Асинхронні електричні двигуни в даний час використовуються дуже активно. У них є певні переваги, завдяки яким вони і стали так популярні. Для підключення до електричної мережі потужних двигунів використовуються схеми “зірка”, “трикутник”. Електродвигуни, що працюють на таких схемах, володіють своїми достоїнствами і недоліками. Самі ж вони відрізняються надійністю в експлуатації, можливістю отримати великий крутний момент, а також високим показником продуктивності.
Підключення двигуна
Як показує практика, існує дві оптимальних схеми “зірка”, “трикутник”. Електродвигуни підключаються по одній з них. Можливо також перетворення “зірки” на “трикутник”, до прикладу.
Серед достоїнств асинхронних двигунів виділяються наступні:
- можливість перемикання обмоток під час роботи;
- відновлення обмотки електричного двигуна;
- невисока вартість приладу по відношенню до інших;
- наявність високої стійкості до механічних пошкоджень.
Основна особливість, що характеризує всі асинхронні електричні двигуни, – це простота конструкції. Однак при всіх своїх перевагах, є деякі недоліки, які виникають під час роботи:
Опис підключень
Схеми “зірка” та “трикутник” для електродвигуна мають певні відмінності в підключенні. “Зірка” означає, що кінці статорної обмотки обладнання збираються в одній точці. При цьому напруга мережі 380 В подаватиметься на початок кожної з обмоток. Зазвичай на всіх схемах підключення такий спосіб позначається як Y.
У разі використання схеми підключення “трикутник” статорні обмотки електродвигуна з’єднуються послідовно. Тобто, кінець першої обмотки з’єднується з початком другої, вона, в свою чергу, – з третьої. Остання буде замикати ланцюг, з’єднуючись з початком першої.
Відмінності схем підключення
Схеми “зірка” та “трикутник” у електродвигуна – це єдині способи їх підключення. Вони відрізняються між собою, забезпечуючи різні режими роботи. Так, наприклад, підключення за допомогою схеми Y забезпечує більш м’яку роботу, якщо порівнювати з двигунами, з’єднаними в “трикутник”. Дана різниця грає ключову роль при виборі потужності електричного пристрою.
Більш потужні двигуни експлуатуються тільки на “трикутнику”. Схема підключення електродвигуна “зірка-трикутник” відмінно підходить для тих випадків, коли необхідно забезпечити плавний пуск. А в потрібний момент переключитися між обмотками для отримання максимальної потужності.
Тут важливо додати: підключення Y гарантує м’яку роботу, але при цьому двигун не зможе набрати свою паспортну потужність.
З іншого боку, схема з’єднання електродвигуна “трикутник-зірка-зірка” забезпечить більшу потужність, але разом з цим значно зросте і значення пускового струму для обладнання.
Саме різниця в потужності між підключенням Y і трикутником є основним показником. Електродвигун зі схемою зірки буде володіти потужністю приблизно в 1,5 рази нижче, ніж через трикутник, однак таке підключення допоможе знизити значення пускового струму. Усі сполуки, які мають у своєму складі два способи підключення, є комбінованими. Зазвичай вони застосовуються лише в тих випадках, коли необхідно запустити в роботу електричний двигун з великою паспортною потужністю.
Схема пуску “зірка-трикутник” для електродвигуна відрізняється ще однією перевагою. Включення здійснюється за схемою Y, що знижує значення пускового струму. Коли під час роботи пристрій набирає достатньо обертів, відбувається перехід на схему трикутника для досягнення максимальної потужності.
Об’єднані підключення
Схема перемикання “зірка-трикутник” електродвигуна досить часто застосовується у випадках, коли потрібно запустити двигун з мінімальним пусковим струмом. Але при цьому всю роботу потрібно здійснювати на з’єднання “трикутник”. Для створення такого перемикання використовуються спеціальні контактори на три фази. Для забезпечення автоматичного перемикання між схемами необхідно виконати дві умови. По-перше, забезпечити блокування контактів від одночасного включення. По-друге, всі роботи обов’язково повинні виконуватися з затримкою по часу.
Другий пункт необхідний, щоб з 100% вірогідністю відбулося повне відключення “зірки” перед включенням “трикутника”. Якщо цього не зробити, то під час перемикання між фазами буде відбуватися коротке замикання. Для виконання потрібних умов використовується реле часу з затримкою від 50 до 100 мілісекунд.
Здійснення затримки часу
При використанні комбінованого методу підключення “зірка-трикутник” наявність реле часу для затримки перемикання необхідно. Фахівці найчастіше вибирають один з трьох способів:
Розгляд способу перемикання
Використання класичного варіанту із застосуванням реле часу для комбінованих схем “зірка-трикутник” раніше вважалося найбільш оптимальним. У нього був лише один недолік, який іноді ставав досить суттєвим, – габарити самого РВ. Такі типи пристосування гарантували затримку часу перемикання за допомогою намагнічування сердечника. Однак зворотний процес потрібен час.
В даний час такі РВ та інші прилади були витіснені сучасними приладами – частотними перетворювачами. Перемикання схеми електродвигуна зі схемою “зірка-трикутник” при допомоги ПЧ володіє великими перевагами. Сюди відносять більш стабільну роботу, низькі пускові струми.
Це обладнання має вбудований мікропроцесор, який відповідає за зміну частоти. Якщо розглядати суть ПЧ для електродвигуна, то його принцип роботи наступний: перетворювач виробляє потрібну частоту змінного струму. На сьогоднішній день у промисловості використовуються спеціальні або універсальні моделі ПЧ для підключення асинхронних двигунів.
Спеціальні моделі розробляються і використовуються лише з певними типами двигунів. Універсальні можуть застосовуватися в комплекті з будь-якими пристроями.
Недоліки схеми
Незважаючи на те, що класична схема підключення проста і надійна, вона має певні недоліки.
По-перше, дуже важливо точно визначити навантаження на вал електродвигуна. В іншому випадку він буде занадто довго набирати обертів, що, в свою чергу, виключить можливість швидкого перемикання на схему трикутника за допомогою струмового реле. У цьому режимі небажано довго експлуатувати електричний пристрій.
По-друге, при такій схемі підключення можливий перегрів обмоток, з-за чого фахівці рекомендують встановити в схему додаткове теплове реле.
По-третє, при використанні сучасних тимчасових реле необхідно точно дотримуватися паспортну навантаження на вал електричного двигуна.
Висновок
При використанні підключення схеми “зірка-трикутник” дуже важливо правильно розрахувати навантаження на вал електродвигуна. Ще один неприємний факт криється в тому, що в момент перемикання з Y на трикутник, коли двигун ще не набрав потрібних обертів, відбувається самоіндукція. У цей момент у мережі з’являється підвищена напруга. Це загрожує виходом з ладу інших приладів і пристроїв, підключених до цієї мережі.
