мощность в своих цепях, хотя количество их линий различно.

Как рассчитать трехфазный ток?

Формулы для определения трехфазного тока от источника питания.

Известный параметр	Формула для нахождения тока
Полная мощность	Полная мощность / (В × 1,73)
Активная мощность	Активная мощность / (В × коэффициент мощности × 1,73)
Реактивная мощность	Реактивная мощность / (В × sin(acos(PF)) × 1,73)

Как использовать трехфазный калькулятор для расчета мощности переменного тока?

❓ Пример: Фактическая мощность трехфазного двигателя переменного тока 5 кВт . Если напряжение и ток двигателя составляют 400 В и 8,6 А соответственно, определите коэффициент мощности системы треугольник.

Провести правильный расчет трехфазной мощности по приведенной выше задаче:

1. Определить заданные параметры — активную мощность = 5 кВт , фазное напряжение = 400 В и линейный ток = 8,6 А .
2. Выберите тип подключения. По умолчанию тип трехфазного подключения трехфазного калькулятора Omni — Delta (D) . Поскольку в задаче не указан тип соединения, вы можете оставить этот вариант как есть.
3. Выберите соответствующую единицу измерения из раскрывающегося списка рядом с каждым параметром.
4. Введите значения заданных параметров в соответствующие поля ввода.

Готово! Трехфазный калькулятор показывает значения других параметров:

• Фазный ток =5 A ;
• Напряжение сети = 400 В ;
• Фазовый угол = 33 градуса ;
• Коэффициент мощности = 0,84 ;
• Полная мощность = 5,96 кВА ; и
• Реактивная мощность = 3,24 кВАр .

Подробнее об этом конкретном примере можно узнать из калькулятора силы тока трехфазного двигателя. Кроме того, преобразователь треугольника в звезду может помочь вам расширить свои знания о трехфазных системах.

Часто задаваемые вопросы

В чем разница между активной мощностью и полной мощностью?

Существует много различий между активной и полной мощностью. Вот некоторые из них, перечисленные рядом в таблице для удобства сравнения.

Полная мощность	Активная мощность
Известный как «воображаемая сила»	Известный как «реальная сила»
Измеряется в вольт-амперах ( ВА , кВА , МВА )	Измерения в ваттах ( Вт , кВт и т.д.)
Теоретическая максимальная мощность, отдаваемая источником напряжения в течение определенного интервала времени	Доля электроэнергии, преобразованная в полезную работу
Сочетание активной и реактивной мощностей	Компонент полной мощности

Что вызывает реактивная мощность в цепи переменного тока?

В любой цепи переменного тока реактивная мощность вызывает фазовый сдвиг между кривыми напряжения и тока и уменьшает перекрытие между двумя кривыми.

No related posts.