Zapojení do hvězdy nebo trojúhelníku – jaké schéma připojení je lepší?

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.