Jak správně implementovat zapojení do trojúhelníku v třífázovém motoru?

Proč jsou třífázové elektromotory připojeny k napětí odlišným připojením jejich vinutí? Někdy slýcháme v rozhovorech mezi elektrikáři o spojení hvězda a trojúhelník. Je možné se obejít bez těchto různých schémat elektrického zapojení?
Ukazuje se, že můžete motory zapojit do hvězdy, nebo spíše do „hvězdového okruhu“, ale v tomto případě bude trvat déle, než motor sám zrychlí a bude vyrábět méně energie, nebo jej můžete zapnout obvod „delta“ – motor při zapnutí (zrychlení) spotřebovává více energie, dochází k náběhu proudu a klesá napětí v síti, proto jsou tyto spínací obvody vzájemně kombinovány.

Schémata zapojení elektromotoru. Hvězda – trojúhelník

Používají se hlavní způsoby připojení třífázových elektromotorů k síti: „zapojení do hvězdy“ a „zapojení do trojúhelníku“.
Při spojení třífázového elektromotoru s hvězdou jsou konce jeho statorových vinutí spojeny dohromady, spojení nastane v jednom bodě a na začátek vinutí je přivedeno třífázové napětí (obrázek 1).
Při zapojení třífázového elektromotoru pomocí schématu zapojení „trojúhelníku“ jsou statorová vinutí elektromotoru zapojena do série tak, že konec jednoho vinutí je spojen se začátkem dalšího a tak dále (obr. 2).

Svorkovnice elektromotorů a schémata zapojení vinutí:

Schéma zapojení motoru (čerpadla) hvězda-trojúhelník.

Aniž bychom zacházeli do technických a podrobných teoretických základů elektrotechniky, je třeba říci, že elektromotory s vinutím zapojeným do hvězdy pracují hladší a měkčí než elektromotory s vinutím zapojeným do trojúhelníku, je třeba poznamenat, že když jsou vinutí spojena hvězda, elektromotor nemůže vyvinout plný výkon. Při zapojení vinutí podle zapojení do trojúhelníku elektromotor pracuje na plný jmenovitý výkon (což je 1,5krát větší výkon než při zapojení do hvězdy), ale zároveň má velmi vysoké rozběhové proudy.
V tomto ohledu je vhodné (zejména u elektromotorů s vyšším výkonem) zapojit podle obvodu hvězda-trojúhelník; Zpočátku se spouštění provádí podle hvězdicového obvodu, po kterém (když elektromotor „nabral rychlost“) dojde k automatickému přepínání podle trojúhelníkového obvodu.
Ovládací obvod:

Další verze řídicího obvodu motoru
Připojení napájecího napětí přes rozpínací (normálně sepnutý) kontakt časového relé K1 a rozpínací kontakt K2 v obvodu cívky spouštěče K3.
Po zapnutí startéru K3 svými rozpínacími kontakty rozepne obvody cívky startéru K2 s kontakty K3 (blokování náhodného sepnutí) a sepne kontakt K3 v silovém obvodu cívky magnetického startéru K1, který je v kombinaci s kontakty časového relé.
Při zapnutí spouštěče K1 se sepnou kontakty K1 v obvodu cívky magnetického spouštěče K1 a současně sepne časové relé, otevře se kontakt časového relé K1 v obvodu cívky spouštěče K3 a sepne kontakt časového relé K1 v obvodu cívky spouštěče K2.
Vypnutím vinutí spouštěče K3 se sepne kontakt K3 v obvodu cívky magnetického spouštěče K2. Po zapnutí startéru K2 otevře své kontakty K2 v obvodu silové cívky startéru K3.

Třífázové napětí je přiváděno na začátek vinutí U1, V1 a W1 přes silové kontakty magnetického spouštěče K1. Když je magnetický spouštěč K3 spuštěn pomocí jeho kontaktů K3, dojde ke zkratu, spojující konce vinutí U2, V2 a W2 k sobě navzájem.
Po nějaké době se aktivuje časové relé v kombinaci se startérem K1, vypne startér K3 a současně zapne K2, sepnou se silové kontakty K2 a napětí je přivedeno na konce vinutí motoru U2, V2 a W2. Elektromotor se tak zapíná v trojúhelníkovém vzoru.
Pro spouštění motorů pomocí obvodu hvězda-trojúhelník vyrábějí různí výrobci takzvaná spouštěcí relé, která mohou mít různá jména: „Startovací relé“, „start-trojúhelník“ atd., ale jejich účel je stejný:
RVP-1-15, VL-32M, VL-163, CRM-2T ELKO Česká republika.

Schéma činnosti spouštěcího relé.
Po přivedení napájecího napětí na relé se začne počítat čas zrychlení t1 a přes kontakty spouštěcího relé 15-18 se zapne spouštěč do hvězdy (vinutí motoru jsou zapojena do hvězdy). Na konci doby zrychlení t1 se kontakty 15-18 rozepnou, hvězdicový spouštěč se vypne a po době pauzy t2 se sepnou kontakty 25-28 vestavěného elektromagnetického relé, čímž se zapne trojúhelníkový spouštěč (vinutí motoru jsou zapojeny do trojúhelníkového obvodu).
Časy T1, T2 se nastavují ovládacími prvky relé, čas pauzy T2 má pevnou hodnotu, obvykle 20,30,40,80 ms, spíná se diskrétně.
TOTAL-všeobecně:
Pro snížení startovacích proudů je nutné nastartovat motor v následujícím pořadí: nejprve zapnout do hvězdicového okruhu při nízkých otáčkách, poté přepnout do trojúhelníku.
První spuštění s trojúhelníkem vytvoří maximální točivý moment a poté přepnutí do hvězdy (startovací moment je 2krát menší) s dalším provozem ve jmenovitém režimu, když elektromotor „nabral otáčky“), dojde k automatickému přepnutí na trojúhelník, stojí za to vzít v úvahu zatížení hřídele před spuštěním, Koneckonců, točivý moment na hvězdě je oslaben, takže tato metoda spouštění pravděpodobně nebude vhodná pro velmi zatížené motory a může selhat.

Co nakonec dává motoru zapojení do hvězdy nebo trojúhelníku? Při zapojení do hvězdy se rozběhový proud elektromotoru sníží 1,73·1,73 = 3x.

Měkký start při použití softstartéru

Pro nahrazení tradičních spínacích obvodů pro snížení startovacího proudu se rozšířila takzvaná softstartérová zařízení – softstartéry.
Jaký je rozdíl a výhoda UPP?

Asynchronní elektromotor je napájen z třífázové střídavé sítě. Takový motor s jednoduchým schématem zapojení je vybaven třemi vinutími umístěnými na statoru. Každé vinutí je vůči sobě posunuto o úhel 120 stupňů. Posun v takovém úhlu má vytvořit rotaci magnetického pole.

Konce fázových vinutí elektromotoru jsou vyvedeny do speciálního „bloku“. To bylo provedeno pro snadné připojení. V elektrotechnice se pro připojení asynchronních elektromotorů používají dvě hlavní metody: metoda zapojení „trojúhelník“ a metoda „hvězda“. Při spojování konců se používají propojky speciálně určené pro tento účel.

Rozdíly mezi „hvězdou“ a „trojúhelníkem“

Na základě teorie a praktických znalostí základů elektrotechniky umožňuje metoda zapojení „hvězda“ chod elektromotoru hladší a měkčí. Zároveň však tato metoda neumožňuje motoru dosáhnout plného výkonu uvedeného v technických specifikacích.

Připojením fázových vinutí do trojúhelníku je motor schopen rychle dosáhnout maximálního provozního výkonu. To umožňuje využít plnou účinnost elektromotoru, dle technického listu. Ale toto schéma připojení má svou vlastní nevýhodu: velké zapínací proudy. Pro snížení hodnoty proudů se používá startovací reostat umožňující plynulejší start motoru.

Hvězdicové spojení a jeho výhody

Reverzibilní obvod motoru 380 až 220 voltů

Každé ze tří pracovních vinutí elektromotoru má dva vývody – začátek a konec. Konce všech tří vinutí jsou spojeny do jednoho společného bodu, tzv. neutrálu.

Pokud je v obvodu neutrální vodič, obvod se nazývá 4vodičový, jinak bude považován za 3vodičový.

Začátek svorek je připojen k odpovídajícím fázím napájecí sítě. Použité napětí na těchto fázích je 380 V, méně často 660 V.

Hlavní výhody použití hvězdného schématu:

• Stabilní a dlouhodobý non-stop provoz motoru;
• Zvýšená spolehlivost a životnost snížením výkonu zařízení;
• Maximálně hladký rozběh elektrického pohonu;
• Možnost vystavení krátkodobému přetížení;
• Během provozu se tělo zařízení nepřehřívá.

K dispozici je zařízení s vnitřním připojením konců vinutí. Do bloku takového zařízení budou vyvedeny pouze tři piny, což neumožňuje použití jiných způsobů připojení. Elektrické zařízení vyrobené v této podobě nevyžaduje pro své připojení kompetentní odborníky.

Připojení třífázového motoru k jednofázové síti pomocí hvězdicového obvodu

Trojúhelníkové spojení a jeho výhody

Principem zapojení do trojúhelníku je zapojit konec vinutí fáze A do série se začátkem vinutí fáze B. A dále analogicky – konec jednoho vinutí se začátkem druhého. Výsledkem je, že konec vinutí fáze C uzavře elektrický obvod a vytvoří nepřerušený obvod. Toto schéma by se dalo nazvat kruhem, nebýt montážní konstrukce. Tvar trojúhelníku je dán ergonomickým umístěním připojení vinutí.

Při připojení „trojúhelníkem“ na každém z vinutí je lineární napětí rovné 220V nebo 380V.

Hlavní výhody použití schématu trojúhelníku:

• Zvýšení výkonu elektrického zařízení na maximální hodnotu;
• Použití startovacího reostatu;
• Zvýšený točivý moment;
• Velké tažné síly.

Nevýhody:

• Zvýšený startovací proud;
• Při delším provozu se motor velmi zahřívá.

Metoda „trojúhelníku“ připojení vinutí motoru je široce používána při práci s výkonnými mechanismy a přítomností vysokých startovacích zatížení. Velký kroutící moment vzniká v důsledku zvýšení samoindukčního EMF způsobeného velkými protékajícími proudy.

Připojení třífázového motoru k jednofázové síti pomocí trojúhelníkového schématu

Typ připojení hvězda-trojúhelník

Ve složitých mechanismech se často používá kombinovaný obvod hvězda-trojúhelník. S tímto přepínáním se výkon prudce zvyšuje a pokud motor podle svých technických charakteristik není navržen pro provoz metodou „delta“, přehřeje se a shoří.

Motory se zvýšeným výkonem mají velké rozběhové proudy a v důsledku toho při startování často způsobují vypálení pojistek a vypnutí jističů. Pro snížení síťového napětí ve vinutí statoru se používají autotransformátory, univerzální tlumivky, startovací reostaty nebo zapojení do hvězdy.

Schémata zapojení do hvězdy a trojúhelníku

V tomto případě bude napětí na připojení každého vinutí 1,73krát menší, takže proud protékající během této doby bude menší. Poté se frekvence zvyšuje a aktuální hodnota se stále snižuje. Potom pomocí reléového kontaktního obvodu dojde k přepnutí z „hvězdy“ na „trojúhelník“.

Díky této kombinaci získáme maximální spolehlivost a efektivní produktivitu používaného elektrického zařízení bez obav z jeho poškození.

Přepínání hvězda-trojúhelník je přípustné pro elektromotory s režimem lehkého rozběhu. Tato metoda není použitelná, pokud je nutné snížit rozběhový proud a zároveň nesnížit vysoký rozběhový moment. V tomto případě se používá motor s vinutým rotorem se spouštěcím reostatem.

Hlavní výhody kombinace:

• Zvýšená životnost. Hladký start umožňuje vyhnout se nerovnoměrnému zatížení mechanické části instalace;
• Možnost vytvoření dvou úrovní výkonu.

Bleskové tipy

1. V okamžiku spuštění elektromotoru, jeho startovací proud je 7násobek provozního proudu.
2. 1,5krát vyšší výkon při připojení vinutí metodou delta.
3. Pro hladký start a ochranu před přetížením motoru, často se používají frekvenční dráty.
4. Při použití metody hvězdicového připojení, zvláštní pozornost je věnována absenci „fázové nerovnováhy“, jinak může zařízení selhat.
5. Síťová a fázová napětí se zapojením do trojúhelníku – jsou si navzájem rovné, stejně jako lineární a fázové proudy v zapojení do hvězdy.
6. K připojení motoru k domácí síti často používají kondenzátor fázového posunu.