Połączenie w gwiazdę i trójkąt uzwojeń silnika
Konstrukcja trójfazowego silnika elektrycznego to maszyna elektryczna, do której normalnej pracy wymagane są trójfazowe sieci prądu przemiennego. Głównymi częściami takiego urządzenia są stojan i wirnik. Stojan wyposażony jest w trzy uzwojenia przesunięte o 120 stopni. Gdy w uzwojeniach pojawia się napięcie trójfazowe, na ich biegunach powstają strumienie magnetyczne. Z powodu tych przepływów wirnik silnika zaczyna się obracać.
W produkcji przemysłowej iw życiu codziennym praktykowane jest szerokie stosowanie trójfazowych silników asynchronicznych. Mogą być jednobiegowe, gdy wykonane jest połączenie w gwiazdę i trójkąt uzwojeń silnika, lub wielobiegowe, z możliwością przełączania z jednego obwodu na drugi.
Połączenie uzwojeń z gwiazdą i trójkątem
We wszystkich trójfazowych silnikach elektrycznych uzwojenia są połączone w gwiazdę lub trójkąt.
Podczas łączenia uzwojeń zgodnie ze schematem gwiazdy ich końce są połączone w jednym punkcie w węźle zerowym. W związku z tym uzyskuje się jeszcze jeden dodatkowy zerowy wynik wyjściowy. Drugie końce uzwojeń są połączone z fazami sieci 380 V.
Połączenie w trójkąt to szeregowe połączenie uzwojeń. Koniec pierwszego uzwojenia jest połączony z początkiem drugiego uzwojenia i tak dalej. Docelowo koniec trzeciego uzwojenia połączy się z początkiem pierwszego uzwojenia. Do każdego węzła przyłączeniowego dostarczane jest napięcie trójfazowe. Połączenie trójkąta wyróżnia się brakiem przewodu neutralnego.
Oba typy związków otrzymały w przybliżeniu ten sam rozkład i nie mają między sobą znaczących cech odróżniających.
Istnieje również połączenie kombinowane, gdy używane są obie opcje. Ta metoda jest stosowana dość często, jej celem jest płynny rozruch silnika elektrycznego, co nie zawsze można osiągnąć przy konwencjonalnych połączeniach. W momencie bezpośredniego startu uzwojenia są w pozycji gwiazdy. Następnie używany jest przekaźnik, który zapewnia przełączanie w położenie delta. Z tego powodu prąd rozruchowy jest zmniejszony. Obwód kombinowany jest najczęściej używany podczas rozruchu silników elektrycznych o dużej mocy. Takie silniki wymagają również znacznie wyższego prądu rozruchowego, przekraczając wartość nominalną około siedmiokrotnie.
Silniki elektryczne można podłączyć na inne sposoby, gdy używana jest podwójna lub potrójna gwiazda. Te połączenia są używane w silnikach o dwóch lub więcej zmiennych prędkościach.
Rozruch trójfazowego silnika elektrycznego z przełączaniem z gwiazdy na trójkąt
Ta metoda jest stosowana w celu zmniejszenia prądu rozruchowego, który może być około 5-7 razy większy niż prąd znamionowy silnika. Jednostki o zbyt dużej mocy mają taki prąd rozruchowy, przy którym łatwo przepalają się bezpieczniki, wyłączają się wyłączniki i generalnie napięcie znacznie spada. Przy takim spadku napięcia zmniejsza się blask lamp, zmniejsza się moment obrotowy innych silników elektrycznych, a styczniki również samoistnie się wyłączają. Dlatego stosuje się różne metody w celu zmniejszenia prądu rozruchowego.
Wspólną cechą wszystkich metod jest konieczność obniżenia napięcia w uzwojeniach stojana w momencie rozruchu bezpośredniego. Aby zmniejszyć prąd rozruchowy, obwód stojana można podczas rozruchu uzupełnić o dławik, reostat lub automatyczny transformator.
Najbardziej rozpowszechnione jest przełączanie uzwojenia z pozycji gwiazdy na pozycję trójkąta. W pozycji gwiazdy napięcie staje się 1,73 razy mniejsze niż napięcie nominalne, dlatego prąd będzie również mniejszy niż przy pełnym napięciu. Podczas rozruchu prędkość silnika wzrasta, prąd maleje, a uzwojenia przełączają się w położenie trójkąta.
Takie przełączanie jest dozwolone w silnikach elektrycznych z trybem łatwego rozruchu, ponieważ moment rozruchowy zmniejsza się o około połowę. W ten sposób przełączane są te silniki, które można konstrukcyjnie połączyć w trójkąt. Muszą mieć uzwojenia zdolne do pracy.
Kiedy przełączyć się z delty na gwiazdę?
Gdy konieczne jest wykonanie połączenia gwiazda-trójkąt uzwojeń silnika, należy pamiętać, że istnieje możliwość przełączenia z jednego typu na drugi. Główną opcją jest obwód przełączający gwiazda-trójkąt. Jednak w razie potrzeby możliwa jest również odwrotność.
Wszyscy wiedzą, że silniki, które nie są w pełni obciążone, doświadczają spadku współczynnika mocy. Dlatego pożądane jest zastąpienie takich silników urządzeniami o mniejszej mocy. Jeśli jednak wymiana nie jest możliwa i występuje duża rezerwa mocy, wykonywane jest przełączanie trójkąt-gwiazda. Prąd w obwodzie stojana nie może przekraczać wartości nominalnej, w przeciwnym razie silnik się przegrzeje.