Соединение звезда-треугольник: 5 важных факторов, связанных с этим

Кредит изображения — Правин Мишра, Галактика Млечный Путь из базового лагеря Амфулапца, CC BY-SA 4.0

Вопросы для обсуждения

• Введение в соединение звезды и треугольника
• Звездное соединение
  • Связь между фазным напряжением и напряжением звена при соединении звездой
  • Связь между фазным током и током звена в Star Connection
• Delta Connection
  • Соотношение между фазным напряжением и линейным напряжением при соединении треугольником
  • Соотношение между фазным током и линейным током при соединении треугольником
• Разница между соединением звездой и треугольником
• Преобразование звезды в дельту и дельту в звезду

Соединение звезда-треугольник | Преобразование звезда-дельта

Введение в соединение звездой и треугольником

Соединения по схеме «звезда» и «треугольник» — это два очень хорошо известных метода создания трехфазной системы. Это важная и широко используемая система. В этой статье будут рассмотрены основы соединений звезды и треугольника, а также соотношение между фазным и промежуточным напряжением и током в системе. Мы также выясним существенные различия между соединением звезды и треугольника.

Звездное соединение

Соединение звездой — это метод, при котором клеммы аналогичного типа (все три обмотки) подключаются к одной точке, известной как точка звезды или нейтраль. Есть также линейные проводники, которые являются тремя свободными выводами. Конструкция проводов на внешних цепях делает схему трехфазной, трехпроводной и обеспечивает соединение звездой. Может быть другой провод, названный нейтральным проводом, который делает систему трехфазной, четырехпроводной.

Звезда Связи, Изображение — Xyzzy_n, Уай-дельта-2, CC BY-SA 3.0

Что подразумевается под теоремой Тевенина? Кликните сюда!

Связь между фазным напряжением и напряжением звена при соединении звездойЗвезда Связи, Изображение предоставлено — Я (Intgr), Подключение звездой переменного тока, помечено как общественное достояние, подробнее на Wikimedia Commons

Система считается сбалансированной. В сбалансированных системах через все 3 фазы проходит равное количество тока. Вот почему R, Y, B имеют одинаковое значение тока. Теперь это имеет последствия. Из-за этого равномерного распределения тока значения напряжений — E_NRИ_NYИ_NB то же самое, и они смещаются друг от друга на 120 градусов. 

На изображениях выше стрелка представляет направление токов и напряжений (но не фактический порядок). Как мы обсуждали ранее, из-за равномерного распределения тока напряжение на трех плечах одинаково, поэтому мы можем написать:

E_NR = E_NY = E_NB = _Еф.

И мы можем заметить, что напряжения между двумя линиями представляют собой двухфазное напряжение.

Итак, наблюдая цикл NRYN, мы можем написать, что

E_NR`+ E<sub>RY</sub>`- E_NY`= 0

Или, E_RY`= E<sub>NY</sub>`- E_NR`

Теперь из векторной алгебры

E_RY = √ (Е_NY² + E_NR² + 2 * Э_NY * Э_NR Cos60^o)

Или, E_L = √ (Е_ph² + E_ph² + 2 * Э_ph * Э_ph х 0. 5)

Или, E_L = √ (3E_ph²)

Или, E_l = √3 E_ph

Таким же образом мы можем написать, E_YB = E_NB — E_NY.

ИЛИ, E_L = √3 E_ph

И

E_BR = E_NR — E_NB

Или El = √3 Eph

Итак, мы можем сказать, что соотношение между линейным напряжением и фазным напряжением следующее:

Напряжение сети = √3 x фазное напряжение

Что такое теорема Миллмана? Кликните сюда!

Связь между фазным током и линейным током при соединении звездой

Равномерный ток в фазных обмотках аналогичен току в линейном проводе.

Мы можем написать —

I_R = Я_NR

I_Y = Я_NY

И я_B = Я_NB

Теперь фазный ток будет —

I_NR = Я_NY = Я_NB = Я_ph

И линейный ток будет — I_R = Я_Y = Я_B = Я_L

Итак, мы можем сказать, что я_R = Я_Y = Я_B = Я_L

Что такое теорема о максимальной передаче мощности? Кликните сюда!

Соединение дельта

Соединение треугольником — это еще один способ установить три фазы в электрической системе. Концевой вывод обмоток присоединен к пуску других выводов. Трехлинейные жилы подключаются от трех узлов. Дельта-соединение устанавливается путем связывания концов. Для этого мы объединяем₂ с б₁, б₂ с с₁ и с₂ с₁. Линейными проводниками являются R, Y, B, идущие от трех узлов. На изображении ниже показано типичное дельта-соединение и показаны сквозные соединения.

Delta Connection

Соотношение между фазным напряжением и линейным напряжением при соединении треугольником

Выясним связь между фазным напряжением схемы треугольник и линейным напряжением схемы. Для этого внимательно посмотрите на изображение выше. Можно сказать, что значение напряжения на клеммах 1 и 2 такое же, как на клеммах R и Y.

Итак, мы можем написать — E₁₂ = E_RY.

Таким же образом мы можем заключить, наблюдая за схемой, E₂₃ = E_YE.

И, E₃₁ = E_BR

Напряжения фаз записываются как: E₁₂ = E₂₃ = E₃₁ = E_ph

Напряжения в сети записываются как: E_RY = E_YB = E_BR = E_L.

Таким образом, можно сделать вывод, что при соединении треугольником фазное напряжение будет равно линейному напряжению схемы.

Чтобы узнать о законах Кирхгофа: Щелкните здесь!

Соотношение между фазным током и линейным током при соединении треугольником

При сбалансированном соединении треугольником значение постоянного напряжения влияет на значения тока. Текущие значения I₁₂, Я₂₃, Я₃₁ равны, но смещены друг от друга на 120 градусов. Обратите внимание на приведенную ниже векторную диаграмму.

Трехфазное соединение треугольником, Схема соединения треугольником, Изображение предоставлено Сильванусом Филлипсом Томпсоном, Трехфазное соединение по схеме треугольник, CC0 1.0

Мы можем написать, I₁₂ = Я₂₃ = Я₃₁ = Я_ph

Теперь, применяя закон Кирхгофа на стыке 1,

Мы знаем, что алгебраическая сумма тока узла равна нулю.

Итак, I₃₁`= Я<sub>R</sub>`+ I₁₂`

Векторальные различия выражаются в виде I_R`= Я<sub>31</sub>`- Я₁₂`

Применяя векторную алгебру,

I_R = √ (я₃₁² + Я₁₂² + 2 * Я₃₁ * I₁₂ * Кос 60^o)

Или я_R = √ (я_ph² + Я_ph² + 2 * Я_ph * I_ph х 0.5)

Как мы уже обсуждали ранее, I_R = Я_L.

Или я_L = √ (3I_ph²)

Или я_L = √3 * я_ph

Точно так же, I_Y`= Я<sub>12</sub>`- Я₂₃.`

Или я_L = √ 3 * я_ph

И я_B`= Я<sub>23</sub>`- Я₃₁`

Или я_L = √ 3 я_ph

Итак, соотношение между линейным током и фазным током можно записать как:

Линейный ток = √3 x фазный ток

Разница между соединением звезда и треугольник

Методы звезды и дельты — два известных метода для трехфазных систем. В зависимости от различных факторов между ними существуют принципиальные различия. Обсудим некоторые из них.

ТОЧКИ СРАВНЕНИЯ	ЗВЕЗДНОЕ СОЕДИНЕНИЕ	ПОДКЛЮЧЕНИЕ ДЕЛЬТА
Определение	Три терминала связаны в общей точке. Этот тип схемы называется звездой.	Три концевых вывода цепей соединены друг с другом, образуя замкнутый контур, известный как соединение треугольником.
Нейтральная точка	В соединении звездой есть нейтраль.	При соединении треугольником такой нейтральной точки не существует.
Соотношение между фазным и линейным напряжением	Напряжение сети рассчитывается как √трое значение фазного напряжения при соединении звездой.	Фазное напряжение и линейное напряжение равны друг другу для соединения треугольником.
Соотношение между фазным током и линейным током	Фазный ток и линейный ток при соединении звездой равны друг другу.	Линейный ток в √трое больше фазного тока для соединения треугольником.
Скорость как стартеры	Двигатели, подключенные звездой, обычно медленнее, так как они получают 1/3 напряжения.	Двигатели, подключенные к треугольнику, обычно работают быстрее, поскольку они получают полную мощность. линейное напряжение.
Фазное напряжение	Значение фазного напряжения при соединении звездой ниже, поскольку они получают только 1 / √3 часть линейного напряжения.	Значение фазного напряжения выше, чем фазное напряжение, а линейные напряжения равны.
Требование изоляции	Низкий уровень изоляции, необходимый для соединения звездой.	Для соединения треугольником требуется высокий уровень изоляции.
Применение	В сетях передачи электроэнергии используется соединение звездой.	В системе распределения электроэнергии используется соединение треугольником.
Необходимое количество витков.	Для соединения звездой требуется меньшее количество витков.	Для соединения треугольником требуется большее количество витков.
Полученное напряжение	Каждая обмотка получает напряжение 230 В при соединении звездой.	При соединении треугольником каждая обмотка получает напряжение 414 В.
Доступные системы	Доступно соединение звездой трехпроводной трехфазной и четырехпроводной трехфазной систем.	Доступно соединение треугольником трехпроводных трехфазных систем и четырехпроводных трехфазных систем.

Узнайте об основах схемы переменного тока: Щелкните здесь!

Преобразование звезда-дельта

Преобразование звезды в дельту и дельту в звезду

Сеть типа «звезда» может быть преобразована в сеть, соединенную по схеме «треугольник», а сеть, соединенная по схеме «треугольник», при необходимости может быть преобразована в сеть «звезда». Преобразование схем необходимо, чтобы упростить сложный курс, и поэтому расчет становится более легким.

Преобразование звезды в дельту

В этом преобразовании сеть, соединенная звездой, заменяется эквивалентной сетью, соединенной треугольником. Приведены звездочка и замененная дельта. Соблюдайте уравнения.

Значение Z₁, Z₂, Z₃ задается через Z_A, Z_B, Z_C.

Z₁ = (Z_A Z_B + Z_B Z_C + Z_C Z_A) / Z_C = Σ (Z_A Z_B) / Z_C

Z₂ = (Z_A Z_B + Z_B Z_C + Z_C Z_A) / Z_B = Σ (Z_A Z_B) / Z_B

Z₃ = (Z_A Z_B + Z_B Z_C + Z_C Z_A) / Z_A = Σ (Z_A Z_B) / Z_A

Мы можем легко преобразовать сеть, соединенную звездой, в сеть, соединенную треугольником, если мы знаем значение сети, соединенной звездой.

Узнайте о расширенных схемах переменного тока: нажмите здесь!

Преобразование из Дельты в звезду

В этом преобразовании сеть, соединенная треугольником, заменяется эквивалентной сетью, соединенной звездой. Приведены дельта и замененная звездочка. Соблюдайте уравнения.

Значение Z_A, Z_B, Z_C задается через Z₁, Z₂, Z_3.

Z_A = (Z₁ Z₂) / (Z₁ + Z₂ + Z₃)

Z_B = (Z₂ Z₃) / (Z₁ + Z₂ + Z₃)

Z_C = (Z₁ Z₃) / (Z₁ + Z₂ + Z₃)

Мы можем легко преобразовать сеть, соединенную по схеме треугольника, в сеть, соединенную по схеме звезды, если мы знаем значение сети, соединенной по схеме «треугольник».

Обложка GIF от: GIPHY

Соединение звездой и треугольником в трехфазных цепях

Трехфазные электрические цепи:

Трехфазная электрическая цепь может быть представлена как совокупность трех однофазных цепей, в которых действуют э. д. с. одной и той же частоты, сдвинутые друг относительно друга на одну треть периода, или, что то же, на угол

Эти три составные части трехфазной цепи называются фазами

На рис. 12-1 схематично показана трехфазная цепь, фазы которой электрически не связаны друг с другом.

Такие трехфазные цепи называются несвязанны -м и (в настоящее время не применяются).

На рис. 12-1 для упрощения обмотки трехфазного генератора не показаны. Сопротивлениями обмоток и шести соединительных проводов ввиду их малости по сравнению с сопротивлениями нагрузки можно для начала пренебречь.

¹ Таким образом, термином «фаза» в электротехнике обозначаются два понятия: угол, определяющий стадию периодического процесса, и составная часть многофазной цепи.

Фазы А, В и С изображены на рис. 12-1 под углом 120°, для того чтобы подчеркнуть, что э. д. с. сдвинуты друг относительно друга на одну треть периода. При равенстве амплитуд э. д. с. и одинаковых сопротивлениях в фазах токи также равны по величине и сдвинуты друг относительно друга на одну треть периода, образуя так называемый трехфазный ток.

Сумма этих токов в любой момент времени равна нулю; поэтому если три провода, по которым токи возвращаются к источникам, объединить в один провод, то ток в этом проводе будет равен нулю.

При отсутствии в проводе тока излишним в данном случае является и сам провод; от него можно отказаться, перейдя, таким образом, к схеме рис. 12-2. В результате этого достигается экономия материала проводов; кроме того, по сравнению с не связанной трехфазной цепью исключаются потери мощности от токов

Трехфазная цепь на рис. 12-2, фазы которой соединены электрически, представляет собой одну из разновидностей связанных трехфазных цепей.

Благодаря технико-экономическим преимуществам связанных трехфазных цепей они получили широкое распространение.

Для получения связанной трехфазной цепи не требуются отдельные однофазные генераторы, а используется трехфазный генератор, схематически показанный на рис. 12-3. Обмотки, в которых наводятся э. д. с., помещаются в пазах статора *. Обмотки фаз сдвинуты друг относительно друга на угол 120°/р, где р — число пар полюсов. В случае двухполюсного генератора (рис. 12-3) р = — 1 и угол равен 120°.

При вращении ротора в силу идентичности трех обмоток генератора, в них наводятся э. д. с., имеющие одинаковые амплитуду и частоту, причем эти э. д. с. сдвинуты по фазе по отношению друг к другу на одну треть периода.
¹ Следует отметить, что на практике применяются также трехфазные генераторы, в которых полюсы неподвижны, а обмотки вращаются.

Векторы, изображающие эти э. д. с., равны по модулю и расположены под углом 120° (рис. 12-4, б).

Мгновенные э. д. с. трехфазного генератора, показанные на рис. 12-4, а, выражаются аналитически следующим образом:

Мгновенные значения э. д, с. равны соответствующим проекциям трех векторов: (рис. 12-4, б), образующих симметричную звезду и вращающихся в положительном направлении с угловой скоростью со (на рис. 12-3 положение ротора соответствует моменту t = 0).

Положительные направления э. д. с. в обмотках указаны на рис. 12-3 точками и крестиками; точка означает острие, а крестик — конец стрелки, совпадающей с положительным направлением э. д. с. (положительное направление э. д. с. не следует смешивать с действительным направлением э.

д. с. в произвольный момент времени).

Создание в 1889 г. связанной трехфазной цепи переменного тока явилось важным событием в истории электротехники.

Впервые такую цепь осуществил выдающийся русский инженер и ученый Михаил. Осипович Доливо-Добровольский (18Q2—1919). Им были разработаны основные звенья генерирования, передачи, распределения и преобразования электроэнергии трехфазного тока, именно: трехфазные генератор, трансформатор и асинхронный двигатель. Изобретение М. О. Дол и во-Добровольским асинхронного двигателя, являющегося простейшим и самым дешевым двигателем переменного тока, существенно способствовало широкому промышленному внедрению трехфазного тока.

Технические и экономические преимущества трехфазного тока обеспечили ему ведущую роль в современной электротехнике.

Неуклонно возрастает также роль трехфазного переменного тока в авиации.

Каждая фазная обмотка имеет две крайние точки или два вывода, которые условно называются началом и концом обмотки. За начало обмотки генератора обычно принимается тот вывод, к которому направлена положительная э. д. с. На рис. 12-2 одноименные выводы фазных обмоток генератора обозначены буквами н (начало) и к (конец).

Показанное на схеме рис. 12-2 соединение обмоток трехфазного генератора называется звездой: все концы фазных обмоток генератора соединены в одной общей точке. В дальнейшем для упрощения мы не будем располагать фазы генератора под углом 120°, а будем изображать их параллельно (рис. 12-5, а).

Общая точка фазных обмоток генератора называется нейтральной точкой. В зависимости от требований нейтральная точка может быть выведена к отдельному выводу, обозначенному на рис. 12-5, а буквой N.

При соединении обмоток трехфазного генератора треугольником (рис. 12-6, а) начало одной фазной обмотки соединяется с концом следующей по порядку фазной обмотки так, что все три обмотки образуют замкнутый треугольник, причем направления э. д. с. в контуре треугольника совпадают и сумма э. д.

с. равна нулю. Общие точки соединенных обмоток генератора выводятся к выводам, к которым присоединяются линейные провода или нагрузка.
При отсутствии нагрузки, т. е. при режиме холостого хода в обмотках генератора-, соединенных треугольником, ток не циркулирует, так как сумма трех фазных э. д. с. равна нулю (рис. 12-6, б).

Ради упрощения в схемах рис. 12-5, а и 12-6, а показаны только э. д. с. генератора; обмотки и их сопротивления на схеме не показаны.

Нагрузка в трехфазной цепи также может быть соединена звездой (см. рис. 12-7, а) или треугольником (рис. 12-7, б и в).

На практике применяются различные комбинации соединений, например: 1) генератор может быть соединен звездой, а нагрузка — звездой или треугольником; 2) генератор может быть соединен треугольником, а нагрузка — звездой или треугольником.

Соединение нагрузки звездой по схеме рис. 12-2 применяется только при одинаковой нагрузке всех трех фаз. Между тем условие равномерной загрузки фаз на практике не всегда выполняется (например, в случае осветительной нагрузки).

При неравномерной нагрузке напряжения на фазах, т. е. на сопротивлениях лучей звезды нагрузки, получаются неодинаковыми. Кроме того, в схеме рис. 12-2 недопустимым является включение или отключение одной фазы нагрузки.

В этом отношении соединение нагрузки треугольником имеет преимущество: сопротивления фаз, т. е. сторон треугольника, могут быть неодинаковы и даже в край-

нем случае могут включаться и отключаться независимо друг от друга.

Такая же возможность имеется при соединении генератора и нагрузки звездой, если их нейтральные точки соединены нейтральным проводом или через землю (рис. 12-8, а и б). На самолетах и кораблях нейтральным проводом может служить металлическая обшивка (корпус), к которой присоединяются нейтральные точки генераторов и нагрузок.

Электродвижущие силы, наводимые в фазных обмотках генератора, напряжения на их выводах, напряжения и на фазах нагрузки и токи в них называются соответственно фазными э. д. с., напряжениями и токами и обозначаются

Напряжения между линейными проводами и токи в них называются линейным и напряжениями и токами и обозначаются

При соединении фаз звездой фазные токи равны линейным токам: При соединении фаз треугольником фазное напряжение равно соответствующему линейному напряжению:

Различают симметричный и несимметричный режимы работы трехфазной цепи.

0$ относительно друг друга. В этих обмотках создается трехфазный ток. Напряжения на обмотках равно:

В том случае, если данный генератор использовать без связи друг с другом, то генератор трехфазного тока становится просто совокупностью отдельных генераторов однофазного тока. В том случае, если обмотки соединяются определенным способом, то у трехфазного тока возникают специальные свойства, которые используют в технике. Используют два вида соединений обмоток генератора: «звездой» и «треугольником»

.

Соединение «звезда»

Рассмотрим схему соединения обмоток генератора «звездой». В ней концы трех обмоток соединяют в один узел, а начала служат для подключения нагрузок.

Схема соединения звездой показана на рис.1 (а). Такое соединение обмоток генератора позволяет использовать для передачи электроэнергии вместо шести проводов только четыре. Точка $O$ на схеме — точка общего потенциала (проводник, который соединен с точкой $О$ — нулевой провод). Такое соединение подобно соединению трех источников тока, которое показано на рис.1 (б).

Рисунок 1.

При таком способе соединения напряжение между фазой и нулевым проводом называют фазным напряжением. Напряжение между фазами $A-B$, $B-C$, $C-A$ называют линейным. Для того, чтобы определить как соотносятся фазное и линейное напряжения необходимо брать геометрическую (векторную) разность.

Допустим, что генератор разомкнут, то есть $R_1=\ R_2=R_3=\infty ,\ $найдем связь между фазным напряжением (существующим в каждой из обмоток $О_1,\ О_2,О_3$) и линейными напряжениями (между проводами $0,1,2,3$). Линейное напряжение между проводом $О$ и любым другим проводом равно фазному и его амплитуда $U_m.\ $Линейное напряжение между любой парой проводов $1,2$ и $3$ будет отличаться. Найдем напряжение между проводами $1$ и $3$, которое равно разности потенциалов между свободными концами обмоток $О_1,\ О_2$:

Из формулы (2) видно, что линейное напряжение имеет такую же частоту, что и фазное. \circ \right)\ }$=-${sin \left(\omega t\right)\ }.$

Мы получили, что при симметричной нагрузке сила тока в нулевом проводе всегда равна нулю. В таком случае (при симметричной нагрузке!) нулевой провод можно удалить совсем и линия будет работать (однако, надо помнить, что при этом на каждую из пар нагрузок будет действовать линейное напряжение в $\sqrt{3}$ раз больше фазного).

Соединение треугольник

Определение 1

Обмотки трехфазного генератора и трехфазные нагрузки могут соединяться еще одним способом. В этом случае конец первой обмотки соединяется с началом второй, конец второй — с началом третьей, конец третьей с началом первой. При этом узлы соединений служат отводами. Такой способ соединения называют треугольником.

Схема соединения треугольник изображена на рис.2(а). Для основной гармоники при соединении обмоток генератора по схеме треугольник ток замыкания в обмотке равен нулю. Обмотки мощных генераторов обычно по такой схеме не соединяют. Эта схема соответствует соединению источников напряжения, которая изображена на рис. 2 (б).

Рисунок 2.

Если бы ток был постоянным, то все обмотки при таком соединении были бы замкнуты накоротко. Но, если мы имеем дело с переменными напряжениями, которые имеют разность фаз, то дело коренным образом изменяется. Результирующее напряжение в треугольнике (см. схему вычисления (4)) равно:

Мы получаем, что если генератор не имеет нагрузки, то в обмотках нет тока. Из рис. 2 очевидно, что линейные напряжения равны фазным напряжениям. При разомкнутом генераторе амплитуда линейных напряжений равна амплитуде напряжения в одной обмотке $U_m.$

В соединении треугольником нет нулевого провода, неравномерность нагрузки существеннее сказывается на работе генератора, чем в случае соединения звездой. Из-за этой особенности соединение треугольник чаще всего применяют в силовых установках, например, трехфазных двигателях, где можно получить близкие по величине нагрузки фаз.

Предполагалось, что генератор и нагрузки соединялись одинаково (звездой или треугольником), конечно, возможны комбинации схем. Например, потребитель соединяется звездой, генератор треугольником.

Пример 1

Задание: Объясните, что произойдет в схеме, которая изображена на рис.1 (а), если оборван провод $1$? Что случится, если перегорел нулевой провод?

Решение:

Допустим, что в схеме соединения звезда (рис.1(а)) оборван провод $1$. Тогда нагрузка $R_1$ , будет выключена. Нагрузки $R_2\ и\ R_3$ будут нормально работать, так как на них будут присутствовать фазные напряжения.

Пусть перегорел нулевой провод. В этом случае каждая пара сопротивлений, например $R_1\ и\ R_2$ будут соединены последовательно и попадут под напряжение в $\sqrt{3}$ раз больше фазного. Это напряжение распределится в соответствии с правилами последовательного соединения, пропорционально сопротивлениям (в данном случае $R_1\ и\ R_2$). Так, если $R_1=R,\ R_2=\frac{1}{10}R$, то на ветке $R_2$ мы получим $0,1U$, а на ветке $R_1$ будет $0,9 U$, где $U$- полное напряжение. Допустим, что напряжение в сети (фазное) $220В$, тогда:

\[U=\sqrt{3}\cdot 220=380\ \left(B\right)\left(1.1\right).\]

Из $380В$ на сопротивление $R_1$ придется $342 В$, тогда как на $R_2$ придется $38В$. Поэтому, если в качестве $R_1$ будет, например бытовая лампочка, она перегорит и ток в обеих ветвях прервётся.

Пример 2

Задание: Объясните, почему соединение звездой применяют в технике освещения?

Решение:

Необходимость применения соединения «звезда», которая имеет нулевой провод, существует в технике освещения, так как при работе осветительных приборов невозможно добиться симметрии в нагрузках. В таких сетях все три фазы и нулевой (нейтральный) провод подводят, например, к жилым домам, внутри дома пытаются примерно одинаково нагрузить каждую фазу, так чтобы общая нагрузка была наиболее симметричной. При этом к каждой квартире приходит нулевой провод и одна из фаз. На распределительный щит, через который проходят две или три фазы, в нулевой провод предохранитель не ставят, так как его перегорание ведет асимметрии напряжений.

Цепь испытаний 8 | Infinispark

Challenge Circuit 8

Соединения двигателей звезда-треугольник

Решение и практические результаты

Ученики-электрики узнают о соединениях звезда VS треугольник, в основном, в двух разделах компетенции Сертификата III в области электротехники (системный электрик) (UEE30811 или UEE30820) — UEENEEG102A или UEEEL0020 — Решение проблем с низким напряжением переменного тока. цепей и UEENEEG006A или UEEEL0024 — Проверка и подключение вращающихся машин переменного тока. В контрольной схеме 8 задаются вопросы, связанные с соединениями двигателя со звездой и треугольником, которые в основном рассматриваются в документе UEEEL0024.

В этом посте я расскажу об одном из способов решения схемы испытаний 8. В этой схеме испытаний шесть вопросов, давайте рассмотрим их один за другим.

Challenge Circuit 8 подробности

Трехфазный асинхронный двигатель можно подключить двумя способами — звездой или треугольником. Оба способа соединения имеют свое назначение в промышленности. Пожалуйста, ответьте на следующие вопросы о соединении двигателей по схеме звезда VS треугольник. Вот вопросы

1. Какой тип подключения двигателя будет иметь разные линейные и фазные напряжения?
2. Какой тип подключения двигателя будет иметь разные линейные и фазные токи?
3. Какой тип подключения двигателя потребляет больше сетевого тока?
4. Какой тип подключения двигателя будет потреблять меньше пускового тока?
5. Какой тип подключения двигателя обеспечит более высокий крутящий момент двигателя?
6. Какой тип подключения двигателя требует подключения нейтрали?

A1: Соединение по схеме «звезда» имеет разное линейное и фазное напряжение

Мы знаем, что линейное напряжение будет одинаковым при подключении по схеме «звезда» или «треугольник». Изменение фазного напряжения происходит при определенном соединении клемм двигателя. Если мы вспомним формулы для линейных и фазных напряжений для соединений «звезда» и «треугольник», ответ на этот вопрос станет довольно простым.

Из приведенной выше формулы видно, что фазное напряжение двигателя, соединенного треугольником, такое же, как и линейное напряжение, тогда как фазное напряжение того же двигателя, соединенного звездой, покажет меньшее напряжение. Таким образом, ответ на вопрос «Какой тип подключения двигателя будет иметь разное линейное и фазное напряжение?» это Звездное соединение.

На видео ниже показаны измерения напряжения для двигателя, соединенного звездой.

A2: Соединение треугольником имеет разные линейные и фазные токи

В отличие от линейного напряжения, которое остается неизменным, поскольку оно зависит от источника питания, линейные токи для двигателей будут изменяться в зависимости от нескольких факторов. Например, мощность двигателя, нагрузка на двигатель, коэффициент мощности, тип подключения двигателя и т. д. Если речь идет только об одном двигателе, работающем без нагрузки, мы сужаем разницу до одного фактора — типа подключения двигателя, это звезда или дельта.

Вопрос в том, какое из этих двух подключений будет иметь разные линейные и фазные токи. Взглянув еще раз на формулы, мы можем получить представление об ответе на этот вопрос.

Как видно из приведенных выше формул, линейный и фазный токи двигателя, соединенного звездой, будут одинаковыми, тогда как у двигателя, соединенного треугольником, они будут разными. Итак, ответ на этот вопрос — Delta Connection.

A3: Двигатель, соединенный треугольником, будет потреблять больший линейный ток

По формуле для линейного и фазного напряжения в соединении треугольником мы понимаем, что они одинаковы. Принимая во внимание, что, как обсуждалось в первом вопросе, фазное напряжение в соединении «звезда» меньше линейного напряжения. Следовательно, если мы используем один и тот же двигатель в обоих соединениях, напряжение на фазах (обмотках) двигателя будет выше в треугольнике по сравнению со звездой.

Согласно закону Ома, если нагрузка не меняется, а напряжение увеличивается, ток, потребляемый нагрузкой, также увеличивается. Таким образом, мы можем с уверенностью сказать, что двигатель, подключенный по схеме «треугольник», будет потреблять больший фазный ток, чем тот же двигатель, подключенный по схеме «звезда». Однако вопрос касается линейного тока.

Формула для линейного и фазного токов при соединении треугольником описывает, что линейный ток будет в SQRT(3) раза выше, чем фазный ток. Таким образом, ответ на этот вопрос — соединение Delta.

Сравнение линейного тока между соединениями «звезда» и «треугольник» показано ниже.

A4: двигатель, соединенный звездой, будет потреблять меньше пускового тока

Используя объяснение из предыдущего вопроса, поскольку двигатель такой же, но напряжение по фазам меньше при соединении звездой, фазный ток также будет меньше . В отличие от соединения треугольником, где линейный ток выше фазного тока, при соединении звездой линейный и фазный токи одинаковы. Одна из причин, по которой используются пускатели звезда-треугольник, заключается в меньшем пусковом токе в ступени соединения звезды, что обеспечивает меньший пусковой момент и создает меньшую механическую и электрическую нагрузку на систему, тем самым увеличивая срок ее службы.

Таким образом, если двигатель подключен по схеме «звезда», он будет потреблять меньший пусковой ток, чем если бы тот же двигатель был подключен по схеме «треугольник». Так что ответ здесь Star Connection.

Сравнение пускового тока между соединениями «звезда» и «треугольник» показано ниже.

A5: Двигатель, соединенный треугольником, будет обеспечивать более высокий крутящий момент

В предыдущих двух вопросах обсуждаются токи двигателей, соединенных звездой и треугольником. Мы понимаем, что линейный ток соединения «треугольник» выше, чем у соединения «звезда». Поскольку линейное напряжение остается неизменным и при сохранении той же нагрузки, мы можем сказать, что крутящий момент двигателя зависит от потребляемого тока. Более высокий ток означает более высокий крутящий момент, а более низкий ток означает более низкий крутящий момент.

Двигатель, соединенный треугольником, будет потреблять больше линейного тока, поэтому создаваемый им крутящий момент также будет выше по сравнению с соединением звезды того же двигателя. Таким образом, ответ на этот вопрос — соединение Delta.

На видео ниже показано подключение двигателя по схеме «звезда» и «треугольник» и измерение тока для обоих. Он также сравнивает различные крутящие моменты двигателя, создаваемые в обоих соединениях.

A6: Ни один Тип подключения двигателя Требуется нейтраль

Одной из функций нейтрального проводника является отвод небалансного тока от трехфазной цепи. Однако сбалансированные трехфазные нагрузки равномерно потребляют трехфазную мощность и позволяют обратному току от каждой фазы проходить через две другие фазы, не оставляя небалансного тока. Вот почему сбалансированные трехфазные нагрузки не нуждаются в нейтральном соединении или проводнике.

Поскольку трехфазный двигатель представляет собой сбалансированную трехфазную нагрузку, он также оставляет любые несимметричные токи и не требует подключения нейтрали. Таким образом, нет необходимости в нейтрали, независимо от того, подключен ли трехфазный двигатель по схеме «звезда» или «треугольник».

Заключение

Соединение по схеме «звезда» и «треугольник» в двигателях является важной темой, но ученикам-электрикам также легко их спутать. Тем не менее, безопасное подключение двигателей к оборудованию, как в нашем Motor Faults Pracbox, облегчает их понимание на практике.

Если вы хотите обсудить другие важные моменты, касающиеся различий между соединениями «звезда» и «треугольник», поделитесь ими в комментариях, чтобы наши читатели и студенты могли извлечь пользу из вашего мнения.

Спасибо за внимание.

Husnen Rupani

Я помогаю организациям по обучению электротехнике повышать вовлеченность учащихся, разрабатывая инновационное учебное оборудование. У меня есть поговорка: «Электричество — его нельзя увидеть, его нельзя услышать, но когда почувствуешь, может быть уже поздно». Моя главная цель — превратить эту черную магию, которую мы называем электричеством, во что-то понятное людям.

Устройство плавного пуска

по сравнению со пускателем звезда-треугольник

Всякий раз, когда запускается электродвигатель, он потребляет значительное количество энергии. Этот внезапный приток энергии может повредить двигатель, привести к провалам напряжения и вызвать другие проблемы. Для защиты от этих нежелательных эффектов вам необходимо выбрать метод пуска, обеспечивающий безопасный запуск двигателя.

Два из этих методов пуска включают использование устройств плавного пуска и пускателей со звездой-треугольником. Хотя эти два устройства имеют схожую цель, они во многом различаются. В этой статье мы дадим определение и сравним эти две технологии, чтобы помочь вам выбрать правильную для приложений вашей компании.

Что такое устройство плавного пуска?

Устройства плавного пуска, также называемые устройствами плавного пуска с пониженным напряжением (RVSS), представляют собой полупроводниковые устройства, которые защищают электродвигатели переменного тока от повреждений из-за резкого увеличения мощности во время запуска. Они делают это, позволяя мощности медленно увеличиваться за счет постепенного увеличения напряжения, подаваемого на двигатель. Обычно они используются только при запуске, но некоторые из них можно использовать и при остановке двигателя.

Устройства плавного пуска могут состоять из электрических или механических компонентов или их комбинации. В механических устройствах плавного пуска могут использоваться муфты и различные виды муфт, в которых для передачи крутящего момента используется жидкость, стальная дробь или магнитные силы. Электрические устройства плавного пуска уменьшают крутящий момент, временно изменяя способ подключения двигателя к электрическому току или иным образом уменьшая потребляемый ток или напряжение с помощью электрических средств. Электрические устройства плавного пуска могут управлять от одной до трех фаз. Трехфазный контроль обычно дает лучшие результаты.

Обычно в устройствах плавного пуска используются кремниевые выпрямители и тиристоры для снижения напряжения. В выключенном состоянии тиристоры ограничивают ток, а во включенном — разрешают. Когда двигатель разгоняется, тиристоры включаются. После достижения максимальной скорости включаются обходные контакторы, что помогает уменьшить нагрев двигателя.

Что такое стартер звезда-треугольник?

Пускатели «звезда-треугольник» — это еще одно устройство, которое можно использовать для снижения потребления тока во время запуска двигателя. Его часто используют для пуска трехфазных асинхронных двигателей, но его можно использовать только при пуске двигателя без нагрузки и при относительно низком требуемом пусковом токе.

В этом методе двигатель сначала запускается с обмоткой статора, соединенной звездой. Как только двигатель достигает определенной скорости или по прошествии определенного времени, двигатель будет работать с обычной обмоткой статора, соединенной треугольником. При запуске со звездой снижается напряжение на каждой обмотке, а также уменьшается крутящий момент.

При соединении звездой четыре провода. Три из них – фазные провода, а четвертый – нулевой. Нейтральный провод подключается в начальной точке, где сходятся трехфазные провода. При соединении треугольником три — это три провода. Нейтральная клемма отсутствует, хотя при необходимости в качестве нейтрального пути можно использовать землю.

Пускатели «звезда-треугольник» содержат трехполюсный двухпозиционный переключатель, который переключает обмотки статора со звезды на треугольник. У них также есть три контактора, главный контактор, контактор звезды и треугольник, которые контролируют токи обмотки. Они также содержат реле времени, трехполюсный тепловой расцепитель максимального тока и либо плавкие элементы, либо автоматические выключатели для цепей.

Устройства плавного пуска и пускатели «звезда-треугольник»

Итак, чем похожи устройства плавного пуска и пускатели «звезда-треугольник» и чем они отличаются? И что вы должны использовать для запуска вашего двигателя?

Оба типа стартеров служат одной и той же цели. Они снижают напряжение, подаваемое на двигатель во время запуска, чтобы предотвратить внезапный скачок мощности, который может повредить двигатель и вызвать различные другие проблемы. Однако основными отличиями являются:

• Количество состояний: Пускатели звезда-треугольник имеют только два состояния, низкое напряжение и полное напряжение, между которыми пускатель переключается. С другой стороны, устройства плавного пуска запускаются постепенно. Они могут иметь бесконечные состояния в пределах возможностей управляющей электроники и ваших требований к запуску.
• Способность работать при различных условиях нагрузки: Устройства плавного пуска могут работать при различных условиях нагрузки, таких как пуски под нагрузкой и без нагрузки, в то время как устройства состояния звезда-треугольник не могут.
• Время пуска: Устройства плавного пуска позволяют контролировать время пуска, а пускатели звезда-треугольник — нет. Время пуска для пускателей со звезды на треугольник составляет от трех до семи секунд, в то время как для устройств плавного пуска время пуска регулируется от одной до примерно 60 секунд.
• Управление крутящим моментом: устройства плавного пуска также предлагают динамическое управление крутящим моментом, что позволяет регулировать крутящий момент в соответствии с различными характеристиками двигателя и нагрузки. При использовании пускателей по схеме звезда-треугольник вы не можете регулировать пусковой крутящий момент.
• Плавный останов: Некоторые устройства плавного пуска также имеют функцию плавного останова, а пускатели со звездой-треугольником — нет.
• Снижение тока при очень малых нагрузках: При очень малых нагрузках пускатели звезда-треугольник могут снизить пусковой ток до более низкого уровня, чем это может сделать устройство плавного пуска.
• Простота: Пускатели звезда-треугольник сложнее, чем устройства плавного пуска. Также проще установить устройства плавного пуска.
• Открытый переход и потеря мощности: В пускателях по схеме «звезда-треугольник» между соединением «звезда» и «треугольник» существует открытый переход, который может привести к переходным процессам и высокому крутящему моменту. Источник питания также теряется во время этого перехода. В устройствах плавного пуска такого открытого перехода и потери мощности нет.
• Стоимость: Устройства плавного пуска стоят дороже, чем пускатели со звезды на треугольник, хотя устройства плавного пуска более эффективны. Однако сегодня разница в стоимости между двумя типами стартеров меньше, чем раньше.
• Области применения: Пускатели звезда-треугольник могут использоваться для маломощных машин, запускаемых под нагрузкой, средней мощности, запускаемых без нагрузки, маломощных вентиляторов и маломощных центробежных насосов. Устройства плавного пуска можно использовать с большими двигателями с нагрузкой или без нее, включая двигатели, используемые для компрессоров, вентиляторов, насосов, конвейеров, мешалок, смесителей, мельниц и т. д.

Обзор пускателей электродвигателей

Что лучше использовать: плавный пускатель или пускатель звезда-треугольник?

Какой тип стартера следует использовать с двигателем? Устройства плавного пуска предлагают больше функций и более простую установку, но пускатели по схеме «звезда-треугольник» обеспечивают более низкую стоимость. Вот несколько дополнительных причин для использования каждого типа пускателя:

Причины для использования устройств плавного пуска

Сегодня устройства плавного пуска используются чаще, чем пускатели со звездой-треугольником, благодаря их расширенным возможностям и дополнительным функциям. Если у вас есть более крупный двигатель, который вы часто запускаете и останавливаете, лучше выбрать устройство плавного пуска, поскольку оно более эффективно, чем пускатель звезда-треугольник.

Устройства плавного пуска также более универсальны, чем пускатели звезда-треугольник, и их проще устанавливать. Вы также можете выбрать устройство плавного пуска из-за его дополнительных возможностей, таких как способность приспосабливаться к различным условиям нагрузки, включать плавные остановы и регулировать время запуска и крутящий момент. Устройства плавного пуска также обладают преимуществами благодаря улучшенной функциональности, такой как плавный прогрессивный пуск, отсутствие потерь мощности, встроенная защита и длительный срок службы благодаря отсутствию движущихся частей

Причины использования пускателей звезда-треугольник

Основным преимуществом пускателей звезда-треугольник является их более низкая стоимость, хотя разница в стоимости меньше, чем раньше. Из-за более низкой стоимости пускатель звезда-треугольник может быть правильным выбором для двигателя, который вы редко запускаете, или особенно небольшого двигателя. Пускатель звезда-треугольник может быть лучшим выбором для очень легких нагрузок, так как он может снизить напряжение больше, чем устройство плавного пуска.

Ремонт стартеров электродвигателей от Global Electronic Services

В Global Electronic Services наша опытная команда может предоставить квалифицированные услуги по ремонту и техническому обслуживанию, необходимые вашей компании для стартеров электродвигателей, а также широкого спектра других типов промышленного оборудования. Если у вас есть вопросы о ваших стартерах или вы хотите узнать больше о наших услугах по ремонту, свяжитесь с нами сегодня, и мы будем рады помочь вам.

Что такое соединение «звезда» и соединение «треугольник»? » Электрическая БАБА

21 декабря 2021 г. 13 марта 2021 г. by Electrical Baba

Что такое соединение «звезда» и соединение «треугольник»? | Как осуществляется подключение по схеме «звезда» и «треугольник»?

हिन्दी मे पढ़ें

Соединение 3-фазной обмотки выполняется особым образом, чтобы сделать 3-фазную систему питания более эффективной. Это соединение называется внутренним соединением 3 фазы. Для передачи, распределения и использования 3-фазного питания очень важно 3-фазное внутреннее соединение.

• Что такое переменный ток? | Определение переменного тока
• Что такое коэффициент мощности?| Как улучшить коэффициент мощности в цепях переменного тока?
• Что такое соединение звездой и соединением треугольником?
• Что такое трехфазный асинхронный двигатель?| Типы, конструкция и принцип работы трехфазного асинхронного двигателя.

Схема соединения Star Delta

Это внутреннее соединение осуществляется компанией Star & Delta двумя способами.

Содержание

Соединение звездой

Это соединение называется соединением звездой или (Y) соединением. Как показано на рисунке, U1, V1, W1 или U2, V2, W2, начиная с 6 клемм трехфазной обмотки, все три клеммы любой из этих 2 групп закорочены вместе. Остальные 3 терминала оборудованы для питания.

Звездная Точка Звездного Соединения

Группа, которая укорачивается вместе, их укороченная точка называется Звездной Точкой Звездного Соединения. Нейтральный провод проводится от этой точки звезды.

Свойства соединения «звезда»

• Соединение «звезда» имеет одинаковый фазный и линейный ток. (IL = Iph), потому что из-за соединения звездой ток, протекающий через любую из двух фазных обмоток, одинаков.
• Линейное напряжение в √3 раза выше фазного напряжения.
• Одно из этих двух фазных напряжений имеет разность фаз 60° как при напряжении отрицательной фазы (-Vph), так и при напряжении другой положительной фазы (Vph).
• Линейное напряжение на 30° выше фазного.
• Общая мощность равна общей мощности всех трех фаз.

Формула для полной мощности звездного соединения

Где используется звездное соединение?

• 3-х фазная 4-х проводная система. В соединении звездой используется в 3-х фазной 4-х проводной системе. 3-фазная 4-проводная система используется для вторичного распределения. Он использует 3 фазных провода R, Y, B и нейтральный «N». Нейтральный провод, который подключается к Звездной Точке Звездного Соединения.
• Соединение генератора генератора звездой выполняется на электростанциях.
• Для запуска больших трехфазных индукционных двигателей. Использование Star Connection вредно.

Соединение треугольником

Схема соединения треугольником

Как выполняется соединение треугольником?

Соединение треугольником также называется ячеистым соединением.

Как показано на рисунке выше, отдельные точки 3-фазной обмотки замыкаются накоротко при соединении треугольником. И 3 провода от закороченных понтов выведены на спай. Значение U, V, W в 3-х фазных обмотках U2 V1, V2 W1, W2 U1 так или

U1 V2, V1 W2, W1 U2 Таким образом точки укорачиваются. А к питанию от укороченных точек подводится 3 провода. Вот так и делается дельта-соединение.

Свойства соединения треугольником

• В этом соединении каждая фазная обмотка имеет параллельные фазы 2 фаз, благодаря чему фазное напряжение и линейное напряжение одинаковы.
• Линейный ток в √3 раза выше фазного тока.

В чем разница между соединением «звезда» и «треугольник»?

Соединение звездой	Соединение треугольником
Линейный ток = фазный ток	1. Линейный ток = √3 × фазный ток
Линейное напряжение = √3 фазного напряжения	2. Линейное напряжение = фазное напряжение
Суммарная мощность = √3 × VL × IL × коэффициент мощности	3. Суммарная мощность = √3 × VL × IL × коэффициент мощности
Фазное напряжение в √3 раза меньше линейного, за счет чего меньше витков обмотки. Это экономит медь.	4. Из-за одинакового линейного и фазного напряжения количество витков в обмотке этого соединения велико.
Нейтральный доступен в нем.	5. Который не является нейтральным.
Благодаря наличию нейтрали доступны 2 типа напряжения, например, фазное напряжение 240 В и линейное напряжение 415 В. Следовательно, к этому соединению можно добавить нагрузку освещения на одну фазу и нагрузку на 3 фазы.	6. В этом соединении доступно только 415 вольт 3 фазы. По этой причине в нем нельзя принимать нагрузку 1 единственной фазы. alexxlab Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт Рубрики Прост Радио Разное Своими руками Советы Схем Схемы Транзист Транзисторы Электрон Электроника