نمودار اتصال ستاره و مثلث. اتصال سیم پیچ موتور الکتریکی در ستاره و مثلث

این وسیله مفیدی است که در بسیاری از زمینه های فعالیت های انسانی از زندگی روزمره گرفته تا صنعت استفاده می شود. در ماشین های سنگ زنی مختلف، روی نوار نقاله، واحدهای ماشینی، سیستم های تهویه صنعتی و غیره. موتور برق 3 خروجی داردبنابراین می توان یک اتصال ستاره-مثلث را به یک شبکه سه فاز AC یا ترانسفورماتور ایجاد کرد.

طراحی موتور

سیم پیچ ها روی استاتور قرار دارند و روتور به شکل یک چرخ سنجاب اتصال کوتاه دارد: حلقه های آلومینیومی یا مسی در انتها توسط بلوزهای موازی به یکدیگر متصل می شوند. استاتور به روش خاصی با تعداد معینی قطب پیچیده می شود که بستگی به پارامترهای قدرت و شبکه تامین دارد. فن های خانگی فقط 2 قطب دارند، موتورهای کششی صنعتی 8 یا بیشتر دارند.

مزایای استفاده از ناهمزمانموتورهای الکتریکی با مدار اتصال ستاره یا مثلث واضح هستند و به شرح زیر هستند:

روش های اتصال به شبکه

حالا بیایید سعی کنیم بفهمیم که یک ستاره و یک مثلث چیست، تفاوت بین آنها چیست. الکتروموتور سه فاز ناهمزماندارای 3 سیم پیچ است که به روش خاصی به هم متصل می شوند. آنها را می توان هم به یک شبکه 380 ولت و هم به ولتاژ متناوب 220 ولت متصل کرد. بنابراین، موتور را می توان جهانی در نظر گرفت، اما کیفیت عملکرد آن به طور مستقیم به روش اتصال به شبکه یا یک ترانسفورماتور تغذیه جداگانه بستگی دارد.

به عنوان مثال در حالت شتاب هنگامی که به صورت سری به مدار موتور متصل می شود تا ولتاژ راه اندازی کاهش یابد. مبدل فرکانس بر اساس این اصل عمل می کند، گشتاور اولیه را با تغییر فرکانس تنظیم می کند و از مصرف انرژی بیش از 10-20٪ جلوگیری می کند. در حالت راه اندازی معمولی، یک موتور ناهمزمان تا 600٪ از مقدار اسمی را مصرف می کند، که می تواند باعث خاموش شدن خودکار کلیدهای مدار ورودی شود.

به طور معمول، هنگامی که جعبه ترمینال موتور را باز می کنید، 3 پین و یک پیچ اضافی را مشاهده خواهید کرد. این نشان دهنده نوع اتصال سیم پیچ ها است که در این حالت یک ستاره است. با باز کردن اتصال مشترک، 6 پایه به دست خواهید آورد که انتهای و ابتدای هر یک از 3 سیم پیچ است. بنابراین، ایجاد یک اتصال با استفاده از نمودار مثلث امکان پذیر می شود.

گاهی اوقات بسته به روش کنترل و الگوریتم تولید ولتاژ کنترل در درایو، تغییر از ستاره به مثلث مورد نیاز است. و شما می توانید این کار را به صورت خودکار انجام دهیدحالت، به عنوان مثال در هنگام شتاب گیری، به طوری که موتور الکتریکی بلافاصله گشتاور بالایی را ارائه می دهد. این اغلب در سیستم های کنترل فرکانس استفاده می شود که در آن دینامیک موتور و کنترل سرعت چرخشی به شدت کنترل شده مورد نیاز است.

اینکه چه زمانی و کدام طرح بهتر است استفاده شود بستگی به الزامات دارد، اما هر روش ویژگی های خاص خود را دارد. به عنوان مثال، آنها شامل توان توسعه یافته و مصرف شده، تفاوت در ولتاژهای خطی و فازی و بر این اساس، شاخص های دینامیکی و الکتریکی هستند.

فرمول های پایه

قبل از اینکه با ویژگی های نحوه اتصال یک موتور الکتریکی ستاره مثلث آشنا شوید، ارزش دارد که فرمول های اساسی برای محاسبه توان و نسبت ولتاژ و جریان بین آنها را به خاطر بسپارید. هنگام محاسبه دستگاه های برقیاز یک شبکه ولتاژ متناوب یا یک ترانسفورماتور جداگانه، مفهوم توان ظاهری استفاده می شود. آن را با حرف بزرگ S نشان می دهند و به عنوان حاصل ضرب مقدار مؤثر ولتاژ و جریان U × I یافت می شود. همچنین می توان بر اساس EMF محاسبه کرد که در آن S = E × I.

علاوه بر کامل، موارد زیر نیز وجود دارد:

فعال؛
توان راکتیو

در حالت اول با حرف P = E × I × cos φ یا P = U × I × cos φ نشان داده می شود. در حالت دوم Q = E × I × sin φ یا Q = U × I × sin φ. جایی که در فرمول E نیروی الکتروموتور است، I جریان است، φ زاویه بین ولتاژ و جریان ایجاد شده توسط تغییر فاز در سیم پیچ ها است.

اگر سیم‌پیچ‌های موتور از همه جهات با یکدیگر یکسان باشند، همه انواع توان به صورت حاصل ضرب جریان و ولتاژ در 3 تعیین می‌شوند.

اتصال موتور ستاره

پرکاربردترین اتصال ستاره است، زیرا در این حالت قدرت لازم تامین شده و گشتاور خوبی روی شفت تضمین می شود. اما شایان ذکر است که یک موتور کم بار در یک شبکه 3 فاز انرژی اضافی مصرف می کند، بنابراین بهتر است از یک موتور کم قدرت استفاده کنید یا فرکانس ترانسفورماتور یا درایو تغذیه را بسته به منبع ولتاژ تنظیم کنید.

و برای تعیین پارامترهای الکتریکی شبکه، لازم است از رابطه √3 استفاده شود. در ابتدا باید توجه داشت که هنگام اتصال در یک ستاره، جریان خطی و فاز یکسان است و ولتاژ با فرمول U = √3 × U f تعیین می شود. پیدا کردن ولتاژ فاز از آن دشوار نیست. بر این اساس، قدرت ها با در نظر گرفتن این نسبت تعیین می شوند:

S = √3 × U × I

لازم به یادآوری است که اگر ترانسفورماتور علاوه بر 3 فاز، ترمینال چهارم نیز از نقطه وسط داشته باشد، باید به الکتروموتور متصل شود. .

ویژگی های استفاده از اتصال ستاره

در شرکت ها و در تمام مناطق دیگر، نوع اصلی اتصال موتورهای 3 فاز ستاره ای است و از یک پست مشترک یا یک ترانسفورماتور جداگانه تغذیه می شوند و در نتیجه ایزولاسیون گالوانیکی ایجاد می شود. مدار اتصال سیم پیچ های آن تأثیر خاصی بر عملکرد موتور ندارد. اگر به صورت مثلثی به هم وصل شده باشند، سپس ولتاژ خروجی 1.73 برابر کمتر می شود و با اتصال موتور به سیم پیچ های آن در یک مدار مثلث می توان تقریباً به همان گشتاور حالت عادی دست یافت.

جریان فاز هنگام اتصال طبق مدار ستاره برابر است و ولتاژی که به هر یک از سیم پیچ ها می رسد 1.73 برابر کمتر است. موتور در مدت زمان طولانی تری گشتاور خود را به دست می آورد، اما بیش از حد گرم نمی شود. در این حالت از موتورها بر روی فن ها، پمپ ها، مارپیچ ها و سایر واحدها استفاده می شود. اما اگر نیاز به افزایش گشتاور و ظرفیت کشش باشد، به طور خلاصه به یک مثلث تبدیل می شود.

در این حالت، ولتاژ کامل شبکه به سیم پیچ ها و در نتیجه افزایش جریان می رسد که منجر به آزاد شدن نیروی اضافی روی شفت و گرمایش موتور می شود. حالت سوئیچینگ مثلث برای تسریع استارت موتور و در نتیجه بازگرداندن مدار اتصال به حالت اولیه استفاده می شود. عملکرد طولانی مدت در این حالتمنجر به شکست سریع خواهد شد.

محتوا:

طراحی موتور الکتریکی سه فاز یک ماشین الکتریکی است که برای عملکرد عادی به شبکه های جریان متناوب سه فاز نیاز دارد. قطعات اصلی چنین دستگاهی استاتور و روتور هستند. استاتور مجهز به سه سیم پیچی است که 120 درجه بین یکدیگر جابجا شده اند. هنگامی که ولتاژ سه فاز در سیم پیچ ها ظاهر می شود، شارهای مغناطیسی در قطب های آنها تشکیل می شود. در اثر این جریان ها، روتور موتور شروع به چرخش می کند.

در تولیدات صنعتی و در زندگی روزمره، موتورهای سه فاز ناهمزمان به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند. آنها می توانند تک سرعته، زمانی که سیم پیچ های موتور توسط ستاره و مثلث به هم وصل می شوند، یا چند سرعته، با قابلیت تعویض از یک مدار به مدار دیگر.

اتصال ستاره و مثلث سیم پیچ ها

تمام الکتروموتورهای سه فاز دارای سیم پیچی هستند که به صورت ستاره یا مثلث متصل شده اند.

هنگام اتصال سیم پیچ ها در یک مدار ستاره، انتهای آنها در یک نقطه از گره صفر به هم متصل می شوند. بنابراین، یک صفر خروجی دیگر دریافت می کنیم. انتهای دیگر سیم پیچ ها به فازهای شبکه 380 ولت متصل می شوند.

اتصال مثلث از یک اتصال سری سیم پیچ تشکیل شده است. انتهای سیم پیچ اول به انتهای سیم پیچ دوم وصل می شود و به همین ترتیب. در نهایت، انتهای سیم پیچ سوم به ابتدای سیم پیچ اول متصل می شود. ولتاژ سه فاز به هر گره اتصال تامین می شود. اتصال مثلث با عدم وجود سیم خنثی متمایز می شود.

هر دو نوع ترکیب تقریباً توزیع یکسانی دریافت کرده اند و ویژگی های متمایز قابل توجهی ندارند.

هنگامی که از هر دو گزینه استفاده می شود، یک اتصال ترکیبی نیز وجود دارد. این روش اغلب استفاده می شود؛ هدف آن شروع صاف موتور الکتریکی است که همیشه با اتصالات معمولی نمی توان به آن دست یافت. در لحظه راه اندازی مستقیم، سیم پیچ ها در موقعیت ستاره قرار دارند. در مرحله بعد، یک رله استفاده می شود که سوئیچ به موقعیت مثلث را فراهم می کند. به همین دلیل جریان راه اندازی کاهش می یابد. مدار ترکیبی اغلب برای راه اندازی موتورهای الکتریکی پرقدرت استفاده می شود. چنین موتورهایی همچنین به جریان راه اندازی بسیار بالاتری نیاز دارند، تقریباً هفت برابر مقدار نامی.

هنگامی که از یک ستاره دو یا سه گانه استفاده می شود، موتورهای الکتریکی را می توان به روش های دیگری متصل کرد. این اتصالات برای موتورهایی با دو یا چند سرعت متغیر استفاده می شود.

راه اندازی موتور الکتریکی سه فاز با سوئیچینگ ستاره-مثلث

این روش برای کاهش جریان راه اندازی استفاده می شود که می تواند تقریباً 5-7 برابر جریان نامی موتور الکتریکی باشد. واحدهای با توان بیش از حد دارای جریان راه اندازی هستند که در آن فیوزها به راحتی منفجر می شوند، کلیدهای مدار خاموش می شوند و به طور کلی ولتاژ به طور قابل توجهی کاهش می یابد. با چنین کاهشی در ولتاژ، تابش لامپ ها کاهش می یابد، گشتاور سایر موتورهای الکتریکی کاهش می یابد و کنتاکتورها خود به خود خاموش می شوند. بنابراین روش های مختلفی برای کاهش جریان هجومی استفاده می شود.

مشترک همه روش ها نیاز به کاهش ولتاژ در سیم پیچ های استاتور در هنگام راه اندازی مستقیم است. برای کاهش جریان راه اندازی، مدار استاتور را می توان با چوک، رئوستات یا ترانسفورماتور اتوماتیک در هنگام راه اندازی تکمیل کرد.

رایج ترین تغییر سیم پیچ از حالت ستاره به مثلث است. در موقعیت ستاره، ولتاژ 1.73 برابر کمتر از مقدار نامی می شود، بنابراین جریان کمتر از ولتاژ کامل خواهد بود. در هنگام راه اندازی، سرعت موتور افزایش می یابد، جریان کاهش می یابد و سیم پیچ ها به حالت مثلث می روند.

چنین سوئیچینگ در موتورهای الکتریکی که حالت راه اندازی سبک وزن دارند مجاز است، زیرا گشتاور راه اندازی تقریباً دو برابر کاهش می یابد. این روش برای تعویض موتورهایی که می توانند از نظر ساختاری به یک مثلث متصل شوند استفاده می شود. آنها باید سیم پیچی داشته باشند که قادر به کار در .

زمان تغییر از مثلث به ستاره

هنگامی که نیاز به اتصال ستاره و مثلث سیم پیچ های موتور الکتریکی است، باید به یاد داشته باشید که امکان تغییر از یک نوع به نوع دیگر وجود دارد. گزینه اصلی مدار سوئیچینگ ستاره-مثلث است. با این حال، در صورت لزوم، گزینه معکوس نیز امکان پذیر است.

همه می دانند که موتورهای الکتریکی که بارگذاری کامل ندارند، ضریب توان آنها کاهش می یابد. بنابراین، توصیه می شود که چنین موتورهایی را با دستگاه هایی با قدرت کمتر جایگزین کنید. با این حال، اگر جایگزینی غیرممکن باشد و ذخیره انرژی زیادی وجود داشته باشد، سوئیچ ستاره مثلث انجام می شود. جریان در مدار استاتور نباید از مقدار نامی تجاوز کند، در غیر این صورت موتور الکتریکی بیش از حد گرم می شود.

نمودارهای اتصال موتور الکتریکی ستاره، مثلث، ستاره - مثلث.

موتورهای آسنکرون با داشتن تعدادی مزیت غیرقابل انکار از جمله قابلیت اطمینان در کارکرد، عملکرد بالا، توانایی تحمل بارهای زیاد مکانیکی، بی تکلف بودن و هزینه کم نگهداری و تعمیر به دلیل سادگی طراحی، البته ویژگی های خاص خود را دارند. معایب

در عمل از روش های اصلی اتصال الکتروموتورهای سه فاز به شبکه استفاده می شود: "اتصال ستاره" و "اتصال مثلث".

هنگام اتصال یک موتور الکتریکی سه فاز با یک ستاره، انتهای سیم‌پیچ‌های استاتور آن به هم متصل می‌شوند، اتصال در یک نقطه انجام می‌شود و ولتاژ سه فاز به ابتدای سیم‌پیچ‌ها تامین می‌شود (شکل 1).

هنگام اتصال یک موتور الکتریکی سه فاز طبق نمودار اتصال "مثلث"، سیم پیچ های استاتور موتور الکتریکی به صورت سری به هم متصل می شوند به طوری که انتهای یک سیم پیچ به ابتدای سیم پیچ بعدی و غیره متصل می شود. شکل 2).

بدون پرداختن به مبانی فنی و نظری مهندسی برق، می‌دانیم که موتورهای الکتریکی با سیم‌پیچ‌های متصل به ستاره، نرم‌تر و نرم‌تر از موتورهای الکتریکی با سیم‌پیچ‌های متصل به یک مثلث عمل می‌کنند، باید توجه داشت که وقتی سیم‌پیچ‌ها توسط یک سیم‌پیچ به هم متصل می‌شوند. ستاره، موتور الکتریکی نمی تواند قدرت کامل را توسعه دهد. وقتی سیم‌پیچ‌ها طبق مدار مثلث متصل می‌شوند، موتور الکتریکی با توان نامی کامل (که 1.5 برابر قدرت بیشتری نسبت به اتصال ستاره است) کار می‌کند، اما در عین حال جریان راه‌اندازی بسیار بالایی دارد.

در این راستا، برای کاهش جریان های راه اندازی، توصیه می شود (به ویژه برای موتورهای الکتریکی با توان بالاتر) مطابق مدار ستاره-مثلث متصل شوند. در ابتدا، راه اندازی طبق مدار "ستاره" انجام می شود، پس از آن (زمانی که موتور الکتریکی "سرعت به دست آورد")، سوئیچینگ خودکار طبق مدار "مثلث" اتفاق می افتد.

مدار کنترل:

نسخه دیگری از مدار کنترل موتور

اتصال ولتاژ تغذیه از طریق کنتاکت NC (معمولا بسته) رله زمان K1 و کنتاکت NC K2، در مدار سیم پیچ استارت K3.

پس از روشن کردن استارت K3، با کنتاکت های معمولی بسته خود، مدارهای سیم پیچ استارت K2 را با کنتاکت های K3 باز می کند (مسدود کردن کلید تصادفی) و کنتاکت K3 را در مدار برق سیم پیچ استارت مغناطیسی K1 می بندد. همراه با کنتاکت های رله زمان.

هنگامی که استارت K1 روشن می شود، کنتاکت های K1 در مدار سیم پیچ استارت مغناطیسی K1 بسته می شود و همزمان رله زمان روشن می شود، کنتاکت رله زمان K1 در مدار سیم پیچ استارت K3 باز می شود و کنتاکت رله زمانی K1 در مدار سیم پیچ استارت K2 بسته می شود.

با خاموش کردن سیم پیچ استارت K3، کنتاکت K3 در مدار سیم پیچ استارت مغناطیسی K2 بسته می شود. پس از روشن کردن استارت K2، کنتاکت های K2 خود را در مدار سیم پیچ برق استارت K3 باز می کند.

(شروع سیم پیچ استاتور: U1; V1; W1. انتهای سیم پیچ: U2; V2; W2. روی تخته ترمینال، گل میخ های ابتدا و انتهای سیم پیچ ها به ترتیب دقیق قرار دارند: W2. U2; V2; در زیر آنها قرار دارد: U1; V1; W1. هنگام اتصال موتور در یک "مثلث"، گل میخ ها توسط جامپرها متصل می شوند: W2-U1. U2-V1; V2-W1.)

ولتاژ سه فاز به ابتدای سیم پیچ های U1، V1 و W1 از طریق کنتاکت های برق استارت مغناطیسی K1 تامین می شود. هنگامی که استارت مغناطیسی K3 با استفاده از کنتاکت های K3 خود راه اندازی می شود، یک اتصال کوتاه رخ می دهد که انتهای سیم پیچ های U2، V2 و W2 را به یکدیگر متصل می کند؛ سیم پیچ های موتور توسط یک ستاره متصل می شوند.

پس از مدتی، رله زمان، همراه با استارت K1، فعال می شود، استارت K3 را خاموش می کند و همزمان K2 را روشن می کند، کنتاکت های برق K2 بسته می شود و ولتاژ به انتهای سیم پیچ های موتور U2، V2 و ولتاژ وارد می شود. W2. بنابراین موتور الکتریکی به صورت مثلثی روشن می شود.

برای راه اندازی موتورها مطابق مدار ستاره- مثلث، سازندگان مختلف به اصطلاح رله های راه اندازی تولید می کنند، ممکن است نام های مختلفی داشته باشند: "رله های زمان شروع"، رله های "شروع- مثلث" و غیره، اما هدف آنها یکسان است:

مدار معمولی با رله زمان راه اندازی (رله ستاره/مثلث) برای کنترل راه اندازی موتور سه فاز ناهمزمان:

نتیجه: برای کاهش جریان های راه اندازی، موتور باید به ترتیب زیر روشن شود: ابتدا با پیکربندی ستاره ای در سرعت های پایین روشن شود، سپس به سمت مثلث سوئیچ شود.
شروع اول با مثلث حداکثر گشتاور را ایجاد می کند، و سپس تغییر به یک ستاره (گشتاور راه اندازی 2 برابر کمتر است) با عملکرد بیشتر در حالت اسمی، زمانی که موتور الکتریکی "سرعت به دست آورد"، تغییر خودکار به یک مثلث رخ می دهد. ، ارزش آن را دارد که قبل از راه اندازی بار روی شفت را در نظر بگیرید ، از این گذشته ، گشتاور در ستاره ضعیف می شود ، بنابراین بعید است که این روش راه اندازی برای موتورهای بسیار بارگذاری شده مناسب باشد و ممکن است شکست بخورد.

هنگام اتصال سیم پیچ های فاز یک منبع جریان سه فاز (مثلاً یک ژنراتور) طبق مدار "ستاره با سیم خنثی"، انتهای سه سیم پیچ آن به یک گره مشترک 0 متصل می شود که به آن گره گفته می شود. نقطه صفر، یا منبع خنثی(شکل 206). گیرنده های انرژی الکتریکی در سه گروه Z A، Z B و Zc (فازهای بار) ترکیب می شوند که انتهای آن ها نیز به یک گره مشترک 0' (نقطه صفر یا خنثی بار) متصل می شوند. سیم پیچ های منبع با چهار سیم به فازهای بار متصل می شوند. سیم های 1، 2 و 3 متصل به ابتدای سیم پیچ های فاز (A, B, C) نامیده می شوند. خطی. سیم 4 که نقاط صفر 0 و 0 را به هم متصل می کند نامیده می شود صفر، یا خنثی. ولتاژهای u A، u B و u C بین ابتدا و انتهای سیم‌پیچ‌های فازهای منبع منفرد یا فازهای بار Z A، Z B و Z c نامیده می‌شوند. فاز. آنها همچنین برابر با ولتاژ بین هر یک از سیم های خطی و سیم خنثی هستند. در صورت عدم تلفات ولتاژ در سیم پیچ های منبع (بدون بار)، ولتاژهای فاز برابر با e مربوطه است. d.s. در این سیم پیچ ها جریان های فاز i A, i B, ic جریان هایی هستند که از سیم پیچ های منبع یا فازهای بار Z A, Z B و Z c می گذرند. ولتاژهای u AB، u BC، u CA بین سیم های خطی و جریان های عبوری از این سیم ها را خطی می گویند.

اجازه دهید به طور معمول جهت مثبت جریان های i A، i B و i c را در فازهای منبع - از انتهای فاز مربوطه تا ابتدای آن، بگیریم.

در فازهای بار - از ابتدا تا انتها، و در سیم های خطی - از منبع تا گیرنده. ولتاژهای u A, u B و u C را در فازهای منبع و بار مثبت در نظر می گیریم اگر از ابتدای فازها به انتها هدایت شوند و ولتاژهای خطی u AB, u BC, u CA - در صورت مثبت بودن. از مرحله قبل به مرحله بعد هدایت می شود.

از شکل 206 نتیجه می شود که در مدار ستاره ای، جریان خطی برابر با جریان فاز است، یعنی I l = I f، زیرا هنگام انتقال از منبع یا فاز بار به سیم خطی هیچ شاخه ای وجود ندارد. مقادیر استرس لحظه ای طبق قانون دوم کیرشهوف:

u AB = u A – u B; u BC = u B – u C; u CA = u C – u A.

با حرکت از مقادیر ولتاژ لحظه ای به بردارهای آنها، داریم:

? AB =؟ آ - ؟ ب ? قبل از میلاد = ? ب –؟ با؛ ? SA =؟ با - ؟ آ.

از این رو، ولتاژ خطی برابر است با اختلاف بردار ولتاژهای فاز مربوطه. با استفاده از معادلات برداری به دست آمده، می توانید یک نمودار برداری بسازید (شکل 207، a)، که می تواند به یک نمودار تبدیل شود (شکل 207، ب). از این نمودار می توان دریافت که در یک سیستم سه فاز متقارن، بردارهای ولتاژ خطی؟ AB، ? آفتاب، ؟ CA یک مثلث متساوی الاضلاع ABC را تشکیل می دهد که در داخل آن یک ستاره سه پر متقارن از ولتاژهای فاز قرار دارد؟ آ، ؟ که در، ؟ ج- در مثلث های متساوی الساقین AOB، BOC و COA، قاعده برابر با U l، اضلاع دیگر U f و زاویه تند بین این اضلاع و قاعده 30 درجه است. از این رو،

U l = 2U f cos 30° = 2U ?3 / 2 = ?3 U f

بدین ترتیب، در یک سیستم سه فاز متصل به مدار "ستاره با سیم خنثی"، ولتاژ خطی بیشتر از ولتاژ فاز است.سه بار. مقدار?3 = 1.73 مبنای مقیاس ولتاژهای AC نامی است: 127، 220، 380 و 660 V. در این سری، هر مقدار ولتاژ بعدی 1.73 برابر بیشتر از مقدار قبلی است.

یک جریان i0 از سیم خنثی عبور می کند که مقدار لحظه ای آن برابر است با مجموع جبری مقادیر لحظه ای جریان های عبوری در فازهای جداگانه: i0 = iA+iB+ic.

با عبور از مقادیر لحظه ای جریان ها به بردارهای آنها، داریم:
? 0 =؟ A+؟ B+؟ سی.

بردارهای فعلی؟ آ، ؟ در و؟ آیا C نسبت به بردارهای ولتاژ مربوطه جابجا شده است؟ آ، ؟ ب،؟ از گوشه و کنار؟ آ، ؟ ب،؟ ج (شکل 208، الف). مقادیر این زاویه ها به رابطه بین فعال و راکتانس موجود در یک فاز معین بستگی دارد. آیا همین نمودار جمع بردار را نشان می دهد؟ آ، ؟ در و؟ C برای تعیین بردار فعلی؟ 0 . معمولا جاری؟ 0 جریان کمتر

I A، 1 V و I C در سیم های خط، بنابراین سیم خنثی دارای سطح مقطعی برابر یا حتی کمی کوچکتر از سطح مقطع سیم های خط است.

در مدار "ستاره با سیم خنثی"، گیرنده های انرژی الکتریکی را می توان به دو ولتاژ متصل کرد: خطی U l (در صورت اتصال به دو سیم خطی) و فاز U F (در صورت اتصال به نول و یکی از سیم های خطی).

با بار یکنواخت یا متقارن هر سه فاز، زمانی که مقاومت‌های فعال و راکتیو یکسان در تمام فازها لحاظ شود (R A = R B = R C و X A = X B = X C)، جریان‌های فاز i A، i B و i C خواهد بود. از نظر مقدار برابر هستند و از ولتاژهای فاز مربوطه در زوایای مساوی جابجا می شوند. در این حالت، ما یک سیستم متقارن از جریان ها را به دست می آوریم که در آن جریان های i A, i B, i C نسبت به یکدیگر با زاویه 120 درجه تغییر فاز می دهند و جریان i 0 در سیم خنثی در هر زمان زمان صفر است (شکل 208، b).

بدیهی است که با یک بار یکنواخت می توانید سیم خنثی را جدا کرده و انرژی الکتریکی منبع را از طریق سه سیم خطی 1، 2 و 3 به گیرنده منتقل کنید (شکل 209). این طرح نامیده می شود "ستاره بدون سیم خنثی". با یک سیستم سه سیم برای انتقال انرژی الکتریکی، در هر لحظه جریان از طریق یک (یا دو) سیم از منبع جریان سه فاز به گیرنده می رسد و از طریق دو (یا یک) دیگر از گیرنده باز می گردد. به منبع (شکل 210). نمودار ولتاژ برداری برای مدار "ستاره بدون سیم خنثی" با بار فاز یکنواخت مانند مدار "ستاره با سیم خنثی" خواهد بود (شکل 207 را ببینید). روابط بین فاز و جریان خطی و ولتاژ یکسان خواهد بود:

I l = I Fو U l = ?3 U F

لازم به ذکر است که مدار "ستاره بدون سیم خنثی" را فقط می توان با یک بار فاز یکنواخت استفاده کرد.در عمل، این تنها در هنگام اتصال موتورهای الکتریکی به منابع جریان سه فاز رخ می دهد، زیرا هر موتور الکتریکی سه فاز مجهز به سه سیم پیچ یکسان است که هر سه فاز را به طور مساوی بارگذاری می کند. با یک بار ناهموار، ولتاژها در فازهای بار جداگانه متفاوت خواهد بود. در برخی فازها (با مقاومت کمتر) ولتاژ کاهش می یابد و در برخی دیگر نسبت به حالت عادی افزایش می یابد که غیر قابل قبول است.

یک بار فاز تقریباً ناهموار زمانی اتفاق می‌افتد که لامپ‌های الکتریکی با جریان سه فاز عرضه می‌شوند، زیرا در این حالت توزیع جریان بین هر سه فاز نمی‌تواند تضمین شود (لامپ‌های جداگانه می‌توانند به صورت جداگانه روشن و خاموش شوند). به ویژه خطرناک در مدار "ستاره بدون سیم خنثی" قطع یا اتصال کوتاه در یکی از فازها است. با ساختن نمودارهای برداری مربوطه می توان نشان داد که در صورت وقفه در یکی از فازها، ولتاژ دو فاز دیگر به نصف فاز خطی کاهش می یابد و در نتیجه لامپ های موجود در این فازها می سوزند. قدرت ناکافی در صورت اتصال کوتاه در یکی از فازها، ولتاژ در فازهای دیگر به خطی یعنی 3 برابر افزایش می یابد و تمام لامپ های روشن در این فازها می سوزند. بنابراین در مدار "ستاره با سیم خنثی" برای جلوگیری از شکستن مدار سیم خنثی، فیوز و کلید در آن تعبیه نمی شود.

موتور الکتریکی ناهمزمان یک تجهیزات الکترومکانیکی است که به طور گسترده در زمینه های مختلف فعالیت استفاده می شود و بنابراین برای بسیاری آشنا است. در همین حال، حتی با در نظر گرفتن رابطه نزدیک با مردم، "برق خود" کمیاب می تواند تمام ریزه کاری های این دستگاه ها را آشکار کند. به عنوان مثال، هر "نگهدارنده انبردست" نمی تواند توصیه دقیقی ارائه دهد: چگونه سیم پیچ های یک موتور الکتریکی را با "مثلث" وصل کنیم؟ یا نحوه نصب جامپر برای نمودار اتصال ستاره سیم پیچ موتور چگونه است؟ بیایید سعی کنیم این دو سوال ساده و در عین حال پیچیده را حل کنیم.

همانطور که آنتون پاولوویچ چخوف می گفت:

تکرار مادر یادگیری است!

منطقی است که با بررسی دقیق طرح، موضوع موتورهای ناهمزمان الکتریکی را تکرار کنیم. بر اساس عناصر ساختاری زیر ساخته شده است:

کیس آلومینیومی با عناصر خنک کننده و شاسی نصب؛
استاتور - سه سیم پیچ با سیم مسی روی یک پایه حلقه در داخل محفظه پیچیده شده و در مقابل یکدیگر در شعاع زاویه ای 120 درجه قرار می گیرند.
روتور - یک صفحه خالی فلزی که به طور سفت و سخت روی شفت ثابت شده است که در داخل پایه حلقه استاتور قرار داده شده است.
یاتاقان های رانش برای شفت روتور - جلو و عقب.
پوشش های مسکن - جلو و عقب، به علاوه یک پروانه برای خنک کننده؛
BRNO - قسمت بالایی محفظه به شکل یک طاقچه مستطیلی کوچک با درب که در آن بلوک ترمینال برای محکم کردن سیم پیچ های استاتور قرار دارد.

ساختار موتور: 1 - BRNO، جایی که بلوک ترمینال قرار دارد. 2 - شفت روتور؛ 3- بخشی از سیم پیچ های مشترک استاتور. 4 – شاسی نصب؛ 5 – بدنه روتور؛ 6 – محفظه آلومینیومی با پره های خنک کننده؛ 7- پروانه پلاستیکی یا آلومینیومی

اینجا، در واقع، کل ساختار است. اکثر موتورهای الکتریکی ناهمزمان نمونه اولیه ای از چنین طراحی هستند. درست است، گاهی اوقات نمونه هایی با پیکربندی کمی متفاوت وجود دارد. اما این در حال حاضر یک استثنا از قاعده است.

تعیین و سیم کشی سیم پیچ های استاتور

همچنین تعداد نسبتاً زیادی موتورهای الکتریکی ناهمزمان وجود دارد که تعیین سیم پیچ های استاتور مطابق با استاندارد قدیمی انجام می شود.

این استاندارد برای علامت گذاری با نماد "C" و اضافه کردن یک عدد به آن - شماره ترمینال سیم پیچ، نشان دهنده شروع یا پایان آن است.

در این حالت اعداد 1، 2، 3 همیشه به ابتدا اشاره دارند و اعداد 4، 5، 6 به ترتیب نشان دهنده انتهای آن هستند. به عنوان مثال، نشانگرهای "C1" و "C4" شروع و پایان اولین سیم پیچ استاتور را نشان می دهند.

علامت گذاری قسمت های انتهایی هادی های متصل به بلوک ترمینال BRNO: A - یک نام قدیمی، اما هنوز در عمل یافت می شود. B - نامگذاری مدرن که به طور سنتی روی نشانگرهای هادی موتورهای جدید وجود دارد

استانداردهای مدرن این برچسب را تغییر داده است. اکنون نمادهای ذکر شده در بالا با نمادهای دیگری جایگزین شده اند که مطابق با استاندارد بین المللی هستند (U1، V1، W1 - نقاط شروع، U2، V2، W2 - نقاط پایانی) و به طور سنتی هنگام کار با موتورهای ناهمزمان نسل جدید یافت می شوند.

هادی های خروجی از هر یک از سیم پیچ های استاتور به سمت قسمت جعبه ترمینال هدایت می شوند که روی محفظه موتور قرار دارد و به یک ترمینال جداگانه متصل می شود.

در مجموع، تعداد پایانه های فردی برابر با تعداد سیم های پیشرو و انتهایی سیم پیچ مشترک است. معمولاً اینها 6 هادی و همان تعداد پایانه هستند.

این همان چیزی است که بلوک ترمینال یک موتور پیکربندی استاندارد به نظر می رسد. شش ترمینال قبل از اتصال موتور به ولتاژ مناسب با جامپرهای برنجی (مسی) متصل می شوند.

در همین حال، در سیم کشی هادی ها نیز تغییراتی وجود دارد (به ندرت و معمولاً در موتورهای قدیمی)، زمانی که 3 سیم به منطقه BRNO هدایت می شود و فقط 3 ترمینال وجود دارد.

چگونه ستاره و دلتا را به هم وصل کنیم؟

اتصال یک موتور الکتریکی ناهمزمان با شش هادی متصل به جعبه ترمینال با استفاده از روش های استاندارد با استفاده از جامپرها انجام می شود.

با قرار دادن مناسب جامپرها بین پایانه های جداگانه، تنظیم پیکربندی مدار مورد نیاز آسان و ساده است.

بنابراین، برای ایجاد یک رابط برای اتصال ستاره، هادی های اولیه سیم پیچ ها (U1، V1، W1) باید بر روی پایانه های جداگانه رها شوند و پایانه های هادی های انتهایی (U2، V2، W3) باید با جامپرها به یکدیگر متصل شوند.

نمودار اتصال ستاره. با الزامات ولتاژ خط بالا مشخص می شود. روتور نرمی را در حالت راه اندازی می دهد

اگر نیاز به ایجاد یک نمودار اتصال "مثلث" دارید، محل قرارگیری جامپرها تغییر می کند. برای اتصال سیم پیچ های استاتور با یک مثلث، باید هادی های شروع و انتهای سیم پیچ ها را مطابق نمودار زیر وصل کنید:

U1 اولیه – W2 نهایی
V1 اولیه – U2 نهایی
W1 اولیه – V2 نهایی

نمودار اتصال دلتا یک ویژگی متمایز جریان هجوم زیاد است. بنابراین، موتورها طبق این طرح اغلب روی یک ستاره از قبل راه اندازی می شوند و سپس به حالت کار می روند

البته اتصال برای هر دو طرح یک شبکه سه فاز با ولتاژ 380 ولت در نظر گرفته شده است. هنگام انتخاب یک یا گزینه دیگر مدار تفاوت خاصی وجود ندارد.

با این حال، نیاز ولتاژ خط به خط بیشتر برای یک مدار ستاره ای باید در نظر گرفته شود. این تفاوت در واقع با علامت 220/380 روی صفحه فنی موتورها نشان داده می شود.

به نظر می رسد گزینه اتصال سری ستاره-مثل روش راه اندازی بهینه برای موتور القایی AC 3 فاز باشد. این گزینه اغلب برای راه اندازی نرم موتور در جریان های اولیه کم استفاده می شود.

در ابتدا، اتصال بر اساس یک طرح "ستاره" سازماندهی می شود. سپس، پس از مدت زمان معینی، اتصال به "مثلث" با سوئیچینگ فوری انجام می شود.

اتصال با در نظر گرفتن اطلاعات فنی

هر موتور الکتریکی ناهمزمان لزوماً مجهز به یک صفحه فلزی است که در کنار بدنه ثابت می شود.

این پلاک نوعی تابلوی شناسایی تجهیزات است. تمام اطلاعات لازم برای نصب صحیح محصول در شبکه AC در اینجا قرار دارد.

صفحه فنی در کنار محفظه موتور. تمام پارامترهای مهم مورد نیاز برای اطمینان از عملکرد طبیعی موتور الکتریکی در اینجا ذکر شده است.

هنگام قرار دادن موتور در مدار منبع تغذیه نباید از این اطلاعات غافل شد. نقض شرایط ذکر شده در پلاک اطلاعات همیشه اولین علت خرابی موتور است.

روی صفحه فنی موتور الکتریکی ناهمزمان چه چیزی نشان داده شده است؟

نوع موتور (در این مورد، ناهمزمان).
تعداد فازها و فرکانس کاری (3F / 50 هرتز).
نمودار اتصال سیم پیچ و ولتاژ (مثلث/ستاره، 220/380).
جریان عملیاتی (مثلث / ستاره)
قدرت و سرعت (kW/rpm).
راندمان و COS φ (% / ضریب).
حالت و کلاس عایق (S1 – S10 / A, B, F, H).
سازنده و سال ساخت.

هنگام چرخش به صفحه فنی، برقکار از قبل می داند که در چه شرایطی مجاز است موتور را به شبکه وصل کند.

از نقطه نظر اتصال "ستاره" یا "مثلث"، به عنوان یک قاعده، اطلاعات موجود به برقکار اطلاع می دهد که اتصال "مثلث" به یک شبکه 220 ولت صحیح است و یک موتور الکتریکی ناهمزمان باید به یک برق متصل شود. خط "ستاره" در خط 380 ولت.

موتور فقط در صورتی باید آزمایش یا کار کند که از طریق یک محافظ محافظ سیم کشی شده باشد. در این حالت، ماشین اتوماتیک وارد شده به مدار یک موتور الکتریکی ناهمزمان باید با توجه به جریان قطع به درستی انتخاب شود.

الکتروموتور سه فاز آسنکرون در شبکه 220 ولت

از نظر تئوری و عملی، یک موتور الکتریکی ناهمزمان که برای اتصال به شبکه از طریق سه فاز طراحی شده است، می تواند در یک شبکه تک فاز 220 ولت کار کند.

به عنوان یک قاعده، این گزینه فقط برای موتورهایی با قدرت بیش از 1.5 کیلو وات مناسب است. این محدودیت با کمبود پیش پا افتاده ظرفیت خازن اضافی توضیح داده می شود. توان های بالا برای ولتاژهای بالا نیاز به ظرفیت خازنی دارند که در صدها میکروفاراد اندازه گیری می شود.

با استفاده از یک خازن، می توانید عملکرد یک موتور سه فاز را در یک شبکه 220 ولت سازماندهی کنید. با این حال، در این مورد تقریباً نیمی از توان مفید از بین می رود. سطح راندمان به 25-30٪ کاهش می یابد

در واقع، ساده ترین راه برای راه اندازی یک موتور الکتریکی ناهمزمان سه فاز در یک شبکه تک فاز 220-230 ولت، اتصال آن از طریق یک خازن به اصطلاح راه اندازی است.

یعنی از سه ترمینال موجود، دو ترمینال با اتصال یک خازن بین آنها در یکی ترکیب می شوند. دو پایانه شبکه که به این ترتیب شکل گرفته اند به شبکه 220 ولت متصل می شوند.

با تعویض کابل برق در پایانه ها با یک خازن متصل، می توانید جهت چرخش شفت موتور را تغییر دهید.

با قرار دادن یک خازن در یک بلوک ترمینال سه فاز، نمودار اتصال به یک دو فاز تبدیل می شود. اما برای عملکرد صحیح موتور نیاز به یک خازن قدرتمند است

ظرفیت اسمی خازن با استفاده از فرمول های زیر محاسبه می شود:

Sv = 2800 * I / U

C tr = 4800 * I / U

جایی که: ج – ظرفیت مورد نیاز؛ I - جریان شروع U – ولتاژ.

با این حال، سادگی نیاز به فداکاری دارد. پس اینجاست. هنگام نزدیک شدن به حل مشکل راه اندازی با استفاده از خازن ها، کاهش قابل توجهی در توان موتور مشاهده می شود.

برای جبران تلفات، باید یک خازن با ظرفیت بالا (50-100 µF) با ولتاژ کاری حداقل 400-450 ولت پیدا کنید. اما حتی در این مورد، نمی توان بیش از 50٪ از ارزش اسمی را به دست آورد.

از آنجایی که چنین راه حل هایی اغلب برای موتورهای الکتریکی ناهمزمان استفاده می شود که قرار است با موتورهای الکتریکی ناهمزمان راه اندازی و خاموش شوند، منطقی است که از مداری که کمی تغییر یافته در مقایسه با نسخه ساده شده سنتی استفاده شود.

طرحی برای سازماندهی کار در شبکه 220 ولت با در نظر گرفتن روشن و خاموش کردن مکرر. استفاده از چندین خازن تا حدودی امکان جبران تلفات برق را فراهم می کند

کمترین تلفات توان توسط یک مدار اتصال "مثلثی" بر خلاف مدار "ستاره" به دست می آید. در واقع این گزینه با اطلاعات فنی که روی صفحات فنی موتورهای ناهمزمان قرار می گیرد نیز نشان داده می شود.

به عنوان یک قاعده، روی برچسب مدار "مثلث" است که با ولتاژ عملیاتی 220 ولت مطابقت دارد. بنابراین، هنگام انتخاب روش اتصال، اول از همه، باید به صفحه پارامترهای فنی نگاه کنید.

بلوک های ترمینال غیر استاندارد BRNO

گاهی اوقات طرح هایی از موتورهای الکتریکی ناهمزمان وجود دارد که BRNO حاوی یک بلوک ترمینال با 3 خروجی است. برای چنین موتورهایی از نمودار سیم کشی داخلی استفاده می شود.

یعنی همان "ستاره" یا "مثلث" به طور شماتیک با اتصالات مستقیماً در ناحیه ای که سیم پیچ های استاتور قرار دارد، جایی که دسترسی به آن دشوار است، ردیف می شود.

نوع بلوک ترمینال غیر استاندارد که ممکن است در عمل با آن مواجه شویم. هنگام ساخت چنین سیم کشی، شما باید تنها با اطلاعاتی که در صفحه فنی ذکر شده است هدایت شوید

پیکربندی چنین موتورهایی به روش دیگری در شرایط روزمره امکان پذیر نیست. اطلاعات مربوط به صفحات فنی موتورهای با بلوک های ترمینال غیر استاندارد معمولاً نمودار سیم کشی ستاره داخلی و ولتاژی را که در آن مجاز به کار کردن یک موتور الکتریکی از نوع ناهمزمان است نشان می دهد.