Qual è la differenza tra gli schemi di collegamento degli avvolgimenti del motore con una stella e un triangolo

Il sistema di corrente elettrica trifase è stato sviluppato alla fine del XIX secolo dallo scienziato russo M.O. Dolivo-Dobrovolsky. Tre fasi, la cui tensione viene spostata l'una rispetto all'altra di 120 gradi, tra gli altri vantaggi, facilitano la creazione di un campo magnetico rotante. Questo campo porta con sé i rotori dei più comuni e semplici motori asincroni trifase.

I tre avvolgimenti statorici di tali motori elettrici sono nella maggior parte dei casi interconnessi secondo lo schema "stella" o "triangolo". Nella letteratura straniera vengono utilizzati i termini "stella" e "delta", abbreviati in S e D. La designazione mnemonica D e Y è più comune, il che a volte può creare confusione: la lettera D può essere contrassegnata sia "stella" che "triangolo".

Tensioni di fase e di linea

Per capire le differenze tra i metodi di collegamento degli avvolgimenti, devi prima capire con i concetti di fase e tensione lineare. La tensione di fase è la tensione tra l'inizio e la fine di una fase. Lineare - tra le stesse conclusioni di fasi diverse.

Per una rete trifase, le tensioni concatenate sono tensioni tra le fasi, ad esempio A e B, e le tensioni di fase tra ciascuna fase e il conduttore neutro.

Quindi le tensioni Ua, Ub, Uc saranno di fase e Uab, Ubc, Uca saranno lineari. Queste tensioni sono diverse. Quindi, per una rete domestica e industriale di 0,4 kV, le tensioni lineari sono 380 volt e le tensioni di fase sono 220 volt.

Collegamento degli avvolgimenti del motore secondo lo schema "a stella".

Quando si collegano le fasi di un motore elettrico con una stella, i tre avvolgimenti sono interconnessi all'inizio in un punto comune. Le estremità libere sono collegate ciascuna alla propria fase della rete. In alcuni casi, il punto comune è collegato al bus neutro del sistema di alimentazione.

Si può vedere dalla figura che per questa inclusione, la tensione di fase della rete viene applicata a ciascun avvolgimento (per reti da 0,4 kV - 220 volt).

Collegamento degli avvolgimenti del motore secondo lo schema "triangolo".

Con lo schema "triangolo", le estremità degli avvolgimenti sono collegate tra loro in serie. Si scopre una specie di cerchio, ma in letteratura il nome "triangolo" è accettato a causa dello stile spesso usato. Non c'è nessun posto dove collegare il filo neutro in questa forma di realizzazione.

Ovviamente le tensioni applicate a ciascun avvolgimento saranno lineari (380 Volt per avvolgimento).

Confronto degli schemi di connessione tra loro

Per confrontare entrambi gli schemi tra loro, è necessario calcolare la potenza elettrica sviluppata dal motore elettrico durante l'una o l'altra inclusione. Per questo, è necessario considerare i concetti di correnti lineari (Ilin) e di fase (Iphase).La corrente di fase è la corrente che scorre attraverso l'avvolgimento di fase. La corrente di linea scorre attraverso il conduttore collegato al terminale dell'avvolgimento.

Nelle reti fino a 1000 volt, la fonte di elettricità è trasformatore, il cui avvolgimento secondario è acceso da una "stella" (altrimenti è impossibile organizzare un filo neutro) o un generatore i cui avvolgimenti sono collegati allo stesso modo.

La figura mostra che quando collegato con una "stella", le correnti nei conduttori e le correnti negli avvolgimenti del motore sono uguali. La corrente di fase è determinata dalla tensione di fase:

   

dove Z è la resistenza dell'avvolgimento di una fase, possono essere considerati uguali. Si può scrivere così

   

.

Per una connessione a triangolo, le correnti sono diverse: sono determinate dalle tensioni lineari applicate alla resistenza Z:

   

.

Pertanto, per questo caso .

Ora possiamo confrontare la potenza totale (), consumati da motori elettrici con schemi differenti.

• per una connessione a stella, la potenza totale è ;
• per una connessione a triangolo, la potenza totale è .

Pertanto, quando acceso da una "stella", il motore elettrico sviluppa una potenza tre volte inferiore rispetto a quando è collegato a un delta. Porta anche ad altre conseguenze positive:

• le correnti di avviamento sono ridotte;
• il funzionamento e l'avviamento del motore diventano più fluidi;
• il motore elettrico affronta bene i sovraccarichi a breve termine;
• il regime termico del motore asincrono diventa più dolce.

Il rovescio della medaglia è che un motore a stella non può sviluppare la massima potenza. In alcuni casi, la coppia potrebbe non essere nemmeno sufficiente per far girare il rotore.

Modi per cambiare i circuiti stella-triangolo

Il design della maggior parte dei motori elettrici consente il passaggio da uno schema di connessione all'altro.Per questo, sul terminale vengono visualizzati l'inizio e la fine degli avvolgimenti in modo che, semplicemente cambiando la posizione delle sovrapposizioni, sia possibile realizzare un “triangolo” da una “stella” e viceversa.

Il proprietario del motore elettrico stesso può scegliere ciò di cui ha bisogno: un avviamento graduale con piccole correnti di avviamento e funzionamento regolare o la massima potenza sviluppata dal motore. Se hai bisogno di entrambi, puoi passare automaticamente usando potenti contattori.

Quando viene premuto il pulsante di avviamento SB2, il motore elettrico viene acceso secondo lo schema "a stella". Il contattore KM3 è sollevato, i suoi contatti chiudono le uscite degli avvolgimenti del motore su un lato. Le conclusioni opposte sono collegate alla rete, ciascuna alla propria fase attraverso i contatti KM1. Quando questo contattore è acceso, viene applicata una tensione trifase agli avvolgimenti e viene azionato il rotore del motore elettrico. Dopo un po' di tempo impostato sul relè KT1, la bobina KM3 commuta, si diseccita, si accende il contattore KM2 trasformando gli avvolgimenti in un “triangolo”.

La commutazione avviene dopo che il motore ha guadagnato velocità. Questo momento può essere controllato dal sensore di velocità, ma in pratica è tutto più semplice. La commutazione è controllata relè a tempo - dopo 5-7 secondi, si considera che i processi di avviamento siano completati e sia possibile accendere il motore in modalità di massima potenza. Non vale la pena ritardare questo momento, poiché il funzionamento prolungato con un eccesso del carico consentito per la "stella" può portare al guasto dell'azionamento elettrico.

Quando si implementa questa modalità, ricordare quanto segue:

1. La coppia di spunto di un motore con avvolgimenti a stella è notevolmente inferiore al valore di questa caratteristica di un motore elettrico con collegamento a triangolo, quindi non sempre è possibile avviare un motore elettrico con condizioni di avviamento difficili in questo modo. Semplicemente non entrerà in rotazione. Tali casi includono pompe azionate elettricamente funzionanti con contropressione, ecc. Problemi simili vengono risolti con l'aiuto di motori con rotore di fase, aumentando gradualmente la corrente di eccitazione all'avvio. L'avviamento a stella viene utilizzato con successo quando si lavora con pompe centrifughe funzionanti a valvola chiusa, in caso di carichi della ventola sull'albero motore, ecc.
2. Gli avvolgimenti del motore devono resistere alla tensione di rete della rete. È importante non confondere i motori D/Y 220/380 volt (solitamente motori asincroni a bassa potenza fino a 4 kW) e motori D/Y 380/660 volt (solitamente 4 kW e oltre). La rete a 660 volt non è praticamente utilizzata da nessuna parte, ma per la commutazione stella-triangolo possono essere utilizzati solo motori elettrici con questa tensione nominale. Un drive 220/380 in una rete trifase viene acceso solo da una "stella". Non possono essere utilizzati nello schema di commutazione.
3. È necessario mantenere una pausa tra lo spegnimento del contattore "stella" e l'accensione del contattore "triangolare" per evitare sovrapposizioni. Ma è impossibile aumentarlo oltre misura per evitare l'arresto del motore elettrico. Quando crei un circuito da solo, potrebbe essere necessario selezionarlo sperimentalmente.

Viene applicato anche l'interruttore di retromarcia. Ha senso se un motore potente è temporaneamente in funzione con un piccolo carico.Allo stesso tempo, il suo fattore di potenza è basso, perché il consumo di potenza attiva è determinato dal livello di carico del motore elettrico. Reattivo, invece, è determinato principalmente dall'induttanza degli avvolgimenti, che non dipende dal carico sull'albero. Per migliorare il rapporto tra potenza attiva e reattiva consumata, è possibile commutare gli avvolgimenti sul circuito "a stella". Questo può essere fatto anche manualmente o automaticamente.

Il circuito di commutazione può essere assemblato su elementi discreti: relè temporizzati, contattori (avviatori), ecc. Vengono anche prodotte soluzioni tecniche pronte che combinano il circuito di commutazione automatica in un alloggiamento. È solo necessario collegare un motore elettrico e l'alimentazione da una rete trifase ai terminali di uscita. Tali dispositivi possono avere nomi diversi, ad esempio "relè tempo di avviamento", ecc.

L'accensione degli avvolgimenti del motore secondo schemi diversi ha i suoi vantaggi e svantaggi. La base di un'operazione competente è la conoscenza di tutti i pro e i contro. Quindi il motore durerà a lungo, portando il massimo effetto.

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