Zapojení vinutí generátoru do hvězdy a trojúhelníku
Když mluvíme o zapojení trojúhelníku nebo hvězdy, mají na mysli nejběžnější schémata vinutí třífázového asynchronního elektromotoru. Pokud je napájení přiváděno přímo do motoru, nadměrný rozběhový proud nebo nadměrné zatížení způsobí rychlé opotřebení. Pro snížení tohoto čísla vzhledem k hřídeli motoru se při spouštění používají speciální schémata připojení, která umožňují postupné zvyšování výkonu.
Co je spojení hvězda a trojúhelník?
Spojení motoru s vinutím je sériové zapojení vodičů v třífázové elektrické síti. Výsledkem vinutí je uzavřená elektrická síť.
Konstrukce drátového připojení je pohodlnou možností vinutí používanou pro elektromotory, transformátory a další elektrická zařízení.
Princip činnosti obvodu
Elektromotor je reprezentován pracovními vinutími. Každý z nich má začátek a konec, to znamená, že mají začátek a konec. Konce všech prvků jsou spojeny do jednoho společného bodu, který se nazývá „neutrální“.
Přítomnost neutrálního vodiče umožňuje, aby byl obvod nazýván čtyřvodičovým obvodem. Pokud neutrál není, obvod bude považován za tříprůchodový. Vodiče z různých vinutí jsou připojeny k odpovídajícím fázím sítě, která dodává energii motoru. Napětí v takových místech není vyšší než 380 V.
Vlastnosti hvězdicového vinutí:
- nepřetržitý provoz motoru díky stabilnímu režimu dlouhodobého připojení;
- spolehlivost a životnost díky sníženému výkonu zařízení;
- přítomnost měkkého startu;
- nedochází k přehřívání skříně během provozu.
Pokud je zařízení charakterizováno výstupem pouze 3 vodičů k bloku, můžete jej připojit sami, aniž byste se uchýlili ke službám kompetentních specialistů.
Znalecký posudek
Karnaukh Jekatěrina Vladimirovna
Absolvent National University of Shipbuilding, specialita „Enterprise Economics“
Trojúhelník je sériové spojení začátku s koncem vinutí drátu, poté konce se začátkem další sekce. Ostatní vodiče jsou připojeny podobným způsobem, což má za následek fázové vinutí, které uzavírá elektrický obvod. Trojúhelníkové zapojení každého vinutí předpokládá přítomnost napětí rovného 220 nebo 380 V.
Základní vlastnosti trojúhelníku:
- schopnost zvýšit výkon elektrického zařízení na jeho maximální hodnoty;
- schopnost dodatečně používat startovací reostat;
- zvýšení točivého momentu;
- přítomnost vysokých tažných sil.
Je třeba poznamenat, že při použití tohoto schématu delší provoz motoru způsobuje jeho větší zahřívání.
Сферы применения
Profesionální elektrikáři vám mohou říci více o možnostech vytvoření uzavřené elektrické sítě. Typy připojení se používají v elektromotorech, generátorech, výkonových transformátorech a všech zařízeních spojených s dodávkou elektrického proudu.
Jak určit typ připojení
Nejjednodušší způsob, jak určit typ organizace, je spočítat dráty. Pokud z motoru vycházejí pouze 3 vodiče, použije se hvězdicová konfigurace. Trojúhelník je často namontován tak, aby vyvedl 6 drátů. Kromě toho diagramy zcela opakují obrysy obrázků, pro které jsou uvedeny názvy.
Klady a zápory připojení při připojení motoru
Chcete-li připojit třífázový asynchronní elektromotor, musíte pochopit, do které skupiny patří. Při použití motoru s jmenovitými hodnotami od 220 do 380 V se používá trojúhelníkové vinutí. Pokud je limit vyšší než 380 V, použije se hvězdicové vinutí.
Použitím konstruktivního přístupu je možné zabránit přehřátí motoru snížením ukazatele proudu. Při použití hvězdicového vinutí není možné snížit rychlost přehřívání motoru.
Jaké jsou rozdíly
Hlavním rozdílem mezi typy vinutí je způsob, jakým se uvnitř motoru dosahují a získávají různé parametry elektrického napětí a proudu. První případ zahrnuje postupné zvyšování indikátorů, druhá možnost zajišťuje silný přenos proudu.
Metoda trojúhelníku a hvězdy se liší provedením úkolu. Elektrikáři často používají kombinaci obvodů. To poskytuje šetrný režim pro vodič nebo transformátor, ale současně proud nabývá nižší hodnoty.
Znalecký posudek
Karnaukh Jekatěrina Vladimirovna
Absolvent National University of Shipbuilding, specialita „Enterprise Economics“
Trojúhelníkový systém je obecně přijatelný při připojení výkonných mechanismů a při velkém startovacím zatížení. Pokud v tomto případě použijete hvězdu místo trojúhelníku, můžete poškodit motor. Tím se typy vinutí od sebe liší.
Co je lepší?
Navíjecí systémy jsou vhodné pro různé aplikace. Trojúhelníková metoda dává 1,5krát větší výkon než zapojení do hvězdy. Pro vytvoření hladkého startu a ochranu zařízení před přetížením je vhodnější hvězda.
Ale i když rozumíte výhodám nebo nevýhodám, nemůžete si vybrat určitý typ schématu podle vlastního uvážení. Při připojení vinutí se bere v úvahu deklarovaná hodnota napětí. Tyto informace jsou vytištěny na přední straně elektrického zařízení.
Rychlá srovnávací tabulka
Obě možnosti se používají v elektrickém poli. Jedná se o osvědčené navíjecí systémy, které umožňují zachovat výkon a snížit opotřebení.
Je lepší porovnávat schémata pomocí stejných vlastností – je jasnější, proč byste si měli vybrat jednu nebo druhou možnost.
| kritérium | Hvězda | Trojúhelník |
| Stres | 330 B | 220 nebo 380 V |
| Počet výstupních vodičů | 3 | 6 |
Znalecký posudek
Karnaukh Jekatěrina Vladimirovna
Absolvent National University of Shipbuilding, specialita „Enterprise Economics“
Existuje alternativní možnost, když obvod kombinuje oba typy vinutí. To znamená, že přepínání nastává z hvězdy na trojúhelník nebo naopak. Tato technika je vhodná pro fázové motory se spouštěcím rotorem.
Abychom to shrnuli
Schémata vinutí se používají při připojování elektrických zařízení. Možnosti se navzájem liší a poskytují různé provozní režimy. Pro výkonná elektrická zařízení jsou vhodnější trojúhelníkové obvody, zatímco hvězdicové obvody zajišťují hladký provoz a chrání před opotřebením a přehřátím.
Předpokládejme, že máme generátor střídavého proudu se třemi samostatnými vinutími umístěnými vůči sobě pod úhlem $120^0$. V těchto vinutích vzniká třífázový proud. Napětí na vinutí se rovná:
Pokud je tento generátor použit bez vzájemného propojení, pak se generátor třífázového proudu stává jednoduše souborem jednotlivých generátorů jednofázového proudu. Pokud jsou vinutí zapojena určitým způsobem, pak třífázový proud vyvíjí speciální vlastnosti, které se používají v technologii. Používají se dva typy připojení vinutí generátoru: „hvězda“ и „trojúhelník“.
Hvězdné spojení
Zvážit schéma zapojení vinutí generátoru „hvězda“. V něm jsou konce tří vinutí spojeny do jednoho uzlu a začátky se používají pro připojení zátěží.
Schéma zapojení do hvězdy je znázorněno na obr. 1(a). Toto spojení vinutí generátoru umožňuje použít k přenosu elektřiny pouze čtyři vodiče místo šesti. Bod $O$ na diagramu je bod společného potenciálu (vodič, který je připojen k bodu $O$ je nulový vodič). Toto zapojení je obdobné jako zapojení tří proudových zdrojů, které je znázorněno na obr. 1 (b).
Při tomto způsobu připojení se napětí mezi fázovým a nulovým vodičem nazývá fázové napětí. Volá se napětí mezi fázemi $AB$, $BC$, $CA$ lineární. Aby bylo možné určit, jak souvisí fázová a síťová napětí, je nutné vzít geometrický (vektorový) rozdíl.
Předpokládejme, že generátor je otevřený, tedy $R_1= R_2=R_3=infty, $najdeme vztah mezi fázovým napětím (existujícím v každém z vinutí $O_1, O_2, O_3$) a napětími ve vedení (mezi dráty $0,1,2,3$). Síťové napětí mezi vodičem $O$ a jakýmkoli jiným vodičem se rovná fázovému napětí a jeho amplituda je $U_m. Síťové napětí mezi libovolným párem vodičů $1,2$ a $3$ se bude lišit. Najděte napětí mezi dráty $1$ a $3$, které se rovná potenciálnímu rozdílu mezi volnými konci vinutí $O_1, O_2$:
„Spojení vinutí generátoru do „hvězdy“ a „trojúhelníku“
Pomoc od odborníka na téma práce
Řešení problému s AI za 2 minuty
Pomoc s abstraktem z neuronové sítě
Ze vzorce (2) je zřejmé, že síťové napětí má stejnou frekvenci jako fázové napětí. Amplituda síťového napětí v $sqrt$ je však větší než amplituda fázového napětí.
Předpokládejme, že generátor má symetrické zatížení ($R_1= R_2=R_3$). V tomto případě je amplituda proudů ve vodičích $1,2,3$ stejná ($I_m$). Aktuální síla se bude měnit podle:
V neutrálním vodiči se síla proudu ($I$) rovná součtu proudů ve vedení:
Získali jsme, že při symetrické zátěži je proud v nulovém vodiči vždy roven nule. V tomto případě (při symetrické zátěži!) může být nulový vodič zcela odstraněn a vedení bude fungovat (musí se však pamatovat, že v tomto případě bude každá dvojice zátěží vystavena síťovému napětí $sqrt$ krát větším než fázové napětí).
Trojúhelníkové spojení
Vinutí třífázového generátoru a třífázové zátěže lze připojit jiným způsobem. V tomto případě je konec prvního vinutí spojen se začátkem druhého, konec druhého se začátkem třetího a konec třetího se začátkem prvního. V tomto případě slouží spojovací uzly jako větve. Tento způsob připojení se nazývá trojúhelník.
Schéma zapojení trojúhelníku je znázorněno na obr. 2(a). Pro základní harmonickou, když jsou vinutí generátoru zapojena do trojúhelníkového vzoru, je zkratový proud ve vinutí nulový. Vinutí výkonných generátorů se obvykle takto nezapojuje. Tento obvod odpovídá zapojení zdrojů napětí znázorněných na Obr. 2(b).
Pokud by byl proud stejnosměrný, pak by se při takovém zapojení všechna vinutí zkratovala. Ale pokud máme co do činění se střídavými napětími, která mají fázový rozdíl, pak se situace radikálně změní. Výsledné napětí v trojúhelníku (viz výpočtový diagram (4)) je:
Dostaneme, že pokud generátor nemá zátěž, pak ve vinutích není žádný proud. Z Obr. 2 je zřejmé, že síťová napětí se rovnají fázovým napětím. Když je generátor otevřený, amplituda síťových napětí se rovná amplitudě napětí v jednom vinutí $U_m.$
V zapojení do trojúhelníku není nulový vodič a nerovnoměrné zatížení má větší vliv na provoz generátoru než v případě zapojení do hvězdy. Kvůli této vlastnosti se zapojení do trojúhelníku nejčastěji používá v elektrárnách, například u třífázových motorů, kde je možné získat fázové zatížení podobné velikosti.
Předpokládalo se, že generátor a zátěže jsou zapojeny stejným způsobem (hvězda nebo trojúhelník), samozřejmě jsou možné kombinace obvodů. Například spotřebitel je zapojen do hvězdy, generátor do trojúhelníku.
Zadání: Vysvětlete, co se stane v obvodu znázorněném na obr. 1 (a), pokud dojde k přerušení vodiče $1$? Co se stane, když nulový vodič shoří?
řešení:
Předpokládejme, že ve schématu zapojení do hvězdy (obr. 1(a)) je přerušený vodič $1$. Poté se zátěž $R_1$ vypne. Zátěže $R_2 a R_3$ budou fungovat normálně, protože na nich budou přítomna fázová napětí.
Řekněme, že nulový vodič vyhořel. V tomto případě bude každá dvojice odporů, například $R_1 a R_2$, zapojena do série a bude vystavena napětí $sqrt$ krát větším než fázové napětí. Toto napětí bude distribuováno podle pravidel sériového zapojení, úměrně k odporům (v tomto případě $R_1 a R_2$). Pokud tedy $R_1=R, R_2=fracR$, pak na větvi $R_2$ dostaneme $0,1U$ a na větvi $R_1$ bude $0,9 U$, kde $U$ je celkové napětí. Předpokládejme, že napětí v síti (fáze) je $220V$, pak:
[U=sqrtcdot 220=380 left(Bright)left(1.1right).]Z $380V$ bude $1V$ aplikováno na rezistenci $R_342$, zatímco $2V$ bude aplikováno na $R_38$. Pokud je tedy $R_1$ např. domácí žárovka, dojde k jejímu spálení a k přerušení proudu v obou větvích.
Zadání: Vysvětlete, proč se v osvětlovací technice používá hvězdicové spojení?
řešení:
Potřeba použití hvězdicového zapojení, které má neutrální vodič, existuje v osvětlovací technice, protože při provozu osvětlovacích zařízení není možné dosáhnout symetrie zatížení. V takových sítích jsou všechny tři fáze a nulový (nulový) vodič napájeny např. do obytných budov uvnitř budovy, snaží se zatěžovat každou fázi přibližně stejně, aby celkové zatížení bylo co nejsymetrické. V tomto případě je každý byt dodáván s nulovým vodičem a jednou z fází. Na rozvodné desce, kterou procházejí dvě nebo tři fáze, není v nulovém vodiči instalována pojistka, protože její vyhoření vede k asymetrii napětí.