Jak správně zapojit trojúhelník?

Vinutí třífázového generátoru, stejně jako třífázové zátěže, lze připojit ještě jedním způsobem: konec prvního vinutí je připojen k začátku druhého, konec druhého k začátku třetina, konec třetiny až začátek první a přípojné uzly slouží jako odbočky (obr. 1-40). Tento způsob připojení se nazývá trojúhelník. Zjevný zkrat ve vinutí generátoru nenastane, protože součet emf v jeho vinutích je kdykoli nulový:

a proud v nepřítomnosti vnější zátěže v uzavřeném trojúhelníku je také nulový.

To platí, pokud jsou všechny tři EMP striktně dodrženy

sinusový. Ale během provozu generátoru se tvar EMF může lišit od sinusového, proto se zpravidla nepoužívá trojúhelníkové spojení vinutí generátoru. Zapojení do trojúhelníku je však široce používáno pro třífázové spotřebiče vytvářející symetrické zatížení (motory, pece atd.). Právě tímto případem spojení se budeme zabývat trochu podrobněji.

Zapojíme-li tři proudové přijímače: (viz obr. 1-40) – přímo mezi vodiče třívodičového vedení, dostaneme trojúhelníkové zapojení proudových přijímačů. Při takovém zapojení není rozdíl mezi fázovým a síťovým napětím, protože napětí mezi začátkem a koncem každé fáze přijímače je současně síťové napětí. Zde se však objevuje rozdíl mezi fázovými a lineárními proudy přijímače.

Sestrojme vektorové diagramy proudů a najdeme vztah mezi jejich absolutními hodnotami. Shodněme se, že kladné směry fázových proudů jsou směry z A do B, z B do C a z C do A a kladné směry lineárních proudů jsou směry od generátoru k přijímači. Pak podle prvního Kirchhoffova zákona máme:

Z posledních vztahů je zřejmé, že kterýkoli z lineárních proudů je roven geometrickému rozdílu mezi fázovými proudy dvou fází přímo připojených k danému vedení; Kromě toho se fázový proud směrovaný z drátu sníží a fázový proud směrovaný do drátu se odečte. Navíc z těchto stejných vztahů je zřejmé, že pro jakékoli stejné hodnoty fázových proudů je geometrický součet proudů vedení roven nule, tzn.

V případě symetrické zátěže jsou vektory fázových proudů fázově rovnoměrně posunuty o úhel vůči odpovídajícím vektorům napětí a vytvářejí symetrickou třípaprskovou hvězdu fázových proudů (obr. 1-41).

Pro konstrukci lineárních vektorů proudu na stejném diagramu použijeme vztahy (1.52), na základě kterých je vektor každého lineárního proudu rozdílem dvou sousedních vektorů, počítaných proti směru hodinových ručiček. Po provedení konstrukcí podobných konstrukci lineárních vektorů napětí (viz obr. 1-39) získáme, že lineární vektory proudu tvoří třípaprskovou hvězdu, pootočenou vůči hvězdě fázových proudů o 30° ve směru hodinových ručiček. Z výsledného diagramu

je vidět, že lineární proudy představují základny rovnoramenných trojúhelníků s úhlem 120° na vrcholu. Hodnoty těchto proudů lze nalézt jako strany trojúhelníků ležících proti tupému úhlu, tedy podobně jako lineární napětí:

Dva způsoby připojení spotřebitelů (hvězda nebo trojúhelník) tedy rozšiřují možnosti využití těchto spotřebitelů. Pokud je například každé ze tří vinutí třífázového elektromotoru dimenzováno na provozní napětí 220 V, pak lze elektromotor zapojit do trojúhelníku a sítě 220/127 V nebo do hvězdy do 380/ síť 220V.

Protože v zapojení do trojúhelníku není žádný vyrovnávací vodič (neutrál), nerovnoměrné fázové zatížení může mít větší vliv na provoz generátoru než v případě zapojení do hvězdy-neutrál. Proto se zapojení do trojúhelníku nejčastěji používá v elektrárnách (třífázové motory apod.), kde je možné dosáhnout hodnotově blízkých fázových zátěží.

Přečtěte si více

Co dělat, když spodní listy česneku zežloutnou?

U třífázových obvodů není způsob připojení zátěže (hvězda nebo trojúhelník) závislý na způsobu připojení vinutí generátoru nebo transformátoru napájejícího daný obvod.

Čtěte více: Schéma připojení ouzo v jednofázové síti

Jaký je rozdíl mezi spojením hvězda a trojúhelník?

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

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.

Přečtěte si více

Varovná kontrolka nízkého tlaku v pneumatikách v Kia Picanto důvody, proč resetovat

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.

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“.

Čtěte více: Schéma zapojení zásuvky

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.

Princip spojení hvězda a trojúhelník. Vlastnosti a provoz

Pro zvýšení vysílacího výkonu bez zvýšení síťového napětí, pro snížení zvlnění napětí v napájecích zdrojích, pro snížení počtu vodičů při připojování zátěže k napájecímu zdroji, různé obvody pro připojení vinutí napájecích zdrojů a spotřebičů (hvězda a trojúhelník) se používají.

Schémata

Vinutí generátorů a přijímačů při práci s 3fázovými sítěmi lze připojit pomocí dvou obvodů: hvězda a trojúhelník. Tyto obvody mají mezi sebou několik rozdílů, liší se také proudovým zatížením. Před připojením elektrických strojů je proto nutné zjistit rozdíl v těchto dvou obvodech – hvězda a trojúhelník.

Hvězdný diagram

Připojení různých vinutí podle hvězdicového obvodu zahrnuje jejich připojení v jednom bodě, který se nazývá nula (neutrální) a je označen na schématech „O“ nebo x, y, z. Neutrální bod může mít spojení s neutrálním bodem napájení, ale ne všechny případy mají takové spojení. Pokud takové připojení existuje, pak se takový systém považuje za 4vodičový, a pokud takové připojení neexistuje, považuje se za 3vodičový.

Trojúhelníkový diagram

S tímto schématem nejsou konce vinutí kombinovány do jednoho bodu, ale jsou připojeny k jinému vinutí. To znamená, že výsledkem je obvod podobný vzhledem trojúhelníku a vinutí v něm jsou zapojena do série. Je třeba poznamenat, že rozdíl od hvězdicového obvodu je v tom, že v obvodu trojúhelníku je systém pouze 3vodičový, protože neexistuje žádný společný bod.

V trojúhelníkovém obvodu, když je zátěž vypnutá a EMF je symetrické, je 0.

Fázové a lineární veličiny

Ve 3fázových energetických sítích existují dva typy proudu a napětí – fázové a lineární. Fázové napětí je jeho hodnota mezi koncem a začátkem fáze přijímače. V jedné fázi přijímače protéká fázový proud.

Při použití hvězdicového obvodu jsou fázová napětí U_a, NEBO_b, U_c, a fázové proudy jsou I _a, I _b, I _c. Při použití obvodu trojúhelníku pro vinutí zátěže nebo generátoru jsou fázová napětí – U_au, NEBO_bс, NEBO_ca, fázové proudy – I _ac, I _bс, I _ca.

Hodnoty lineárního napětí se měří mezi počátky fází nebo mezi lineárními vodiči. Síťový proud teče ve vodičích mezi zdrojem energie a zátěží.

V případě hvězdicového obvodu se proudy ve vedení rovnají fázovým proudům a napětí ve vedení jsou stejná U _ab, NEBO_bc, U _ca. V trojúhelníkovém obvodu je vše obráceně – fázové a lineární napětí jsou stejné a lineární proudy jsou stejné I _a, I _b, I _c.

Přečtěte si více

Jednoduché a jasné: proces výroby dřevěných dveří

Velký význam je při analýze a výpočtu 3fázových obvodů kladen na směr EMF napětí a proudů, protože jeho směr ovlivňuje vztah mezi vektory na diagramu.

Vlastnosti obvodů

Mezi těmito schématy je podstatný rozdíl. Pojďme zjistit, proč se v různých elektrických instalacích používají různé obvody a jaké jsou jejich vlastnosti.

Při spouštění elektromotoru má rozběhový proud zvýšenou hodnotu, která je několikanásobně větší než jeho jmenovitá hodnota. Pokud se jedná o mechanismus s nízkou spotřebou, ochrana nemusí fungovat. Při zapnutí silného elektromotoru určitě zafunguje ochrana, která vypne napájení, což způsobí pokles napětí na nějakou dobu a spálené pojistky nebo vypnutí jističů. Elektromotor bude pracovat při nízké rychlosti, která je nižší než jmenovitá rychlost.

Čtěte více: Čtení schémat zapojení

Je vidět, že v důsledku vysokého zapínacího proudu vzniká mnoho problémů. Je potřeba nějak snížit jeho hodnotu.

Chcete-li to provést, můžete použít několik metod:

Připojte reostat, induktor nebo transformátor pro spuštění elektromotoru.
Změňte typ připojení vinutí rotoru elektromotoru.

V průmyslu se používá hlavně druhá metoda, protože je nejjednodušší a poskytuje vysokou účinnost. Funguje zde princip přepínání vinutí elektromotoru na obvody jako hvězda a trojúhelník. To znamená, že když je motor spuštěn, jeho vinutí mají „hvězdové“ zapojení, po sadě provozních rychlostí se schéma zapojení změní na „trojúhelník“. Naučili se automatizovat tento proces přepínání v průmyslovém prostředí.

V elektromotorech je vhodné použít dva okruhy najednou – hvězdu a trojúhelník. Neutrál zdroje energie je nutné připojit k nulovému bodu, protože při použití takových obvodů existuje zvýšená pravděpodobnost zkreslení fázové amplitudy. Neutrál zdroje kompenzuje tuto asymetrii, která vzniká v důsledku rozdílných indukčních odporů vinutí statoru.

Výhody schémat

Hvězdicové spojení má důležité výhody:

Hladký rozběh elektromotoru.
Umožňuje elektromotoru pracovat s deklarovaným jmenovitým výkonem odpovídajícím pasu.
Elektromotor bude mít normální provozní režim v různých situacích: s vysokým krátkodobým přetížením, s dlouhodobým menším přetížením.
Během provozu se skříň motoru nepřehřívá.

Hlavní výhodou trojúhelníkového obvodu je získání nejvyššího možného provozního výkonu z elektromotoru. Je vhodné udržovat provozní režimy podle pasu motoru. Při studiu elektromotorů s trojúhelníkovým obvodem se ukázalo, že jeho výkon se ve srovnání s hvězdicovým obvodem zvyšuje 3krát.

Při zvažování generátorů jsou obvody hvězdy a trojúhelníku parametry podobné provozu elektromotorů. Výstupní napětí generátoru bude vyšší v zapojení do trojúhelníku než v zapojení do hvězdy. S rostoucím napětím však proud klesá, protože podle Ohmova zákona jsou tyto parametry navzájem nepřímo úměrné.

Proto můžeme dojít k závěru, že s různými připojeními konců vinutí generátoru lze získat dvě různé jmenovité hodnoty napětí. U moderních výkonných elektromotorů se při spouštění okruhu automaticky přepíná hvězda a trojúhelník, protože to umožňuje snížit proudové zatížení, ke kterému dochází při spouštění motoru.

Procesy, ke kterým dochází, když se v různých případech mění hvězda a trojúhelník

Změnou obvodu se zde rozumí zapnutí rozvaděčů a ve svorkovnicích elektrických přístrojů za předpokladu, že jsou k dispozici svorky vinutí.

Přečtěte si více

Proč dávají keramzit na květináče?

Vinutí generátoru a transformátoru

Při přechodu z hvězdy na trojúhelník se napětí snižuje z 380 na 220 voltů, výkon zůstává stejný, protože fázové napětí se nemění, i když se proud linky zvyšuje 1,73krát.

Při přepnutí zpět dochází k opačným jevům: lineární napětí se zvyšuje z 220 na 380 voltů a fázové proudy se nemění, ale lineární proudy se snižují 1,73krát. Můžeme tedy dojít k závěru, že pokud je výstup všech konců vinutí, pak sekundární vinutí transformátoru a generátorů lze použít pro dva typy napětí, které se liší 1,73 krát.

Osvětlovací lampy

Při přechodu z hvězdy na trojúhelník lampy vyhoří. Pokud je přepínač obrácený, za předpokladu, že kontrolky na trojúhelníku svítily normálně, budou žárovky svítit slabě. Bez nulového vodiče mohou být lampy zapojeny do hvězdy za předpokladu, že jejich výkon je stejný a je rovnoměrně rozdělen mezi fázemi. Toto spojení se používá u divadelních lustrů.

Trojfázové zapojení třífázového generátoru nebo sekundárního vinutí transformátoru.

Spojíme konec x vinutí ax se začátkem b vinutí by, konec y vinutí by se začátkem c vinutí cz, konec z vinutí cz se začátkem a vinutí ax jak je znázorněno na obrázku 1. Toto spojení svým vzhledem připomíná trojúhelník, odkud pochází jeho název. Linkové vodiče jsou připojeny ve vrcholech trojúhelníku.

Obrázek 1. Zapojení generátoru do trojúhelníku.

Základní poměry:
1. Při zapojení do trojúhelníku jsou lineární a fázové napětí stejné, protože každé dva lineární vodiče (jak je vidět na obrázku 1) jsou připojeny na začátek a konec jednoho z fázových vinutí a všechna fázová vinutí jsou stejná .
2. Lineární proudy I_л více fáze I_ф o √3 = 1,73 krát.

Jak to dokázat I_л = 1,73 × I_ф? Použijme k tomu vektorový diagram na obrázku 2.

Obrázek 2. Stanovení proudů ve vedení pro zapojení do trojúhelníku.

Fázové proudy I_ab, I_bc, I_ca ve třech elektrických přijímačích EP (Obrázek 2, а) jsou znázorněny vektorovým diagramem (obrázek 2, б), který se získá přenesením vektorů z obrázku 2 paralelně k sobě, а. Вершины trojúhelníkové zatížení a, b и c jsou uzlové body. Proto podle prvního Kirchhoffova zákona platí rovnost

Je jasné, že tyto rovnosti geometrické, proto musí být odečítání provedeno podle pravidel pro odečítání vektorů, které je provedeno na obrázku 2, б. Přímé měření délek vektorů nebo výpočty pomocí pravidel geometrie ukazují, že lineární proudy I_a, I_b и I_c více fázových proudů I_ab, I_bc и I_ca o √3 = 1,73 krát.

Na obrázku 2 б je také zřejmé, že vektorový diagram symetrických lineárních proudů I_a, I_b и I_c posunuto o 30° do strany, zvrátit rotace vektorů, vzhledem k diagramu fázového proudu I_ab, I_bc и I_ca. Jinými slovy, proud I_a zaostává o 30° od proudu I_ab. Proud I_b zaostává o 30° od proudu I_bc, aktuální I_c zaostává o 30° od proudu I_ca.
Pořadí indexů v označení fázových proudů udává pořadí rotace fází. V našem příkladu je pořadí fází (rotace): a, b, c.

Na obrázku 2 в znázorněno trojúhelníkové zapojení vinutí generátoru nebo sekundární vinutí transformátoru. Aktuální vektory I_ba, I_ac, I_cb, procházející vinutími generátoru (sekundární vinutí transformátoru) a proudovými vektory v zátěži (I_ab, I_ca, I_bc) jsou rovnoběžné, ale otočené o 180°. Důvod tohoto uspořádání vektorů bude zřejmý, pokud spojíme obrázek 2, в s pravou stranou obrázku 2, а, což je provedeno na obrázku 2, г.

Vezměte prosím na vědomí, že všechna tři vinutí uvnitř generátor (transformátor) jsou zapojeny do série a tvoří uzavřený obvod. Takové zapojení ve stejnosměrných instalacích by vedlo ke zkratu. V instalacích s třífázovým proudem v důsledku skutečnosti, že elektromotorické síly (emf) jsou fázově posunuty o 120°, není v tomto uzavřeném obvodu žádný proud, protože v každém okamžiku je součet e.m. d.s. tři vinutí se rovná nule 1.

Přečtěte si více

Co je strukturální barva na stěny?

Zde je nutné poznamenat, že pro nepřítomnost proudu v obvodu vinutí generátoru (transformátoru) je nutné, aby vinutí měla stejný počet závitů, byla posunuta o 120 elektrických stupňů a měla kupř. d.s. přísně sinusový nebo v žádném případě neobsahující harmonické dělitelné třemi (viz článek „Koncepce magnetické rovnováhy transformátoru“).

Generátory nejsou téměř nikdy zapojeny do trojúhelníku. V transformátorech jsou taková spojení nejen běžná, ale někdy se provádějí za účelem získání třetí harmonické proudy uvnitř transformátoru. za co? Je jasné, že nevznikají další ztráty v transformátoru. Důvody jsou zde mnohem složitější, viz článek „Koncept magnetické rovnováhy transformátoru“.

Trojúhelníkové zapojení vinutí transformátoru ve dvou provedeních je na obrázku 3. Problematika zapojení vinutí transformátoru je podrobně rozebrána v článku „Skupiny zapojení transformátorů“.

Obrázek 3. Zapojení transformátorů do trojúhelníku.

Zapojení v trojúhelníku elektrických přijímačů a kondenzátorových bank.

Trojúhelníkové zapojení vinutí elektromotoru je znázorněno na obrázku 4, а – в. Navíc na obrázku 4 а vinutí jsou spojena a uspořádána do trojúhelníku; na obrázku 4, б vinutí jsou spojena trojúhelníkem, ale uspořádána libovolně; na obrázku 4, в Vinutí jsou uspořádána do hvězdy, ale spojena do trojúhelníku. Na obrázku 4 г Vinutí jsou uspořádána do trojúhelníku, ale spojena do hvězdy.

Obrázek 4. Trojúhelníkové zapojení elektrických přijímačů.

Všechny tyto výkresy zdůrazňují, že nejde o to, jak jsou obrázky elektrických přijímačů umístěny na výkresech (ačkoli je často vhodné je uspořádat podle typu připojení), ale co s čím souvisí: konce (začátky) všech závitů dohromady nebo konec jednoho závitu se začátkem druhého. V prvním případě je spojení hvězda, ve druhém trojúhelník.

Trojúhelníkové zapojení kondenzátorových baterií je znázorněno na obrázku 4, д.

Na obrázku 4 е Je znázorněno trojúhelníkové zapojení lamp. Přestože jsou lampy geograficky rozmístěny po různých bytech, jsou nejprve sloučeny do skupin v rámci každého bytu a poté do skupin podle stoupaček. 2 a nakonec jsou tyto skupiny spojeny do trojúhelníku na vstupní desce 1. Pozor: před vstupním rozvaděčem je zátěž třífázová, za vstupním rozvaděčem (ve stoupačkách a bytech) je jednofázová, i když je zapojena mezi dvě fáze.

Na jakém základě je zátěž napájena dvěma fázemi, která se nazývá jednofázová? Na základě toho, že změny proudu v obou vodičích, ke kterým je zátěž připojena, probíhají stejně, to znamená, že proud prochází v každém okamžiku stejnými fázemi.