Схема питания электродвигателя («звезда» или «треугольник») чаще всего определяется непосредственно условиями его эксплуатации. Соединение обмоток «звездой» даст более плавную работу, однако в некоторых условиях приведет к небольшим потерям мощности. Соединение «треугольником», в тех же условиях питающего напряжения, даст большую механическую мощность.
Порой трехфазный двигатель необходимо подключить к однофазной сети, тогда прибегают к различным схемам, опять же в зависимости от поставленных задач. Так или иначе, давайте разберемся, в чем различие соединений обмоток «звездой» или «треугольником», и для чего та и другая схемы включения электродвигателя нужны.
Прежде всего отметим, что в данной статье речь пойдет об асинхронных трехфазных электродвигателях, поскольку именно эти машины переменного тока просты, надежны, эффективны и доступны более других, к тому же они способны выдерживать механические и электрические перегрузки, сохраняя свою работоспособность. При этом переключение обмоток статора со «звезды» на «треугольник» и обратно осуществить очень просто: достаточно открыть крышку, под которой расположены выводы обмоток, и изменить положение перемычек.
Треугольник
Соединение обмоток трехфазного двигателя по схеме «треугольник» подразумевает соединение концов трех обмоток как бы в вершинах «треугольника», то есть получается три точки, в которых соединяются последовательно три обмотки статора, по две точки связи для каждой из трех обмоток. Никакого среднего вывода здесь не получится. Трехфазное напряжение необходимо будет подводить к вершинам треугольника.
«Треугольник» - трехпроводное соединение. Оно главным образом применяется с целью получения от двигателя максимального крутящего момента и максимальной мощности при неизменных оборотах. Или если двигатель рассчитан на трехфазное напряжение 380 вольт, и его обмотки соединены для этого «звездой», а его нужно включить в сеть с напряжением 220 вольт, то обмотки переключают со «звезды» на «треугольник». В этом случае мощность двигателя и его крутящий момент остаются такими же, как если бы он питался от сети 380 вольт.
Звезда
Соединение все тех же трех обмоток «звездой» предполагает объединение трех обмоток статора в одной общей точке, причем три свободных вывода этих трех обмоток остаются свободными для подачи на них трехфазного напряжения. Так получается «звезда» из обмоток, имеющая теперь общую точку схождения обмоток в центре, и растопыренные (подобно лучам трехконечной звезды) обмотки со свободными выводами.
Центральная общая точка может использоваться здесь для присоединения к нейтральному проводу четырехпроводной трехфазной сети. «Звезда» с нейтральным проводом — соединение четырёхпроводное, в котором нейтральный провод обеспечивает независимость работы каждой из фаз потребителя от другой. Соединение «звезда» рассчитано на трехфазное напряжение 380 вольт.
Переключение со «звезды» на «треугольник» в момент пуска
Для плавного пуска асинхронного трехфазного двигателя, рассчитанного на работу в соединении «треугольник», полезно применять пуск в соединении «звезда», а когда двигатель разгонится — перевести его обмотки на «треугольник». Суть в том, что при подаче на обмотки соединенные «звездой», и предназначенные для работы под напряжением 380 вольт, напряжения 220 вольт в момент старта, происходит уменьшение линейного тока в 3 раза.
Данный подход пригодится для старта асинхронного двигателя под малой нагрузкой или на холостом ходу. Однако тут есть нюансы: необходимо рассчитать время переключения, чтобы успела погаснуть дуга и не возникло бы короткого замыкания в момент переключения, а так же чтобы двигатель не потерял скорость из-за слишком долгого переключения, и не возникло бы броска тока. Можно процесс старта автоматизировать при помощи пускателей, но есть вариант получше.
Чтобы автоматизировать процесс плавного пуска асинхронного двигателя с уменьшением пускового тока, применяют специальные пусковые реле, которые выдерживают установленное время задержки, затем переключают обмотки, не допуская дуг и коротких замыканий. Уставка регулируется пользователем в соответствии с его индивидуальными потребностями, с особенностями работы оборудования.